一種閥門保護器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閥門領(lǐng)域，具體地，涉及一種閥門保護器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電動閥門在工業(yè)生產(chǎn)和能源傳輸領(lǐng)域的應用越來越廣泛，已經(jīng)發(fā)展出單相和三相電機驅(qū)動等多種類型，其應用已進入水、氣、油等各個行業(yè)。一部分主干管道的閥門已經(jīng)逐步智能化，實現(xiàn)了遠程控制和管理。
[0003]但是，在廣泛的實踐與應用中仍存在以下問題:不常開關(guān)的閥門由于應用環(huán)境惡劣，容易使傳動部件老化、生銹，進而導致傳動部件卡死，或開關(guān)力矩超過設計值。致使電機驅(qū)動電流過大，燒毀動力部件和功率模組，嚴重時需對整個閥門進行維修，維修時間長，成
[0004]現(xiàn)有閥門很多無自我保護功能，故閥門的工作狀態(tài)，運行工況不能及時有效地報告給用戶，致使用戶不能及時采取有效措施保護閥門。因此，迫切需要對閥門工況進行實時監(jiān)測，并對核心部件進行保護。當工況過力矩時應能及時切斷主功率模塊和動力模塊的聯(lián)接。同時，進行報警給出相應的提示，以便人為干預，排除故障。從而減少不必要的經(jīng)濟損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服【背景技術(shù)】中的不足，本發(fā)明提供一種可對閥門工況進行實時檢測、并對核心部件進行保護的閥門保護器。
[0006]一種閥門保護器，包括依次電連接的電機功率采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機，所述閥門電機連接動力轉(zhuǎn)換及輸出單元；所述數(shù)學建模單元用于將來自采樣單元中檢測到的實時電機功率值通過數(shù)學模型換算成實時力矩。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述采樣單元包括電壓互感器和電流互感器。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述降噪濾波單元包括高通濾波器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述閥門保護器的物理信道為RS-485接口。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述RS-485接口的包括DES加密裝置和CRC校驗
目.ο
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，還包括MCU和EEPROM。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，還包括光耦合器，所述光耦合器電連接所述管理及參數(shù)輸出單元。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述閥門電機采用三相Y型連接。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，還包括數(shù)據(jù)總線，所述量化及異值處理單元、所述數(shù)學建模單元、所述曲線擬合單元和所述管理及參數(shù)輸出單元均與所述數(shù)據(jù)總線電連接。
[0015]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0016]1、現(xiàn)有閥門的力矩傳感器體積大、結(jié)構(gòu)復雜，不便于安裝與集成，且對閥門自身的改動很大，改進后直接安裝采樣單元、建模單元、參數(shù)輸出單元和控制單元等電子元器件，使安裝和使用非常方便；
[0017]2、改進前閥門的力矩傳感器機械件很多，改進后采取電子元器件實時檢測力矩和發(fā)出警報，使閥門工作安全，不會因力矩過大損壞動力部件和功率模組；
[0018]3、傳統(tǒng)的檢測方式為力矩傳感器直接檢測，檢測精度有限，改進后采用間接檢測方式，通過對閥門電機功率的檢測，再對閥門工況進行建模，最后通過數(shù)學模型換算出實時力矩，提高了產(chǎn)品運行的可靠性。
[0019]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1為閥門保護器的工作原理框圖；
[0022]圖2為閥門保護器的接線圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0024]請參閱圖1和圖2，所述閥門保護器，包括依次電連接的采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機，所述閥門電機連接動力轉(zhuǎn)換及輸出單元。
[0025]所述量化及異值處理單元、所述數(shù)學建模單元、所述曲線擬合單元和所述管理及參數(shù)輸出單元均與所述數(shù)據(jù)總線電連接。
[0026]所述采樣單元包括電壓互感器和電流互感器，二者對負載電壓、電流進行采樣，進而將采樣信號傳輸至所述降噪濾波單元；所述降噪濾波單元對傳輸來的信號進行降噪處理，同時高通濾波器使信號中不必要的低頻成分減少，以實現(xiàn)波形的修正；信號繼續(xù)傳輸至所述量化及異值處理單元對信號進行智能分析，有效去除異常數(shù)據(jù)，使結(jié)果更可靠；信號繼續(xù)傳輸至數(shù)學建模單元，所述數(shù)學建模單元對包括摩擦、能量損耗、變比、工作電壓等因素在內(nèi)的閥門自身的工況進行數(shù)學建模，通過數(shù)學模型換算出對應的力矩，因為同型號閥門有著不同的工況，故有不同的模型參數(shù)，這些都由相同的數(shù)據(jù)模型進行處理；經(jīng)所述數(shù)學建模單元處理后的信號傳輸至所述曲線擬合單元，因信號中的部分參數(shù)為非線性參數(shù)，故采取插值和曲線擬合等多種算法綜合運用以滿足需求；所述管理及參數(shù)輸出單元接收來自所述曲線擬合單元的信號，進而將信號傳輸至所述控制單元；所述控制單元將信號與預先設定的門限值進行比較，判定是否需要對電機進行保護，不需要保護則不發(fā)出信號，需要保護則將執(zhí)行信號發(fā)送至相應元件，及時切斷主功率模塊和動力模塊與閥門電機的連接，與此同時，發(fā)出報警信號，以便人為干預，排除故障。
[0027]所述閥門保護器可實時、有效地檢測動力部件的運行情況，根據(jù)檢測結(jié)果對主功率模塊和動力模塊進行保護。
[0028]優(yōu)選地，因為閥門安裝環(huán)境有屏蔽效應，故報警功能采用有線方式傳輸，具體采用工業(yè)控制應用十分成熟的RS-485通訊技術(shù)作為報警通訊物理信道，其通訊協(xié)議具有DES加密和CRC校驗功能，以保證數(shù)據(jù)的安全和可靠。優(yōu)選地，所述閥門保護器采用MCU進行數(shù)據(jù)處理，參數(shù)采用EEPROM進行存儲，其存儲年限可達20年，且生產(chǎn)過程中可根據(jù)閥門的不同規(guī)格進行參數(shù)設置，無需特定的設計，故具有很高的靈活性。
[0029]優(yōu)選地，所述閥門保護器還包括光耦合器，所述光耦合器電連接所述管理及參數(shù)輸出單元，它對輸入輸出電信號具有很好的隔離作用，可確保檢測精度。
[0030]優(yōu)選地，所述閥門電機采用三相Y型連接。
[0031]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0032]1、現(xiàn)有閥門力的矩傳感器體積大、結(jié)構(gòu)復雜，不便于安裝與集成，且對閥門自身的改動很大，改進后直接安裝采樣單元、建模單元、參數(shù)輸出單元和控制單元等電子元器件，使安裝和使用非常方便；
[0033]2、改進前閥門的力矩傳感器機械件很多，改進后采取電子元器件實時檢測力矩和發(fā)出警報，使閥門工作安全，不會因力矩過大損壞動力部件和功率模組；
[0034]3、傳統(tǒng)的檢測方式為力矩傳感器直接檢測，檢測精度有限，改進后采用間接檢測方式，通過對閥門電機功率的檢測，再對閥門工況進行建模，最后通過數(shù)學模型換算出實時力矩，提高了產(chǎn)品運行的可靠性。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種閥門保護器，其特征在于:包括依次電連接的電機功率采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機，所述閥門電機連接動力轉(zhuǎn)換及輸出單元；所述數(shù)學建模單元用于將來自采樣單元中檢測到的實時電機功率值通過數(shù)學模型換算成實時力矩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護器，其特征在于:所述采樣單元包括電壓互感器和電流互感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護器，其特征在于:所述降噪濾波單元包括高通濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護器，其特征在于:所述閥門保護器的物理信道為RS-485 接 口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥門保護器，其特征在于:所述RS-485接口包括DES加密裝置和CRC校驗裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護器，其特征在于:還包括MCU和EEPROM。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護器，其特征在于:還包括光耦合器，所述光耦合器電連接所述管理及參數(shù)輸出單元。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護器，其特征在于:所述閥門電機采用三相Y型連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門保護器，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)總線，所述量化及異值處理單元、所述數(shù)學建模單元、所述曲線擬合單元和所述管理及參數(shù)輸出單元均與所述數(shù)據(jù)總線電連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種閥門保護器。所述閥門保護器包括依次電連接的電機功率采樣單元、降噪濾波單元、量化及異值處理單元、數(shù)學建模單元、曲線擬合單元、管理及參數(shù)輸出單元和控制單元，所述采樣單元和所述控制單元均電連接閥門電機，所述閥門電機連接動力轉(zhuǎn)換及輸出單元；所述數(shù)學建模單元用于將來自采樣單元中檢測到的實時電機功率值通過數(shù)學模型換算成實時力矩。本發(fā)明提供的閥門保護器可對閥門工況進行實時檢測、并對核心部件進行保護。
【IPC分類】F16K37/00
【公開號】CN104913106
【申請?zhí)枴緾N201510375758
【發(fā)明人】姚志成, 李國強, 姚志剛, 李蕾
【申請人】長沙偉確科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月30日