CN110715174B - 智能阀门定位器的阀位累积方法、装置、存储介质及电子终端 - Google Patents

智能阀门定位器的阀位累积方法、装置、存储介质及电子终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能阀门定位器的阀位累积方法，所述方法包括：根据设定的采样频率采集阀位数据；获取相邻两次采集的阀位数据的变化量；对所述阀位数据的变化量进行累积处理，以得到阀位累积量；将所述阀位累积量与阀位设定值进行比较；根据比较结果输出报警提示。本发明的能够对阀位数据进行累积，可以提前预判出调节阀需要维护，给用户发出警告，使用户可以提前有计划的对调节阀进行维护。

Description

智能阀门定位器的阀位累积方法、装置、存储介质及电子终端
技术领域
本发明涉及阀门领域，具体涉及一种智能阀门定位器的阀位累积方法、装置、存储介质及电子终端。
背景技术
智能阀门定位器是广泛应用于石油化工等领域的现场控制仪表，是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，主要功能是接收来自中控的控制命令，精准控制阀门开度。
智能阀门定位器1对阀门开度的控制是一个闭环控制，如图1所示，其主要由传感器、主板、I/P单元等几部分构成，传感器的作用主要是实时测量阀杆3位置，并将测量的数据送给主板采集；主板的作用主要是通过AD模块采集阀位传感器的数据和中控的控制命令数据，并将两者数据转化为百分比，通过对比阀位传感器百分比和命令百分比，确定I/P单元是需要进气还是排气，当然，主板上一般还有按键模块、显示器模块、阀位反馈模块等；I/P单元的作用主要是控制执行机构进气或者排气。当执行机构2内部进气或者排气时，会推动阀杆向下或者向上移动，阀门开度就会减小或者增大，与此同时，阀位传感器会监测到阀杆的移动，数据会发生变化。
调节阀在使用过程中，阀杆和填料之间一直在进行着摩擦，如果阀杆运动次数过多，就会对阀杆和填料产生损伤，造成调节阀泄漏，此时就需要停产维护，这样的话就会给用户带来很大的经济损失。传统的阀门定位器没有阀位累积功能，就不能提前预知调节阀的维护时间。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能阀门定位器的阀位累积方法、装置、存储介质及电子终端，用于解决现有技术的缺陷。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能阀门定位器的阀位累积方法，所述方法包括：
根据设定的采样频率采集阀位数据；
获取相邻两次采集的阀位数据的变化量；
对所述阀位数据的变化量进行累积处理，以得到阀位累积量；
将所述阀位累积量与阀位设定值进行比较；
根据比较结果输出报警提示。
可选地，所述阀位数据变化量为相邻两次采集的阀位数据间的差值的绝对值，当所述绝对值大于设定阀位变化阈值时，认为阀位数据发生变化。
可选地，该方法还包括将阀位数据换算成百分比。
可选地，相邻两次采集的阀位数据的变化量为相邻两次采集阀数据百分比间的差值的绝对值。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能阀门定位器的阀位累积装置，所述装置包括：
数据采集模块，用于根据设定的采样频率采集阀位数据；
变化量计算模块，用于获取相邻两次采集的阀位数据的变化量；
累积模块，用于对所述阀位数据的变化量进行累积处理，以得到阀位累积量；
比较模块，用于将所述阀位累积量与阀位设定值进行比较；
报警模块，用于根据比较结果输出报警提示。
可选地，所述阀位数据变化量为相邻两次采集的阀位数据间的差值的绝对值，当所述绝对值大于设定阀位变化阈值时，认为阀位数据发生变化。
可选地，该装置还包括数据转换模块，用于将阀位数据换算成百分比。
可选地，相邻两次采集的阀位数据的变化量为相邻两次采集阀数据百分比间的差值的绝对值。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种存储介质，存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述的方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述的方法。
如上所述，本发明的一种智能阀门定位器的阀位累积方法、装置，具有以下有益效果：
本发明的能够对阀位数据进行累积，可以提前预判出调节阀需要维护，给用户发出警告，使用户可以提前有计划的对调节阀进行维护。
附图说明
图1为调节阀的结构示意图；
图2为本发明一实施例一种智能阀门定位器的阀位累积方法的流程图；
图3为本发明一实施例一种智能阀门定位器的阀位累积装置的原理框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图2所示，一种智能阀门定位器的阀位累积方法，所述方法包括：
S11根据设定的采样频率采集阀位数据；
S12获取相邻两次采集的阀位数据的变化量；
S13对所述阀位数据的变化量进行累积处理，以得到阀位累积量；
S14将所述阀位累积量与阀位设定值进行比较；
S15根据比较结果输出报警提示。
以下对步骤S11～S15进行详细说明。
在步骤S11中，根据设定的采集频率采集阀位数据，可以从设备处接收所述阀位数据，或从数据存储设备处接收所述阀位数据。
其中，所述的设备可为可编程逻辑控制器(Programmable Logical Controller,PLC)、远程终端单元((Remote Terminal Unit,RTU)、传感器等。
数据存储设备可以为工业服务器，比如监视控制和数据采集(SupervisoryControl And Data Acquisition,SCADA)服务器，也可为磁盘阵列。
在步骤S12中，所述阀位数据变化量是指相邻两次采集的阀位数据间的差值的绝对值，当所述绝对值大于设定阀位变化阈值时，认为阀位数据发生变化。在阀位数据发生变化时，就把该阀位数据变化量进行累积，也叫累加。
在一些实施例中，该方法还包括将阀位数据换算成百分比。相应地，相邻两次采集的阀位数据的变化量为相邻两次采集阀数据百分比间的差值的绝对值。
基于此，在步骤S13中，阀位累积量为一个百分数。
在步骤S14中，阀位设定值为一个人为设定的数值，可以根据不同的需求进行设定。
在一些实施例中，根据比较结果输出报警提示。其中报警可以通过显示器点亮报警符事情，也可以通过场光报警的方式进行提示。
本发明的能够对阀位数据进行累积，可以提前预判出调节阀需要维护，给用户发出警告，使用户可以提前有计划的对调节阀进行维护。
在一些实施例中，一种智能阀门定位器的阀位累积，在定位器进行正常的阀位控制的同时，实时的对阀位进行监控，将阀位变化进行累加，如果阀位累加到某一个数(这个数为一个经验值，也可以人为设定)，定位器会进行报警，报警可以通过显示器或者阀位反馈电流告诉用户，提醒用户进行调节阀维护。在对本实施例进行详细描述前，先定义如下变量单元：
浮点型变量unsigned long ValveAddValue为阀位累积变量；
符点型变量unsigned long ValveAddSet为设定值；
长整型变量unsigned long ValveSampleCode为阀位传感器采集码值数据；
字符型变量unsigned char ValveAddFlag为阀位累积标志；
浮点型变量float ValvePrcent为当前阀位百分比；
符点型变量float ValvePrcentLast为上次阀位百分比；
符点型变量float ValvePrcentChange为当前阀位百分比和上次阀位百分比差值的绝对值。
具体地，该方法包括：
1、进入main()函数；
2、初始化CPU、设定定时时间、设定系统变量参数；
3、读取阀位累积历史数据；
4、进入死循环；
5、调用看门狗，进行喂狗操作；
6、进行按键扫描，扫描按键操作；
7、刷新显示器；
8、采集阀位传感器(该阀位传感器用于采集阀位数据)的数据，将采集到的数据放入CPU内存单元ValveSampleCode；
9、存储上一次计算的阀位百分比，放入单元ValvePrcentLast；
10、将阀位采集模块采集的数据计算成阀位百分比，放入单元ValvePrcent；
11、调用阀位调整模块，控制阀位；
12、判断100ms时间阀位累积标志ValveAddFlag是否置位，如果置位，则继续向下运行，如果没有置位，则返回到第5步运行；
13、计算ValvePrcent与ValvePrcentLast的差值的绝对值，放入单元ValvePrcentChange，如果ValvePrcentChange大于0.1，则将ValvePrcentChange数值累加进变量ValveAddValue；如果小于0.1，则认为阀位没有发生变化，单元ValvePrcentChange清零，为下次计算作好准备。
14、判断单元ValveAddValue数值是否大于等于单元ValveAddSet数值，如果大于等于，则报警，阀位反馈电流强制成4mA，警告用户进行调节阀维护；如果小于，则不报警。
15、定时器100ms阀位累积标志单元ValveAddFlag复位。
如图3所示，一种智能阀门定位器的阀位累积装置，所述装置包括：
数据采集模块11，用于根据设定的采样频率采集阀位数据；
变化量计算模块12，用于获取相邻两次采集的阀位数据的变化量；
累积模块13，用于对所述阀位数据的变化量进行累积处理，以得到阀位累积量；
比较模块14，用于将所述阀位累积量与阀位设定值进行比较；
报警模块15，用于根据比较结果输出报警提示。
在一此实施例中，根据设定的采集频率采集阀位数据，可以从设备处接收所述阀位数据，或从数据存储设备处接收所述阀位数据。
其中，所述的设备可为可编程逻辑控制器(Programmable Logical Controller,PLC)、远程终端单元((Remote Terminal Unit,RTU)、传感器等。
数据存储设备可以为工业服务器，比如监视控制和数据采集(SupervisoryControl And Data Acquisition,SCADA)服务器，也可为磁盘阵列。
在一些实施例中，所述阀位数据变化量是指相邻两次采集的阀位数据间的差值的绝对值，当所述绝对值大于设定阀位变化阈值时，认为阀位数据发生变化。在阀位数据发生变化时，就把该阀位数据变化量进行累积，也叫累加。
在一些实施例中，该方法还包括将阀位数据换算成百分比。相应地，相邻两次采集的阀位数据的变化量为相邻两次采集阀数据百分比间的差值的绝对值。
基于此，前述的，阀位累积量为一个百分数。
在一些实施例中，阀位设定值为一个人为设定的数值，可以根据不同的需求进行设定。
在一些实施例中，根据比较结果输出报警提示。其中报警可以通过显示器点亮报警符事情，也可以通过场光报警的方式进行提示。
本发明的能够对阀位数据进行累积，可以提前预判出调节阀需要维护，给用户发出警告，使用户可以提前有计划的对调节阀进行维护。
在一些实施例中，提供一种智能阀门定位器的阀位累积装置，用于在定位器进行正常的阀位控制的同时，实时的对阀位进行监控，将阀位变化进行累加，如果阀位累加到某一个数(这个数为一个经验值，也可以人为设定)，定位器会进行报警，报警可以通过显示器或者阀位反馈电流告诉用户，提醒用户进行调节阀维护。
具体地，使用EFM32LG系列CPU作为主控芯片，该装置包括主程序模块、定时器中断服务模块、初始化模块、按键扫描模块、显示模块、阀位调整模块、阀位采集模块、阀位处理模块、阀位累积处理模块、报警模块、EEPROM读写模块、看门狗模块等几大模块。
其中，所述主程序模块的作用是调用系统其他各个模块，控制系统正常工作。
定时器中断服务模块作用是定时，该定时的时间可以根据需求进行选择，例如可以设定为100ms。
初始化模块的主要作用是初始化CPU、相关外设模块、系统变量参数等。
按键扫描模块的主要作用是扫描按键操作；
显示模块的主要作用是刷新显示器；
阀位采集模块的主要作用是采集阀位传感器的数据。
阀位处理模块的主要作用是将阀位采集模块采集的数据计算成百分比。
阀位累积处理模块的主要作用就是判断阀位的变化量，并对变化的阀位数据进行累积处理。
报警模块的主要作用是判断阀位累积数据是否达到默认值或者用户设定值，如果达到就进行报警操作。
EEPROM读写模块的主要作用是读写存储的阀位累积的历史数据；
看门狗模块的主要作用是防止系统死机、程序跑飞等，如果出现这种情况，看门狗会将系统复位，重新启动。
本实施例使用EFM32LG系列CPU作为主控芯片，定时器中断服务模块定时产生100ms中断信号，定义如下变量单元：
浮点型变量unsigned long ValveAddValue为阀位累积变量；
符点型变量unsigned long ValveAddSet为设定值；
长整型变量unsigned long ValveSampleCode为阀位传感器采集码值数据；
字符型变量unsigned char ValveAddFlag为阀位累积标志；
浮点型变量float ValvePrcent为当前阀位百分比；
符点型变量float ValvePrcentLast为上次阀位百分比；
符点型变量float ValvePrcentChange为当前阀位百分比和上次阀位百分比差值的绝对值。
报警装置的具体工作流程如下：
1、系统上电开机，进入main()函数；
2、调用初始化模块，初始化CPU、定时其模块、相关外设模块、系统变量参数等；
3、调用EEPROM读写模块，从EEPROM中读取阀位累积历史数据；
4、进入死循环；
5、调用看门狗模块，进行喂狗操作；
6、调用按键扫描模块，扫描按键操作；
7、调用显示模块，刷新显示器；
8、调用阀位采集模块采集阀位传感器的数据，将采集到的数据放入CPU内存单元ValveSampleCode；
9、存储上一次计算的阀位百分比，放入单元ValvePrcentLast；
10、调用阀位处理模块将阀位采集模块采集的数据计算成阀位百分比，放入单元ValvePrcent；
11、调用阀位调整模块，控制阀位；
12、判断100ms时间阀位累积标志ValveAddFlag是否置位，如果置位，则继续向下运行，如果没有置位，则返回到第5步运行；
13、调用阀位累积处理模块，计算ValvePrcent与ValvePrcentLast的差值的绝对值，放入单元ValvePrcentChange，如果ValvePrcentChange大于0.1，则将ValvePrcentChange数值累加进变量ValveAddValue；如果小于0.1，则认为阀位没有发生变化，单元ValvePrcentChange清零，为下次计算作好准备。
14、调用报警模块，判断单元ValveAddValue数值是否大于等于单元ValveAddSet数值，如果大于等于，则显示器点亮报警符号，阀位反馈电流强制成4mA，警告用户进行调节阀维护；如果小于，则不报警。
15、定时器100ms阀位累积标志单元ValveAddFlag复位。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例的内容请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器((RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智能阀门定位器的阀位累积方法，其特征在于，所述方法包括：
根据设定的采样频率采集阀位数据；
获取相邻两次采集的阀位数据的变化量；
对所述阀位数据的变化量进行累积处理，以得到阀位累积量；
将所述阀位累积量与阀位设定值进行比较；
根据比较结果输出报警提示。
2.根据权利要求1所述的智能阀门定位器的阀位累积方法，其特征在于，所述阀位数据变化量为相邻两次采集的阀位数据间的差值的绝对值，当所述绝对值大于设定阀位变化阈值时，认为阀位数据发生变化。
3.根据权利要求2所述的智能阀门定位器的阀位累积方法，其特征在于，该方法还包括将阀位数据换算成百分比。
4.根据权利要求3所述的智能阀门定位器的阀位累积方法，其特征在于，相邻两次采集的阀位数据的变化量为相邻两次采集阀数据百分比间的差值的绝对值。
5.一种智能阀门定位器的阀位累积装置，其特征在于，所述装置包括：
数据采集模块，用于根据设定的采样频率采集阀位数据；
变化量计算模块，用于获取相邻两次采集的阀位数据的变化量；
累积模块，用于对所述阀位数据的变化量进行累积处理，以得到阀位累积量；
比较模块，用于将所述阀位累积量与阀位设定值进行比较；
报警模块，用于根据比较结果输出报警提示。
6.根据权利要求5所述的智能阀门定位器的阀位累积装置，其特征在于，所述阀位数据变化量为相邻两次采集的阀位数据间的差值的绝对值，当所述绝对值大于设定阀位变化阈值时，认为阀位数据发生变化。
7.根据权利要求6所述的智能阀门定位器的阀位累积装置，其特征在于，该装置还包括数据转换模块，用于将阀位数据换算成百分比。
8.根据权利要求7所述的智能阀门定位器的阀位累积装置，其特征在于，相邻两次采集的阀位数据的变化量为相邻两次采集阀数据百分比间的差值的绝对值。
9.一种存储介质，存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。
10.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。
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