CN112212063A - 一种电动阀门的控制保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动阀门的控制保护方法及装置，所述方法包括以下步骤：测出电动阀门开到设定开度所需时间，将该时间设为设定时间；电动阀门打开，计数器计数达到设定时间，没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；电动阀门关闭，计数器计数时间达到标准时间，没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；本发明通过在电动阀门的控制系统中引入PLC控制系统计数器，计数器对电动阀门开阀或关阀的时间计数，如果达到标准时间时，没有接收到阀门开到设定开度的信号或关到设定开度的信号，发出报警信号，并控制电机停止运行，保护了电机，避免电机烧坏。
Description
技术领域
本发明涉及电动阀控制技术领域，更具体地说，涉及一种电动阀门的控制保护方法及装置。
背景技术
电动阀通常由电动执行机构和阀门连接起来，经过安装调试后成为电动阀。电动阀使用电能作为动力来接通电动执行机构驱动阀门，实现阀门的开关、调节的目的，从而达到对管道介质的开关或是调节的目的。目前电动阀的控制原理采用普通的正反转控制电路，当阀门开到位或关到位后，电动机自动停止运行，现有控制技术通常是以阀门开到位信号或者关到位信号作为电机启停的判断依据，只能满足这种理想工状下对电动阀门的控制。但当电动阀出现一些故障时，例如：电机热继电器发生故障、接触器烧坏、阀门电源缺相、返回信号超时等情况下，发生了电动阀堵转故障，电动阀门没有开到设定位置或没有关到设定位置，电机会持续运行，且运行电流增大，远超最大允许电流，发生电机烧坏，电动阀不能工作。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电动阀门的控制保护方法及装置，实现了在电动执行机构发生故障阀门没有开到或关到设定位置的情况下，实现对电机的保护。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种电动阀门的控制保护方法，所述方法包括以下步骤：
接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数，通过位置传感器检测阀门是否达到设定开度；
计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器计数清零；若没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；
接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数，通过位置传感器检测阀门是否关到设定开度；
减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器时间跳转到设定时间；若没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行，并发出报警。
在其中一个实施例中，所述计数达到设定时间，没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行还包括：
计数器计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器计数清零；若没有接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出开电动阀门报警信号。
在其中一个实施例中，所述减数直至为零，没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行还包括：
计数器减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器时间跳转到标准时间；若没有接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出关电动阀门报警信号。
在其中一个实施例中，所述开阀指令为电动阀门从第一位置开启到第二位置的开阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
在其中一个实施例中，所述关阀指令为电动阀门从第一位置关闭到第二位置的关阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
在其中一个实施例中，所述接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数之后还包括：
若接收到开过力矩信号，则计数器继续计数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在其中一个实施例中，所述接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数之后还包括：
若接收到开过力矩信号，则计数器继续减数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在其中一个实施例中，所述接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数之前，还包括：
测出电动阀门开到设定开度所需时间，将该时间设为设定时间。
在其中一个实施例中，所述测出电动阀门开到设定开度所需时间，将该时间设为设定时间具体为：
电动阀门位置标定，即电动阀门从全闭到达标定的位置为设定开度，电动阀门开始打开，采用计数器从零开始计数，通过位置传感器检测到阀门打开到标定的位置，计数器计数停止；多次测量，得出设定时间。
一种电动阀门的控制保护装置，包括：
工作模块，用于接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数；还用于接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数；
位置传感器，用于检测阀门是否达到设定开度；
计数器，用于计数和减数；
控制模块：计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器计数清零；若没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；还用于减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器时间跳转到设定时间；没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行。
本发明的有益效果是：本发明通过在电动阀门的控制系统中引入PLC控制系统跟计数器，计数器对电动阀门开阀或关阀的时间计数，通过位置传感器检测阀门是否达到设定开度，如果达到标准时间时，没有接收到阀门开到设定开度的信号或关到设定开度的信号，则控制电机停止运行，保护了电机，避免电机烧坏；在电动执行机构发生故障阀门没有开到或关到设定位置的情况下，实现对电机的保护。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是一种电动阀门的控制保护方法的步骤示意图；
图2是一种电动阀门的控制保护方法的电动阀门控制原理图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
请参照图1和图2，示出了本发明的一种电动阀门的控制保护方法，所述方法包括以下步骤：
100、测出电动阀门开到设定开度所需时间，将该时间设为设定时间；
具体地，电动阀门位置标定，即电动阀门从全闭到达标定的位置为设定开度，电动阀门开始打开，采用计数器从零开始计数，通过位置传感器检测到阀门打开到标定的位置，计数器计数停止；多次测量，得出设定时间。
200、接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数，通过位置传感器检测阀门是否达到设定开度。
具体地，PLC控制接收到开阀指令，控制开阀触点接通，电机开始工作，电机工作带动电动阀门打开，计数器从零开始计数，同时力矩限位开关和热继电器通电工作。
在本发明实施例中，通过力矩限位开关，当电机输出轴上受到一定转矩后，蜗杆除旋转外还产生轴向位移，带动曲拐、使撞块产生角位移，从而压迫凸轮，使支架上抬，当输出轴上的转矩增大到整定转矩时，则力矩限位开关动作，切断电机电源，使电机停转，从而实现对电动执行机构输出转矩的控制，达到保护电动阀门的目的。
若接收到开过力矩信号，则计数器继续计数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，热继电器当电机过载时，流过热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电机的过载保护。
设置热继电器正常工作时发送正常工作信号到PLC系统；则计数器继续计数；若没有接收到热继电器正常工作信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，所述开阀指令为电动阀门从第一位置开启到第二位置的开阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
在本发明的实施例中，电动阀门采用调节阀，给阀门一个开度信号后，阀门开或关到达和信号一致的阀位，也就是开度；设定开度可以为全开开度，也可以根据实际需要调节的情况设定开度。
300、计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器计数清零；若没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；
具体地，通过位置传感器检测阀门是否达到设定开度，计数器计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器计数清零；若没有接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，给出阀门卡阻，发出开电动阀门报警信号，由运行人员排查确认原因并处理好故障后，需人工复位报警信号；满足电动阀门正常工作条件，再重新操作电动阀门，在标准时间内完成阀门打开阀作。
位置传感器能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器，它能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。通过设置在电动阀门上，检测阀门打开或关闭时的位置，从而得到阀门打开过程的开度或者关闭过程中的开度，并将开度信号发送到PLC控制系统。
在本发明实施例中，操作一次打开电动阀门达到标准时间，没有接收到阀门达到设定开度的信号或操作多次打开电动阀门多次时间相加达到标准时间，没有接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出开电动阀门报警信号。采用PLC中编程元件计数器，主要用来累计输入脉冲的次数，而不采用普通计数器，就能自动累计阀门多次打开的时间。
400、接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数，通过位置传感器检测阀门是否关到设定开度；
具体地，PLC控制接收到关阀指令，控制关阀触点接通，电机开始工作，电机工作带动电动阀门关闭，计数器从设定时间开始减计数，同时力矩限位开关和热继电器通电工作。
在本发明实施例中，若接收到开过力矩信号，则计数器继续减数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，设置热继电器正常工作时发送正常工作信号到PLC系统，则计数器继续减数；若没有接收到热继电器正常工作信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，所述关阀指令为电动阀门从第一位置关闭到第二位置的关阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
在本发明的实施例中，电动阀门采用调节阀，给阀门一个开度信号后，阀门开或关到达和信号一致的阀位，也就是开度；设定开度可以为全开开度，也可以根据实际需要调节的情况设定开度。
500、减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器时间跳转到设定时间；若没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行，并发出报警。
具体地，通过位置传感器检测阀门是否关到设定开度，计数器减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器时间跳转到设定时间；若没有接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，给出阀门卡阻，发出关电动阀门报警信号，由运行人员排查确认原因并处理好故障后，需人工复位报警信号；满足电动阀门正常工作条件，再重新操作电动阀门，在标准时间内完成阀门关闭阀作。
在本发明实施例中，操作一次关闭电动阀门达到标准时间，没有接收到阀门关到设定开度的信号或操作多次关闭电动阀门多次时间相加达到标准时间，没有接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出开电动阀门报警信号。采用PLC中编程元件计数器，主要用来累计输入脉冲的次数，而不采用普通计数器，就能自动累计阀门多次关阀的时间。
在本发明实施例中，所述计数器从零开始计数，每秒加一，直到达到标准时间(开阀)；计数器从设定时间开始减数，每秒减一，直到为零(关阀)。
一种电动阀门的控制保护装置，包括：
测量模块，用于测出电动阀门开到设定开度所需时间，将该时间设为设定时间。
具体地，电动阀门位置标定，即电动阀门从全闭到达标定的位置为设定开度，电动阀门开始打开，采用计数器从零开始计数，通过位置传感器检测到阀门打开到标定的位置，计数器计数停止；多次测量，得出设定时间。
工作模块，用于接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数；还用于接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数。
具体地，PLC控制接收到开阀指令，控制开阀触点接通，电机开始工作，电机工作带动电动阀门打开，计数器从零开始计数，同时力矩限位开关和热继电器通电工作。
在本发明实施例中，通过力矩限位开关，当电机输出轴上受到一定转矩后，蜗杆除旋转外还产生轴向位移，带动曲拐、使撞块产生角位移，从而压迫凸轮，使支架上抬，当输出轴上的转矩增大到整定转矩时，则力矩限位开关动作，切断电机电源，使电机停转，从而实现对电动执行机构输出转矩的控制，达到保护电动阀门的目的。
若接收到开过力矩信号，则计数器继续计数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，热继电器当电机过载时，流过热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电机的过载保护。
设置热继电器正常工作时发送正常工作信号到PLC系统；则计数器继续计数；若没有接收到热继电器正常工作信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，所述开阀指令为电动阀门从第一位置开启到第二位置的开阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
在本发明的实施例中，电动阀门采用调节阀，给阀门一个开度信号后，阀门开或关到达和信号一致的阀位，也就是开度；设定开度可以为全开开度，也可以根据实际需要调节的情况设定开度。
具体地，PLC控制接收到关阀指令，控制关阀触点接通，电机开始工作，电机工作带动电动阀门关闭，计数器从设定时间开始减计数，同时力矩限位开关和热继电器通电工作。
在本发明实施例中，若接收到开过力矩信号，则计数器继续减数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，设置热继电器正常工作时发送正常工作信号到PLC系统，则计数器继续减数；若没有接收到热继电器正常工作信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
在本发明实施例中，所述关阀指令为电动阀门从第一位置关闭到第二位置的关阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
在本发明的实施例中，电动阀门采用调节阀，给阀门一个开度信号后，阀门开或关到达和信号一致的阀位，也就是开度；设定开度可以为全开开度，也可以根据实际需要调节的情况设定开度。
位置传感器，用于检测阀门是否达到设定开度；
计数器，用于计数和减数。
控制模块：计数达到设定时间，没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；还用于减数直至为零，没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行。
具体地，通过位置传感器检测阀门是否达到设定开度，计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器计数清零；若没有接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，给出阀门卡阻，发出开电动阀门报警信号，由运行人员排查确认原因并处理好故障后；需人工复位报警信号；满足电动阀门正常工作条件，再重新操作电动阀门，在标准时间内完成阀门打开操作。
在本发明实施例中，操作一次打开电动阀门达到标准时间没有接收到阀门达到设定开度的信号或操作多次关闭电动阀门多次时间相加达到标准时间，没有接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出开电动阀门报警信号。采用PLC中编程元件计数器，主要用来累计输入脉冲的次数，而不采用普通计数器，就能自动累计阀门多次打开的时间。
具体地，通过位置传感器检测阀门是否关到设定开度，计数器减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器时间跳转到设定时间；若没有接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，给出阀门卡阻，发出关电动阀门报警信号，由运行人员排查确认原因并处理好故障后，需人工复位报警信号；满足电动阀门正常工作条件，再重新操作电动阀门，在标准时间内完成阀门关闭操作。
在本发明实施例中，操作一次关闭电动阀门达到标准时间没有接收到阀门关到设定开度的信号或操作多次关闭电动阀门多次时间相加达到标准时间，没有接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出开电动阀门报警信号。采用PLC中编程元件计数器，主要用来累计输入脉冲的次数，而不采用普通计数器，就能自动累计阀门多次关阀的时间。
在本发明实施例中，所述计数器从零开始计数，每秒加一，直到达到标准时间(开阀)；计数器从设定时间开始减数，每秒减一，直到为零(关阀)。
通过在电动阀门的控制系统中引入PLC控制系统跟计数器，计数器对电动阀门开阀或关阀的时间计数，如果达到标准时间时，没有接收到阀门开到设定开度的信号或关到设定开度的信号，则控制电机停止运行，保护了电机，避免电机烧坏，同时发生报警信号提醒监控人员，由监控人员通知专业维护人员立即去现场检查确认实际情况，处理隐患或者异常情况；实现在开关过力矩、电机热继电器故障、接触器故障、开到位、关到位返回信号的故障情况下，电动执行机构发生故障阀门没有开到或关到设定位置，可以对电机进行保护。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数，通过位置传感器检测阀门是否达到设定开度；
计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器计数清零；若没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；
接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数，通过位置传感器检测阀门是否关到设定开度；
减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器时间跳转到设定时间；若没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行，并发出报警。
2.根据权利要求1所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述计数达到设定时间，没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行还包括：
计数器计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器计数清零；若没有接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出开电动阀门报警信号。
3.根据权利要求1所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述减数直至为零，没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行还包括：
计数器减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，电机停止运行，则计数器时间跳转到标准时间；若没有接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行，发出关电动阀门报警信号。
4.根据权利要求1所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述开阀指令为电动阀门从第一位置开启到第二位置的开阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
5.根据权利要求1所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述关阀指令为电动阀门从第一位置关闭到第二位置的关阀指令，其中，第一位置到第二位置的开度为设定开度。
6.根据权利要求1所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数之后还包括：
若接收到开过力矩信号，则计数器继续计数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
7.根据权利要求1所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数之后还包括：
若接收到开过力矩信号，则计数器继续减数；若没有接收到开过力矩信号，则计数器的常闭触点断开，电机控制回路断电，电机停止运行。
8.根据权利要求1所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数之前，还包括：
测出电动阀门开到设定开度所需时间，将该时间设为设定时间。
9.根据权利要求8所述的一种电动阀门的控制保护方法，其特征在于：所述测出电动阀门开到设定开度所需时间，将该时间设为设定时间具体为：
电动阀门位置标定，即电动阀门从全闭到达标定的位置为设定开度，电动阀门开始打开，采用计数器从零开始计数，通过位置传感器检测到阀门打开到标定的位置，计数器计数停止；多次测量，得出设定时间。
10.一种电动阀门的控制保护装置，其特征在于：包括：
工作模块，用于接收开阀指令，PLC控制系统的开阀触点接通,电动阀门开始打开，计数器从零开始计数；还用于接收关阀指令，PLC控制系统的关阀触点接通,电动阀门开始关闭，计数器从设定时间开始减计数；
位置传感器，用于检测阀门是否达到设定开度；
计数器，用于计数和减数；
控制模块：计数达到设定时间，若接收到阀门达到设定开度的信号，则计数器计数清零；若没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；没有接收到阀门开到设定开度的信号，控制电机停止运行；还用于减数直至为零，若接收到阀门关到设定开度的信号，则计数器时间跳转到设定时间；没有接收到阀门关到设定开度的信号，控制电机停止运行。
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