一种阀门控制装置及方法与流程

本发明涉及阀门控制，尤其涉及一种阀门控制装置及方法。

背景技术：

1、目前，使用电机实现阀门控制主要通过使用传感器、磁编码器进行闭环控制，

2、但是，目前常用的方案均存在一定问题，比如采用完全闭环控制的方案需要使用位置传感器采集电机的实时位置，成本高且算法复杂。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种阀门控制装置、方法、计算机设备及存储介质，可以解决现有技术中的阀门控制效果较差的问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供一种阀门控制装置，所述装置包括阀门、步进电机、码盘、传感器以及单片机；

3、所述阀门与所述步进电机的第一连接位进行连接，所述阀门上分布有至少两个流通口，所述步进电机用于带动所述阀门旋转；

4、所述码盘与所述步进电机的第二连接位进行连接，所述码盘上至少有两个感应位，所述传感器安装于所述步进电机的的预设位置，所述传感器用于检测所述感应位位置；

5、所述单片机与所述步进电机及所述传感器连接；所述单片机获取当前的操作指令及阀门的当前状态，所述操作指令为开阀指令或关阀指令；其中，当所述阀门的当前状态与所述操作指令不一致时，所述单片机控制所述步进电机运转以驱动所述阀门朝向靠近操作指令方向转动。

6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，当所述操作指令为关阀指令且当前阀门为开阀状态时，所述单片机控制所述步进电机以第一预设速度驱动所述阀门进行关阀操作，若所述阀门进行关阀操作后未关阀到位，则控制所述步进电机以第二预设速度关阀到位；

7、当所述操作指令为开阀指令且当前阀门为关阀状态时，所述单片机控制所述步进电机以第三预设速度驱动所述阀门进行开阀操作，若所述阀门进行开阀操作后未开阀到位，则控制所述步进电机以第四预设速度开阀到位；

8、其中，所述第一预设速度、第二预设速度、第三预设速度以及第四预设速度均小于刹车临界速度。

9、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述装置还包括与单片机连接的计时装置，所述计时装置用于获取所述传感器检测到感应位的目标时长；

10、当所述装置启动时，所述单片机控制步进电机朝向关阀方向或开阀方向转动，同时控制所述计时装置启动以获取所述目标时长；

11、若所述目标时长大于第一时长阈值，则确定所述传感器检测到当前感应位的位置为关阀位置或者开阀位置；

12、若所述目标时长小于等于第一时长阈值，控制步进电机继续以关阀方向或开阀方向转动，所述计时装置重新获取目标时长，直到所述目标时长大于第一时长阈值；其中，当确定所述传感器检测到当前感应位的位置为关阀位置时，所述步进电机处于关阀状态，当确定所述传感器检测到当前感应位的位置为开阀位置时，所述步进电机处于开阀状态。

13、为实现上述目的，本发明第二方面提供一种阀门控制方法，该方法应用于第一方面所述的装置，所述方法包括：

14、获取当前的操作指令以及阀门的当前状态；其中，所述操作指令为开阀指令或关阀指令；

15、当所述阀门的当前状态与所述操作指令不一致时，控制所述步进电机运转以驱动所述阀门朝向靠近操作指令方向转动。

16、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述当所述阀门的当前状态与所述操作指令不一致时，控制所述步进电机运转以驱动所述阀门朝向靠近操作指令方向转动，包括：

17、当所述操作指令为关阀指令且当前阀门为开阀状态时，控制所述步进电机以第一预设速度驱动所述阀门进行关阀操作，若所述阀门进行关阀操作后未关阀到位，则控制所述步进电机以第二预设速度关阀到位；

18、当所述操作指令为开阀指令且当前阀门为关阀状态时，控制所述步进电机以第三预设速度驱动所述阀门进行开阀操作，若所述阀门进行开阀操作后未开阀到位，则控制所述步进电机以第四预设速度开阀到位；

19、其中，所述第一预设速度、第二预设速度、第三预设速度以及第四预设速度均小于刹车临界速度。

20、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述控制所述步进电机以第一预设速度驱动所述阀门进行关阀操作，若所述阀门进行关阀操作后未关阀到位，则控制所述步进电机以第二预设速度关阀到位，包括：

21、控制步进电机向关阀方向以第i速度转动第i步，直到转动完第n步，i的取值从1至n，在[1，m]范围内，第i+1速度大于第i速度，在[m+1，n]范围内，第i+1速度小于第i速度，当所述步进电机转动完第n步后，根据所述传感器的电平信号判断所述阀门是否关阀到位，若所述阀门未关阀到位，则控制步进电机向关阀方向以第二预设速度转动，直到确定关阀到位；

22、所述控制所述步进电机以第三预设速度驱动所述阀门进行开阀操作，若所述阀门进行开阀操作后未开阀到位，则控制所述步进电机以第四预设速度开阀到位，包括：

23、控制步进电机向开阀方向以第i速度转动第i步，直到转动完第n步，i的取值从1至n，在[1，m]范围内，第i+1速度大于第i速度，在[m+1，n]范围内，第i+1速度小于第i速度，当所述步进电机转动完第n步后，根据所述传感器的电平信号判断所述阀门是否开阀到位，若所述阀门未开阀到位，则控制步进电机向开阀方向以第四预设速度转动，直到确定开阀到位。

24、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述获取当前的操作指令前，所述方法还包括：

25、当所述装置上电后，控制步进电机以关阀方向或开阀方向转动，同时控制所述计时装置启动以获取所述目标时长；

26、若所述目标时长大于第一时长阈值，则确定所述传感器检测到当前感应位的位置为关阀位置或者开阀位置；

27、若所述目标时长小于等于第一时长阈值，控制步进电机继续以关阀方向或开阀方向转动，控制所述计时装置重新获取目标时长，直到所述目标时长大于第一时长阈值；其中，当确定所述传感器检测到当前感应位的位置为关阀位置时，所述步进电机处于关阀状态，当确定所述传感器检测到当前感应位的位置为开阀位置时，所述步进电机处于开阀状态。

28、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述控制步进电机向关阀方向以第i速度转动第i步，包括：

29、获取单片机输出的pwm信号对应的定时器分频系数表，其中，所述定时器分频系数表中包含n个定时器分频系数，其中，定时器分频系数与步进电机的旋转速度成反比；

30、当旋转第i步时，输出为第i定时器分频系数的pwm信号至所述步进电机，以控制所述步进电机以第i定时器分频系数对应的第i速度转动第i步。

31、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述获取单片机输出的pwm信号对应的定时器分频系数表，包括：

32、计算第n步时单片机输出信号的频率，根据所述频率和定时器的时钟频率计算第n步时单片机输出的pwm信号对应的定时器分频系数，其中，n取值从1至m；

33、将第1至m步对应的定时器分频系数分别作为第1至m定时器分频系数，将第1至m步对应的定时器分频系数分别作为n至m+1定时器分频系数，得到定时器分频系数表。

34、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，上述计算第n步时单片机输出信号的频率包括：

35、根据预设的加速度以及步数计算第n步时单片机输出信号的频率；

36、所述根据所述频率和定时器的时钟频率计算第n步时单片机输出的pwm信号对应的定时器分频系数，包括：

37、根据第n步时单片机输出信号的频率以及定时器的时钟频率，计算第n步时单片机输出的pwm信号对应的定时器分频系数。

38、为实现上述目的，本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

39、获取当前的操作指令以及阀门的当前状态；其中，所述操作指令为开阀指令或关阀指令；

40、当所述阀门的当前状态与所述操作指令不一致时，控制所述步进电机运转以驱动所述阀门朝向靠近操作指令方向转动。

41、为实现上述目的，本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

42、获取当前的操作指令以及阀门的当前状态；其中，所述操作指令为开阀指令或关阀指令；

43、当所述阀门的当前状态与所述操作指令不一致时，控制所述步进电机运转以驱动所述阀门朝向靠近操作指令方向转动。

44、采用本发明实施例，具有如下有益效果：

45、本发明提供一种阀门控制装置，该装置包括阀门、步进电机、码盘、传感器以及单片机，单片机获取当前的操作指令以及阀门的当前状态；其中，操作指令为开阀指令或关阀指令；当阀门的当前状态与操作指令不一致时，控制步进电机运转以驱动阀门朝向靠近操作指令方向转动。本发明可以避免使用闭环控制，可有效节约成本，并且可以在简化算法的情况下，保证有效实现关阀或者开阀。