[发明专利]电动球阀开度控制方法及控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动球阀的智能控制方法及其控制电路，尤其是涉及一种基于精确定位的电动球阀开度控制方法及其控制电路。

背景技术

随着计算机技术和控制技术的发展，通过智能控制技术实现水/气流量的控制，进而实现室内温度调节已成为室内供暖、供冷系统的主要控制方法。其中电磁阀和电动球阀是实现流量调节的主要执行机构，由于电磁阀难于实现开度调节，因此电动球阀便成了水/气流量的控制的首选执行机构。为此，专利[CN200620164878.X]公开了一种可遥控的散热器温控阀，该专利采用处理器、微电机、阀位感应器、齿轮变速器、球阀等实现了一种具有定时调节和即时调节阀门开度的温控阀；专利[CN201020508324.3]公开了一种遥控式节能阀门控制器，其主要有MCU、温控电路、遥控电路、执行单元等组成，在MCU的控制下可以实现阀门开度的线性调节。由于球阀的开度变化过程并非一个线性过程，因此上述工作只能实现球阀的开度调节，并不能实现精确的开度定位，因而也难于实现流量的准确控制，特别是流量的准确估算。

发明内容

本发明的目的是提出一种电动球阀开度控制方法及其控制电路，以实现电动球阀的精确定位与控制，克服了球阀调节过程中开度非线性变化带来的调节误差，进而提高流量控制和流量估算的精度和可靠性。

为实现上述发明目的，本发明提出了一种电动球阀开度控制方法，其步骤如下：

（1）在球阀转轴上以90度角为间隔顺时针安装三个永磁铁K1、K2和K3，与此同时，在球阀转轴外围安装的电磁感应电路中以90度角为间隔顺时针安装三个磁感应器P1、P2和P3，使P1、P2和P3与K1、K2和K3正对时球阀处于全关状态，而P2和P3与K1和K2正对时球阀处于全开状态；

（2）按公式（1-1），以1度为间隔，在[0,90]区间建立旋转角度α与球阀开度K之间的映射表MapTable；

             (1-1)

其中R为旋塞球体半径，D为球阀口径；α为球阀从全关到全开的旋转角度，变化区间为[0,90]；K为球阀开度，值为0时表示全关，值为1是表示全开，变化区间为[0,1]；

（3）设定球阀的开度精度1/Kd，并根据球阀的开度精度1/Kd，依据MapTable按线性插值法计算出各开度的定位角度Ang_i，其中0<Ang_i<90，1<=i<=Kd-1；

（4）根据各开度定位角度Ang_i，在电磁感应电路上分别以P1、P2和P3为起点的顺时针方向三个90度区域相对均匀安装Kd-1个磁感应器PT_i。此时球阀可具有Kd+1个开度，球阀的开度状态S的取值为0、1、2、…、Kd。S为0时，P1、P2和P3与K1、K2和K3正对，球阀为全关状态，此时P1、P2和P3输出低电平；S为Kd时，P2和P3与K1和K2正对，球阀为全开状态，此时P1输出高电平，P2和P3输出低电平；S为K（1<=K<=Kd-1）时，必定有三个永磁铁K1、K2和K3中的某个与PTK正对，且PTK输出低电平。

进一步地，该发明还包括当电动球阀上电或复位启动时，使能P1、P2和P3三个磁感应器，并由主控单元MCU通过电机驱动电路驱动电机顺时针旋转，进而驱动球阀顺时针旋转，使P1、P2和P3与K1、K2和K3正对，球阀为全关状态，将开度状态S设置为0，失能所有磁感应器。

进一步地，该发明还包括当接收到球阀开度控制信息K，且0<=K<=Kd时；如果S==K时，则球阀不动作；如果S<K，使能开度K所对应的磁感应器，并通过电机驱动电路驱动电机顺时针旋转，进而驱动球阀顺时针旋转，当电磁感应电路输出F为高电平时停止电机转动，将S赋值为K，失能所有磁感应器；如果S>K，使能开度K所对应的磁感应器，并通过电机驱动电路驱动电机逆时针旋转，进而驱动球阀逆时针旋转，当电磁感应电路输出F为高电平时停止电机转动，将S赋值为K，失能所有磁感应器。

进一步地，该发明还包括当按键开阀时，如果S=Kd时，则球阀不动作；如果S<Kd，使能开度为S+1所对应的磁感应器，并通过电机驱动电路驱动电机顺时针旋转，进而驱动球阀顺时针旋转，当电磁感应电路输出F为高电平时停止电机转动，将S赋值为S+1，失能所有磁感应器。