CN201810849U - 数控电子阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于对管道内液体流量大小的调节控制的电子阀门，具体名称为“数控电子阀门”。数控电子阀门主要由单片机控制器和电动球阀构成。其中，单片机控制器由串行数据接口、单片机处理器和电机驱动器组成；电动球阀由同步电机和阀体组成。外部控制器通过串口可以给单片机控制器送入电机正反转信号和固定频率的PWM信号，来控制阀门的转动方向和速度，实现阀门转动方向和转动快慢的调节，进而实现流量调节。另外，阀门转动最大角度和最小角度信号也可以通过串口反馈给外部控制器。

Description

数控电子阀门 

技术领域

本实用新型涉及一种基于PIC单片机控制的数控电子阀门，包括一个单片机控制器和一个电动球阀。尤其适用于对管道内液体流量大小的调节控制。 

背景技术

目前安装在管道上使用的大多数阀门是机械阀门，通过手动调节阀门旋转臂来控制阀门的开关状态，这种机械阀门不能满足要求流量自动化调整的需求。鉴于此，电子阀门应用而生，可以实现对流量的开关控制。此种阀门一般为三线制，可以实现阀门的开、关加电动作，但不能进行阀门开关大小及快慢调节，并且不能直接与外部控制器连接，通过传输数字信号进行控制，需要另加电机驱动器。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以通过数字信号来控制电子阀门工作状态的数控电子阀门。 

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种基于PIC单片机控制的数控电子阀门。通过串口给单片机控制器送入电机正反转信号和固定频率的PWM信号，来控制电动球阀的转动方向和速度，实现阀门转动方向和转动快慢的调节。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数控电子阀门，由数控电子阀门壳体、数控电子阀门阀体、单片机控制器、电机驱动器、同步电机、串行数据输入输出线和+5V电源组成。单片机控制器、电机驱动器、同步电机和+5V电源置于数控电子阀门壳体中，串行数据输入输出线一端连接到单片机控制器，另一端置于壳体外部，完成同步电机正反转和PWM数据的输入，及内部接触传感器反馈信号的输出。 

首先，由外部处理器通过串口输入单片机控制器一路代表电机正反转和PWM的数据。单片机控制器根据接收到的数据进行识别，输出电机正反转方向控制信号和一个固定频率一定脉宽的PWM信号到电机驱动器，电机获得信号后按一定转动方向和转动速度进行调节。直到达到转动最大角度或最小角度为止，此时就会通过接触传感器反馈一个开关信号至单片机控制器，然后通过串口回馈给外部处理器，实施相应操作。通过串口传输的PWM数据为8位二进制数据，实际代表256个转动速度值。数据越大，转动速度越快；数据越小，转动速度越慢；数据为0，代表不转动；数据为255，代表转速最大值。这样就可以根据需要快速地调整电机的转动方向和速度，实现电子阀门的开关大小定位，最终流量调节控制。 

本实用新型的有益效果是，可以通过串口传输代表转动方向和转动速度的数据，快速有效地控制电子阀门开关和调节电机转动角度大小，结构简单，抗干扰能力强。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型的结构示意图。其中1为数控电子阀门壳体，2为数控电子阀门阀体，3为单片机控制器，4为电机驱动器，5为同步电机，6为串行数据输入输出线，7为+5V电源，8为接触传感器，9为凸体。 

图2是本实验新型的详细电路原理图。 

图3是本实验新型的总软件流程图。 

具体实施方式

如图1所示本实用新型所述数控电子阀门由数控电子阀门壳体1、数控电子阀门阀体2、单片机控制器3、电机驱动器4、同步电机5、串行数据输入输出线6和+5V电源7组成。其中，单片机控制器3、电机驱动器4、同步电机5和+5V电源7置于数控电子阀门壳体1中。串行数据输入输出线6连接到单片机控制器3，完成电机正反转和PWM数据的输入，及内部接触传感器反馈信号的输出；单片机控制器3与电机驱动器4相连接，把电机正反转方向控制信号和一个固定频率一定脉宽的PWM信号送到电机驱动器4；电机驱动器4与同步电机5相连接，驱动电机实现正反转和转速调节；+5V电源7输出端分别与单片机控制器3和电机驱动器4电源连接，给其供电。同步电机5固定于壳体1下部，并将其上的凹槽压入阀体2上的凸槽，通过同步电机5转动带动阀体内凸半球旋转，实现流量调节。同步电机5轴上装有一个凸体9，同步电机5旁边固定有接触传感器8，接触传感器8与单片机控制器3相连接，把阀门转动到最大和最小时凸体9触碰到接触传感器8时产生的开关信号反馈到单片机控制器3，从而控制同步电机5停止转动。 

图2所示为本实用新型的详细电路原理图。可作为具体实施使用。 

图3所示为本实验新型的总软件流程图。软件设计采用C语言对PIC单片机进行编程实现数据传输，信号处理及调节控制信号输出，最终实现对数控电子阀门的调节控制等功能。其软件控制过程为：单片机控制器3通过串行数据线接受外部数据后，进行数据处理识别，输出控制信号给电机驱动器4，进而使同步电机5转动，调节阀门的开关大小。当阀门到达最大或最小状态时，通过接触传感器8输出一个反馈信号给单片机控制器3，然后再通过串行数据线输出到外部控制器，请求调整控制策略。否则电子阀门保持当前状态。 

Claims (6)

1.一种数控电子阀门，由数控电子阀门壳体(1)、数控电子阀门阀体(2)、单片机控制器(3)、电机驱动器(4)、同步电机(5)、串行数据输入输出线(6)和+5V电源(7)组成，其特征是，单片机控制器(3)、电机驱动器(4)、同步电机(5)和+5V电源(7)置于数控电子阀门壳体(1)中，串行数据输入输出线(6)一端连接到单片机控制器(3)，另一端置于壳体(1)外部，完成同步电机正反转和PWM数据的输入，及内部接触传感器反馈信号的输出。

2.根据权利要求1所述的数控电子阀门，其特征是，单片机控制器(3)与电机驱动器(4)相连接，把电机正反转方向控制信号和一个固定频率一定脉宽的PWM信号送到电机驱动器(4)。

3.根据权利要求1所述的数控电子阀门，其特征是，电机驱动器(4)与同步电机(5)相连接，驱动同步电机(5)实现正反转和转速调节。

4.根据权利要求1所述的数控电子阀门，其特征是，+5V电源(7)输出端分别与单片机控制器(3)和电机驱动器(4)电源连接，给其供电。

5.根据权利要求1所述的数控电子阀门，其特征是，所属的同步电机(5)固定于壳体(1)下部，并将其上的凹槽压入阀体(2)上的凸槽，通过同步电机(5)转动带动阀体(2)内凸半球旋转，实现流量调节。

6.根据权利要求1所述的数控电子阀门，其特征是，所属的同步电机(5)轴上装有一个凸体(9)，同步电机(5)旁固定有接触传感器(8)，接触传感器(8)与单片机控制器(3)相连接，把阀门转动到最大和最小时凸体(9)触碰到接触传感器(8)时产生的开关信号反馈到单片机控制器(3)，从而控制同步电机(5)停止转动。 

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