專利名稱：電動球閥開度控制方法及控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動球閥的智能控制方法及其控制電路，尤其是涉及一種基于精確定位的電動球閥開度控制方法及其控制電路。
背景技術(shù)：
隨著計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，通過智能控制技術(shù)實現(xiàn)水/氣流量的控制，進(jìn)而實現(xiàn)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)已成為室內(nèi)供暖、供冷系統(tǒng)的主要控制方法。其中電磁閥和電動球閥是實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于電磁閥難于實現(xiàn)開度調(diào)節(jié)，因此電動球閥便成了水/氣流量的控制的首選執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為此，專利[CN200620164878.X]公開了一種可遙控的散熱器溫控閥，該專利采用處理器、微電機(jī)、閥位感應(yīng)器、齒輪變速器、球閥等實現(xiàn)了一種具有定時調(diào)節(jié)和即時調(diào)節(jié)閥門開度的溫控閥；專利[CN201020508324. 3]公開了一種遙控式節(jié)能閥門控制器，其主要有MCU、溫控電路、遙控電路、執(zhí)行單元等組成，在MCU的控制下可 以實現(xiàn)閥門開度的線性調(diào)節(jié)。由于球閥的開度變化過程并非一個線性過程，因此上述工作只能實現(xiàn)球閥的開度調(diào)節(jié)，并不能實現(xiàn)精確的開度定位，因而也難于實現(xiàn)流量的準(zhǔn)確控制，特別是流量的準(zhǔn)確估算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種電動球閥開度控制方法及其控制電路，以實現(xiàn)電動球閥的精確定位與控制，克服了球閥調(diào)節(jié)過程中開度非線性變化帶來的調(diào)節(jié)誤差，進(jìn)而提高流量控制和流量估算的精度和可靠性。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種電動球閥開度控制方法，其步驟如下
(1)在球閥轉(zhuǎn)軸上以90度角為間隔順時針安裝三個永磁鐵Kl、K2和K3，與此同時，在球閥轉(zhuǎn)軸外圍安裝的電磁感應(yīng)電路中以90度角為間隔順時針安裝三個磁感應(yīng)器PU P2和P3，使P1、P2和P3與K1、K2和K3正對時球閥處于全關(guān)狀態(tài)，而P2和P3與Kl和K2正對時球閥處于全開狀態(tài)；
(2)按公式(1-1)，以I度為間隔，在
區(qū)間建立旋轉(zhuǎn)角度a與球閥開度K之間的映射表MapTable ；
權(quán)利要求
1.一種電動球閥開度控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)在球閥轉(zhuǎn)軸上以90度角為間隔順時針安裝三個永磁鐵K1、K2和K3，同時，在球閥轉(zhuǎn)軸外圍安裝的電磁感應(yīng)電路中以90度角為間隔順時針對應(yīng)安裝三個磁感應(yīng)器PU P2和P3 ； (2)以I度為間隔，在
區(qū)間建立旋轉(zhuǎn)角度a與球閥開度K之間的映射表MapTable ； (3)設(shè)定球閥的開度精度1/Kd，并根據(jù)球閥的開度精度1/Kd，依據(jù)MapTable按線性插值法計算出各開度的定位角度Angi,其中(KAngiOO, l〈=i〈=Kd-l ； (4)根據(jù)各開度定位角度Angi,在電磁感應(yīng)電路上分別以P1、P2和P3為起點的順時針方向三個90度區(qū)域相對均勻安裝Kd-I個磁感應(yīng)器PTi ;此時球閥可具有Kd+1個開度，球閥的開度狀態(tài)S的取值為O、1、2、…、Kd。
2.如權(quán)利要求I所述的電動球閥開度控制方法，其特征在于在步驟(2)中映射表MapTable依據(jù)以下公式建立,其中R為旋塞球體半徑,D為球閥口徑；a為球閥從全關(guān)到全開的旋轉(zhuǎn)角度，變化區(qū)間為
;K為球閥開度，值為0時表示全關(guān)，值為I是表示全開，變化區(qū)間為
3.如權(quán)利要求I所述的電動球閥開度控制方法，其特征在于在步驟(4)中S為0時，PU P2和P3與Kl、K2和K3正對，球閥為全關(guān)狀態(tài)，此時PU P2和P3輸出低電平；S為Kd時，P2和P3與Kl和K2正對，球閥為全開狀態(tài)，此時Pl輸出高電平，P2和P3輸出低電平；S為K (l〈=K〈=Kd-l)時，必定有三個永磁鐵Kl、K2和K3中的某個與PTK正對，且PTK輸出低電平。
4.如權(quán)利要求I所述的電動球閥開度控制方法，其特征在于電動球閥上電或復(fù)位啟動時，使能PU P2和P3三個磁感應(yīng)器，并由主控單元MCU通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動球閥順時針旋轉(zhuǎn)，使Pl、P2和P3與K1、K2和K3正對，球閥為全關(guān)狀態(tài)，將開度狀態(tài)S設(shè)置為0，失能所有磁感應(yīng)器。
5.如權(quán)利要求I所述的電動球閥開度控制方法，其特征在于當(dāng)接收到球閥開度控制信息K，且0〈=K〈=Kd時；如果S==K時，則球閥不動作；如果S〈K，使能開度K所對應(yīng)的磁感應(yīng)器，并通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動球閥順時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電磁感應(yīng)電路輸出為高電平時停止電機(jī)轉(zhuǎn)動，將S賦值為K，失能所有磁感應(yīng)器；如果S>K，使能開度K所對應(yīng)的磁感應(yīng)器，并通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動球閥逆時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電磁感應(yīng)電路輸出F為高電平時停止電機(jī)轉(zhuǎn)動，將S賦值為K，失能所有磁感應(yīng)器。
6.如權(quán)利要求I所述的電動球閥開度控制方法，其特征在于還包括按鍵開閥時，如果S=Kd時，則球閥不動作；如果S〈Kd，使能開度為S+1所對應(yīng)的磁感應(yīng)器，并通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動球閥順時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電磁感應(yīng)電路輸出F為高電平時停止電機(jī)轉(zhuǎn)動，將S賦值為S+1，失能所有磁感應(yīng)器。
7.如權(quán)利要求I所述的電動球閥開度控制方法，其特征在于還包括按鍵關(guān)閥時，如果S=O時，則球閥不動作；如果S>0，使能開度為S-I所對應(yīng)的磁感應(yīng)器，并通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動球閥逆時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電磁感應(yīng)電路輸出F為高電平時停止 電機(jī)轉(zhuǎn)動，將S賦值為S-I，失能所有磁感應(yīng)器。
8.一種采用如權(quán)利要求I所述的電動球閥開度控制方法的控制電路，其特征在于包括主控單元MCU、磁感應(yīng)電路、永磁鐵、電機(jī)驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)接口電路、按鍵接口電路、狀態(tài)顯示電路；磁感應(yīng)電路接收來自MCU的各狀態(tài)感應(yīng)器使能信號ENi,磁感應(yīng)電路將當(dāng)前的感應(yīng)信號F反饋給MCU ；MCU與數(shù)據(jù)接口電路連接；MCU通過順時針轉(zhuǎn)動JKl和逆時針轉(zhuǎn)動JK2兩個信號與電機(jī)驅(qū)動電路連接，實現(xiàn)對電機(jī)的轉(zhuǎn)動控制；而狀態(tài)顯示電路通過接收來自MCU的狀態(tài)信號SF，實現(xiàn)對應(yīng)LED的顯示。
9.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于MCU與數(shù)據(jù)接口電路連接，通過RS232從數(shù)據(jù)接口電路接收開度命令，或?qū)?dāng)前的開度狀態(tài)返回給數(shù)據(jù)接口電路，或通過自定義的兩線串行接口方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
10.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于從數(shù)據(jù)接口電路接收到查詢命令時，主控單元MCU將當(dāng)前的狀態(tài)S從數(shù)據(jù)接口輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種精確定位的電動球閥開度控制方法及其控制電路，控制電路包括主控單元MCU、磁感應(yīng)電路、永磁鐵、電機(jī)驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)接口電路、按鍵接口電路、狀態(tài)顯示電路；磁感應(yīng)電路接收來自MCU的各狀態(tài)感應(yīng)器使能信號ENi，磁感應(yīng)電路將當(dāng)前的感應(yīng)信號F反饋給MCU；MCU與數(shù)據(jù)接口電路連接；MCU通過順時針轉(zhuǎn)動JK1和逆時針轉(zhuǎn)動JK2兩個信號與電機(jī)驅(qū)動電路連接，實現(xiàn)對電機(jī)的轉(zhuǎn)動控制；而狀態(tài)顯示電路通過接收來自MCU的狀態(tài)信號SF，實現(xiàn)對應(yīng)LED的顯示。本發(fā)明可消除球閥調(diào)節(jié)過程中開度非線性變化帶來的調(diào)節(jié)誤差，也可消除普通減速同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動誤差，實現(xiàn)電動球閥的精確定位與控制，保證流量控制和流量估算的精度和可靠性。
文檔編號F16K31/06GK102661429SQ201210156280
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者李峰, 李帥, 肖鐵軍 申請人:江蘇大學(xué)