电动闸阀的点动控制方法、控制装置、控制系统及介质

技术领域

本发明涉及阀门控制领域，具体涉及一种电动闸阀的点动控制方法、控制装置、控制系统及介质。

背景技术

屏蔽式电动闸阀主要应用于某些高温高压的管道上，阻断回路中流体介质，然而在某些压力较高，要求屏蔽式电动闸阀在关闭时能够可靠的关闭阀门，保证阀门闸板的密封性，以确保回路的安全。一般情况下，屏蔽式电动闸阀在正常工作时，依赖于其机械式位置指示器的反馈信号进行控制，尤其是在关闭电动闸阀时，当下限位位置指示器发出信号后，电动闸阀停止关阀动作，这时认为电动闸阀关阀到位，能够实现对管道中流体的完全阻断。但是以上的关阀过程，往往忽略了管道中流体介质不同工况下阻力和电动闸阀的闸板回弹，造成了关到位后，其不能可靠的关闭电动闸阀。

为了能够克服屏蔽式电动闸阀关到位后闸板回弹和适应流体介质不同工况，传统的电动闸阀控制方法主要依托于电动闸阀控制箱，配置相应的硬件控制电路，同时设置“关阀点动”按钮(“关阀点动”按钮时长一般通过时间继电器设置)，在电动闸阀下限位位置指示器发出信号后，阀门操作人员手动按下“关阀点动”按钮，电动闸阀就会执行一次关阀动作，动作时间由时间继电器控制，就这样依次循环点动数次，直到认为电动闸阀可靠的关闭为止。

传统的电动闸阀控制方法的基本出发点是通过“关阀点动”操作，使得电动闸阀的电机在瞬时通电过程中获得1个较大的工作电流，进而能够增加电机的扭矩(电机扭矩与电流的大小成一定比例)，为电动闸阀的阀板提供较大的动力，通过数次点动，解决屏蔽式电动闸阀“关不死”的问题。传统的电动闸阀控制方法的本质实际为通过点动操作，使得电机能够输出一个较大的电机功率，实现电动闸阀的关闭。但是这样的操作方式有如下弊端：(1)忽略了，电机输出功率与电机工作电压、工作电流相关，没有考虑电机工作电压的影响；(2)“关阀点动”是由电动闸阀操作人员凭借经验来确定的，对人依赖性较大，并且不同规格型号的电动闸阀，其点动次数必定不同；(3)“关阀点动”操作因为操作次数不固定，只能依托于阀门操作人员，增加巨大的工作量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是传动电动闸阀的关阀电动操作只能人工操作或依托于操作人员的经验进行自动控制，目的在于提供一种电动闸阀的点动控制方法、控制装置、控制系统及介质，实现了电动闸阀的自动关阀点动控制的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种电动闸阀的点动控制方法，包括：

S1、确定电动闸阀关阀到位；

S2、第1次执行关阀点动命令，并采集此次电动闸阀的电机功率，并获取第一功率峰值P

S3、令i＝2；

S4、第i次执行关阀点动命令，并采集此次电动闸阀的电机功率，并获取第i功率峰值P

S5、通过功率峰值判断是否完成关阀点动操作，若为是，则结束点动；若为否，则令i＝i+1，并迭代执行步骤S4。

具体地，确定电动闸阀关阀到位的方法包括：

获取电动闸阀的位置信号；

通过位置信号判断电动闸阀是否关阀到位，若为否，则继续执行关阀动作；若为是，则输出电动闸阀关阀到位信号。

可选地，功率峰值的获取方法包括：通过功率传感器获取电机的功率曲线，并从功率曲线中提取峰值点。

具体地，通过功率峰值判断是否完成关阀点动操作的方法包括：

获取第i-1次关阀点动时的第i-1功率曲线P

获取第i次关阀点动时的第i功率曲线P

设定终止条件，(P

若终止条件成立，则判定电动闸阀关阀到位；若终止条件不成立，则判定电动闸阀关阀不到位。

可选地，a＝0.05。

一种屏蔽式电动闸阀的点动控制装置，包括：

确认模块，其用于确定电动闸阀关阀到位；

执行模块，其用于执行关阀点动命令；

采集获取模块，其用于获取此次电动闸阀的电机功率，并获取功率峰值P

判断模块，其用于通过功率峰值判断是否完成关阀点动操作，若为是则结束点动；

迭代模块，其用于当判断模块判断未完成关阀电动操作，将迭代命令输入至执行模块、采集获取模块和判断模块。

具体地，所述确认模块包括：

信号获取模块，其用于获取电动闸阀的位置信号；

判定模块，其用于通过位置信号判断电动闸阀是否关阀到位；

控制模块，其用于根据所述判断模块的判断结果，执行下述操作：若为否，则继续执行关阀动作；若为是，则输出电动闸阀关阀到位信号。

具体地，所述判断模块包括：

第一获取模块，其用于获取第i-1次关阀点动时的第i-1功率曲线P

第二获取模块，其用于获取第i次关阀点动时的第i功率曲线P

条件设定模块，其用于设定终止条件，(P

条件判断模块，其用于判定终止条件是否成立；若终止条件成立，则判定电动闸阀关阀到位；若终止条件不成立，则判定电动闸阀关阀不到位。

一种屏蔽式电动闸阀的点动控制系统，包括：功率传感器、高速采集单元、控制器和位置信号采集单元；

所述高速采集单元通过所述功率传感器用于采集电动闸阀的电机功率信号，所述位置信号采集单元用于采集所述电动闸阀的位置信号；

所述高速采集单元的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，所述位置信号采集单元的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器输出控制信号至电动闸阀的控制箱，用于控制所述电动闸阀动作；

所述控制器内执行如上所述的一种电动闸阀的点动控制方法。

一种计算机可读存储介质，所述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实现上述的一种电动闸阀的点动控制方法。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过获取电动闸阀在关阀点动过程中的电机功率，并通过将多次关阀点动过程中的功率峰值作为判定条件，实现电动闸阀的自动点动，改变了传统控制方法依托于阀门操作人员经验的现状，能够自适应电动闸阀在流体介质不同工况下的阀门关点动，不需要人工干预点动次数；

并且因为采用关阀点动过程中的电机功率作为点动判断条件，能够直接和电动阀门的力矩关联，能够稳定的判别出电动闸阀是否关闭到位。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明所述的一种电动闸阀的点动控制方法的流程示意图。

图2是根据本发明所述的一种屏蔽式电动闸阀的点动控制系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

实施例一

屏蔽式电动闸阀主要应用于高温高压管道，需要可靠地关闭阀门以确保回路安全。现有的传统电动闸阀控制方法通过“关阀点动”操作来增加电机的扭矩，从而实现闸阀的可靠关闭。但是，这种方法存在一些问题，如依赖于操作人员经验、操作次数不固定以及未考虑电机工作电压的影响等，对此本实施例提出一种电动闸阀的点动控制方法，包括：

S1、确定电动闸阀关阀到位；在这一步中，首先确保电动闸阀已经处于关闭到位的状态，使得管道中的流体被阻断，即需要确定需要进行关阀点动操作。

S2、第1次执行关阀点动命令，并采集此次电动闸阀的电机功率，并获取第一功率峰值P1；执行第1次关阀点动命令，使电机瞬时通电并输出较大扭矩。在执行这一操作的过程中，采集电机功率，并记录下第一次点动时的功率峰值。

S3、令i＝2；设置一个变量i，以便进行后续的点动操作。

S4、第i次执行关阀点动命令，并采集此次电动闸阀的电机功率，并获取第i功率峰值P

S5、通过功率峰值判断是否完成关阀点动操作，若为是，则结束点动；若为否，则令i＝i+1，并迭代执行步骤S4。

根据已采集的功率峰值来判断是否已经完成关阀点动操作。如果已完成，就结束点动；如果没有完成，则增加变量i的值(i＝i+1)，并返回步骤S4，继续执行关阀点动操作。

本实施例利用了电机功率峰值作为判断依据，可以减少对操作人员经验的依赖，提高闸阀关闭的可靠性。

在步骤S1中需要确定电动闸阀关阀到位，其具体方法包括：

获取电动闸阀的位置信号；通过使用机械式位置指示器或其他传感器，获取电动闸阀当前的位置信号。这个位置信号代表了闸阀的开启或关闭状态。

通过位置信号判断电动闸阀是否关阀到位，若为否，则继续执行关阀动作；若为是，则输出电动闸阀关阀到位信号。

通过位置信号判断电动闸阀是否关阀到位：在这一步中，根据获取到的位置信号来判断电动闸阀是否已经关阀到位。这可以通过比较实际位置信号与预期的关闭位置信号来实现。

a.若判断结果为否(即闸阀未关到位)，则继续执行关阀动作，使得电动闸阀继续朝关闭方向移动。

b.若判断结果为是(即闸阀已关到位)，则输出电动闸阀关阀到位信号，表示闸阀已成功关闭。

在步骤S2和步骤S4中均需要获取功率峰值，功率峰值的获取方法包括：通过功率传感器获取电机的功率曲线，并从功率曲线中提取峰值点。

使用功率传感器实时测量电动闸阀电机在关阀点动过程中的功率。功率传感器可以是基于电流和电压测量的设备，通过测量电机的电流和电压信号，计算出电机的实时功率。

对于获取到的电机功率曲线数据进行分析，找出曲线上的最大值点，即功率峰值点。这个峰值点反映了在点动过程中，电机所产生的最大功率。

步骤S5中需要通过功率峰值判断是否完成关阀点动操作，其具体方法包括：

获取第i-1次关阀点动时的第i-1功率曲线P

获取第i次关阀点动时的第i功率曲线P

设定终止条件，(P

若终止条件成立，则判定电动闸阀关阀到位；若终止条件不成立，则判定电动闸阀关阀不到位。若比例小于等于预设的判定常数a，说明电机功率的变化已经很小，可认为电动闸阀已经关阀到位。若比例大于判定常数a，说明电机的功率仍在变化，表明电动闸阀尚未完全关闭到位，需要继续执行关阀点动操作。

对于屏蔽式电动闸阀，考虑到采集传感器精度等因素影响，一般取a＝0.05。

实施例二

本实施例提供执行实施例一中各步骤的模块结构。

一种屏蔽式电动闸阀的点动控制装置，包括确认模块、执行模块、采集获取模块、判断模块和迭代模块。

确认模块用于确定电动闸阀关阀到位；执行模块用于执行关阀点动命令；采集获取模块用于获取此次电动闸阀的电机功率，并获取功率峰值P

确认模块包括信号获取模块、判定模块和控制模块。

信号获取模块用于获取电动闸阀的位置信号；判定模块用于通过位置信号判断电动闸阀是否关阀到位；控制模块用于根据判断模块的判断结果，执行下述操作：若为否，则继续执行关阀动作；若为是，则输出电动闸阀关阀到位信号。

判断模块包括：第一获取模块、第二获取模块、条件设定模块和条件判断模块。

第一获取模块用于获取第i-1次关阀点动时的第i-1功率曲线P

实施例三

一种屏蔽式电动闸阀的点动控制系统，包括：功率传感器、高速采集单元、控制器和位置信号采集单元；

高速采集单元通过功率传感器用于采集电动闸阀的电机功率信号，位置信号采集单元用于采集电动闸阀的位置信号；

高速采集单元的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，位置信号采集单元的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器输出控制信号至电动闸阀的控制箱，用于控制电动闸阀动作；

控制器内执行如上的一种电动闸阀的点动控制方法。

电动闸阀：本发明涉及的电动闸阀为屏蔽式的电动闸阀，是本发明控制对象。

功率传感器：主要是负责将电动闸阀在工作过程中的电机有功功率转化为高速采集单元可以采集的信号，功率传感器输出4-20mA信号；

高速采集单元：将功率传感器采集的信号传输至控制器，供控制器执行实施例一中的方法。

位置信号采集单元：完成对电动闸阀下限位位置指示器信号采集；

控制信号：控制器根据点动自适应算法的运算结果，发出相应的控制信号至电动阀门控制箱；

电动阀门控制箱：执行控制信号命令，实现对电动闸阀控制

实施例四

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一种电动闸阀的点动控制方法。

不失一般性，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令数据结构,程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储技术,CD-ROM、DVD或其他光学存储﹑磁带盒﹑磁带﹑磁盘存储或其他磁性存储设备。当然,本领域技术人员可知计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器和大容量存储设备可以统称为存储器。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。