執行器的製作方法
2023-06-07 14:15:11 3
專利名稱：執行器的製作方法
技術領域：
本發明涉及閥門控制技術，尤其涉及驅動閥門的執行器。
背景技術：
執行器是驅動閥門動作的驅動裝置。工業應用中，作為分立器件的執行器與閥門， 一般是在閥門的安裝過程中由相關人員將兩者組裝，從而使它們可以配合工作。安裝人員安裝水平的參差不齊使得所組裝的執行器與閥門在匹配上存在誤差，進而導致後續工作過程中，執行器的控制信號未必能使閥門的實際開度與所期望的開度相符，也就是說執行器對閥門的控制不夠準確。另外，閥門自身工藝誤差同樣會導致上述問題。以直行程閥門為例，一般是特定型號的執行器對應特定行程的直行程閥門。例如對應於26mm行程的閥門的A執行器，就無法準確地控制16mm行程的直行程閥門，因為其控制信號與16mm行程的直行程閥門不匹配。因此，有必要提供一種執行器，使其既可以適應於不同行程的閥門，又可以避免安裝誤差等問題所導致的一系列問題。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種用於控制閥門的執行器，以有效解決上述問題。該執行器包括初始匹配模塊，其根據所接收的匹配控制信號控制電機運行，以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的第一參數、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的第二參數，其中所述匹配控制信號是根據需要施加給所述初始匹配模塊的信號；以及存儲模塊，其存儲所述第一參數和所述第二參數。本發明所述的執行器，優選地，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的位置，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的位置。所述初始匹配模塊被設置為根據所接收的匹配控制信號控制電機運行以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的位置、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的位置，所述存儲模塊被設置為存儲所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的位置和所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的位置。本發明所述的執行器，優選地，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的電信號，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的電信號。所述初始匹配模塊被設置為根據所接收的匹配控制信號控制電機運行以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的電信號、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的電信號，所述存儲模塊被設置為存儲所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的電信號和所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的電信號。本發明所述的執行器，優選地，還包括計算模塊，其基於所述第一參數和第二參數獲得所述閥門的位置與預先設置的施加到所述閥門的控制信號之間的對應關係。
本發明所述的執行器，優選地，所述存儲模塊為非易失性存儲器。本發明所述的執行器，優選地，所述執行器還包括接收匹配控制信號的接收模塊， 所述匹配控制信號由用戶根據需要手動施加。本發明所述的執行器，優選地，所述執行器還包括用於指示所述初始匹配模塊工作的指示模塊。優選地，所述指示模塊為指示燈。本發明所述的執行器，優選地，所述閥門為直行程閥門。可選地，所述閥門為角行
程閥門。本發明還提供一種應用於控制閥門的執行器的初始匹配的方法，所述方法包括接收根據需要施加到所述執行器的匹配控制信號；基於所接收的匹配控制信號，控制電機運行，以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的第一參數、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的第二參數；以及存儲所述第一參數和第二參數。本發明所述的方法，優選地，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的位置，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的位置。本發明所述的方法，優選地，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的電信號大小，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的電信號大小。本發明所述的初始匹配方法，優選地，還包括基於所述第一參數和第二參數計算所述閥門的位置與預先設置的施加到所述閥門的控制信號之間的對應關係。本發明所述的初始匹配方法，優選地，所述第一參數和所述第二參數存儲在非易失性存儲器中。本發明所述的初始匹配方法，優選地，所述匹配控制信號由用戶根據需要手動施加。本發明所述的初始匹配方法，優選地，所述閥門為直行程閥門。可選地，所述閥門為角行程閥門。使用本發明所述的執行器，可以在閥門進入常規使用之前獲得控制信號與閥門位置的匹配關係，進而在後續常規使用中，可以更準確地控制閥門。此外，根據本發明所述的執行器，由於其可以對控制信號與閥門位置之間的對應關係(亦即匹配關係)進行調整，從而使得該執行器適用於多種行程範圍的閥門。
圖1是根據本發明的執行器的結構示意圖；圖2是圖1所述的執行器的一個應用示例的示意圖；以及圖3是根據本發明所述的初始匹配方法的流程示意圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點更加明顯易懂，以下結合附圖和具體實施方式
，進一步詳細說明本發明。需要說明的是，以下示例是以控制直行程閥門來說明本發明所述的執行器，但並不就此限制本發明所述的執行器僅可用於直行程閥門，本發明所述的執行器同樣適用角行程閥門。圖1是根據本發明的執行器的結構示意圖。要說明的是，本示例中的執行器1僅示意了本發明所涉及的結構並且在下文中僅對這些結構進行說明，而執行器中的其它常規結構(例如執行傳動機構等)則未示意且下文中也不進行詳細描述。參考圖1，執行器1包括電機10、初始匹配模塊12、以及存儲模塊14。向執行器1 施加匹配控制信號，初始匹配模塊12依據該匹配控制信號控制電機10動作，從而帶動與執行器1相連接的直行程閥門(未圖示)動作。根據本發明，直行程閥門在執行器1的驅動之下，行進到直行程閥門完全關閉，此時獲得第一截止點的參數，即對應閥門完全關閉時的第一參數；隨後，電機10反向運行，使得執行器帶動閥門向相反方向運行使閥門打開，在閥門完全打開時獲得第二截止點的參數，即對應閥門完全打開時的第二參數。存儲模塊14存儲該第一參數和該第二參數，優選地，該存儲模塊14為如EEPROM等的非易失性存儲器。可選地，本發明所述的執行器1還包括計算模塊16，其基於該第一參數和第二參數獲得直行程閥門的位置與預先設置的要施加到所述閥門的控制信號之間的對應關係。由此在完成初始匹配之後，在後續常規工作中，對於已組裝的執行器1和該直行程閥門，執行器在上電之後都可由該對應關係獲得對應於預先設置的控制信號的閥門位置，從而準確地控制閥門的行進，獲得所需要的開度。該直行程閥門的閥門位置與控制信號的關係可近似為下式(1)y = ax+b(1)其中，y為閥門位置，χ為控制信號。根據本發明的示例，該直行程閥門為單座閥、 雙座閥、套筒閥、三通閥、角型閥、Y型閥、軸流閥等。優選地，執行器1還包括接收模塊18，其可以實現為按鈕、按鍵、或觸摸式控制屏等各種可由用戶輸入初始匹配控制信號的用戶接口。可選地，該接收模塊18也可以是信號接收埠，用以從其它控制器件接收用戶輸入的初始匹配控制信號，而所述其它控制器件與所述接收模塊的通信可以為無線或有線方式，該其它控制器件可以例如是設置在控制室中的控制櫃等。根據本發明，輸送給執行器的初始匹配模塊12的匹配控制信號由用戶根據需要手動施加。作為示例，可以在執行器1設置供用戶操作的按鈕、按鍵、或觸摸式控制屏，例如在外殼上。可選地，還可在該執行器上設置指示模塊(未圖示)以指示初始匹配工作的開始與結束，例如指示燈。該指示燈在用戶施加匹配控制信號後變亮，以表明匹配工作開始， 並由初始匹配控制模塊12在匹配工作結束之後，發送控制信號給指示燈，使其變暗，以表明匹配工作結束。可選地，施加給初始匹配模塊12的匹配控制信號也可以由用戶根據需要例如通過語音控制的方式施加。這種情況下，則執行器1的接收模塊18為或者至少包括語音輸入模塊。示例地，根據需要施加可以是在執行器與閥門的安裝過程中，根據匹配需要所進行的；也可以是執行器和閥門組裝好之後的常規工作中，用戶根據校準或匹配需要所進行的，亦即用戶在其認為需要時施加匹配控制信號給初始匹配模塊。綜上所述，根據本發明，施加給執行器的匹配控制信號由用戶根據需要施加，便使得執行器不會在每次上電之後自動觸發初始匹配模塊使其工作。因此本發明所述的執行器，不僅實現了控制信號與閥門位置的初始匹配校準，而且還避免了執行器與閥門組裝進入常規使用後，每次上電要進行初始匹配校準的情況。作為示例，該第一參數可以是閥門完全關閉時閥門位置對應的電信號(例如電信號大小)，第二參數可以是閥門完全打開時閥門位置對應的電信號(例如電信號大小)。替代地，該第一參數可以是閥門在完全關閉時，閥門的位置參數，而該第二參數可以是閥門在完全打開時，閥門的位置參數。實際應用中，只要該第一參數和第二參數可以分別對應或者體現出閥門完全關閉或閥門完全打開即可。而且，本發明所述的執行器由於可以進行控制信號與閥門位置的初始匹配，從而獲得閥門的位置與執行器的控制信號之間的匹配關係，從而使得對應於特定行程(例如 26mm行程)閥門的執行器，也可以適用於其它行程(例如16mm行程)閥門。本發明示例中的初始匹配模塊12可以實現為軟體模塊，硬體模塊，或者軟體模塊與硬體模塊的結合，只需其可以在收到匹配控制信號之後，控制電機10運行，以獲得對應閥門關閉時的第一參數以及對應閥門完全打開時的第二參數即可。本發明示例中的計算模塊可以實現為軟體模塊，或硬體模塊、或軟體模塊與硬體模塊的結合，只要其基於所述第一參數、第二參數可獲得閥門的位置與預先設定的執行器的控制信號之間的匹配關係即可。圖2是圖1所述的執行器的一個應用示例的示意圖。本實施例以氣閥為例進行說明，但並不就此限定所述執行器的應用範圍，實際上，本發明所述的執行器可用於控制氣閥、風閥、油閥等各類閥門。如圖2所示，根據本發明所述的執行器1被安裝到直行程閥門2 ；而直行程閥門2 與被控管道4相連接，例如用於調節管道4中的氣體流量；控制裝置3與執行器耦接；傳感器5用於感測管道4輸出的氣體的某類參數，比如氣體的溫度，並將所感測的信號作為反饋信號傳送給執行器1，以便執行器1依據該反饋調節閥門的位置。本例中，執行器的工作電源為24v的交流電源，實際應用中，執行器1的工作電壓依據需要而定，例如可以由220V的交流電源供電。此外，實際應用中，控制裝置3為設置在控制室中的控制櫃等裝置。根據本發明，在閥門2以及執行器1已經安裝好，但未進入常規使用流程之前，可以在執行器1上，例如由安裝人員通過設置在執行器外殼上的按鍵、按鈕或者觸摸式控制屏等用戶接口來手動施加匹配控制信號給執行器1，具體而言是給執行器1的初始匹配模塊12 (參照圖1)，使其進行初始匹配工作。可選地，也可以通過控制裝置3來施加匹配控制信號，這種情況下，執行器1的接收模塊18(參照圖1)從控制裝置3以有線或無線方式接收傳送過來的匹配控制信號。在通過控制裝置3來施加匹配控制信號，控制裝置3上設置有供用戶施加匹配控制信號的按鍵、按鈕或者觸摸式控制屏等用戶接口。圖3是根據本發明所述的初始匹配方法。需要說明的是，儘管下文是結合圖1和圖2所示的例子對本發明所述的初始匹配方法進行說明，但並不就此限制本發明所述的初始匹配方法僅能應用在以上示例中。首先如圖3中的步驟300所示，施加匹配控制信號給執行器1。根據該實施例，該匹配控制信號例如是由控制裝置3施加給執行器1的初始匹配模塊12，進一步，根據本發明， 該匹配控制信號是由用戶根據需要手動按壓按鈕或按鍵、或者通過觸摸觸摸式控制屏而產生，並進而由控制裝置3傳送給初始匹配模塊12的接收模塊18。可選地，用戶也可以通過語音輸入的方式輸入匹配控制信號，而控制裝置3則以無線或有線的方式將該信號傳送給初始匹配模塊10。示例地，根據需要施加可以是在執行器與閥門的安裝過程中，根據匹配需要所進行的；也可以是執行器和閥門組裝好之後的常規工作中，用戶根據校準或匹配需要所進行的，亦即用戶在其認為需要時施加匹配控制信號給初始匹配模塊。在步驟301，基於所接收的匹配控制信號，控制電機10運行，以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的第一參數、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的第二參數。根據本發明，依據所接收的匹配控制信號，初始匹配模塊12控制電機10動作，從而使執行器1在電機10的帶動下驅動與執行器1相連接的直行程閥門2動作；根據本發明，直行程閥門2在執行器1的驅動之下，行進到完全關閉，此時獲得第一截止點的參數，隨後，電機 10反向運行，使得執行器也帶動閥門向相反方向運行使閥門打開，在閥門完全打開時，獲得第二截止點的參數。如上文所述，該第一截止點的參數亦即第一參數可以為閥門完全關閉時閥門位置對應的電信號(例如電信號大小)，第二截止點的參數亦即第二參數可以是閥門完全打開時閥門位置對應的電信號(例如電信號大小)；替代地，該第一參數可以是閥門完全關閉時，閥門的位置參數，而該第二參數可以是閥門完全打開時，閥門的位置參數。在步驟303，由存儲模塊14存儲該第一參數和第二參數。該存儲模塊優選為非易失性存儲器。優選地，本發明所述的方法還包括步驟305。在步驟305，基於所述第一參數和第二參數計算所述直行程閥門的位置與預先設置的施加到所述閥門的控制信號之間的對應關係。本例中，執行器1的計算模塊16基於該第一參數和第二參數來獲得該直行程閥門2 的位置與預先設置的施加到所述閥門的控制信號之間的對應關係，由此在完成初始匹配之後的常規工作中，對於已安裝在一起的執行器1和直行程閥門2，可以通過該對應關係獲得對應於給出的控制信號的閥門位置，從而準確地控制閥門的開度。該直行程閥門2與控制信號的關係近似為上文給出的關係式(1)。在完成了初始匹配之後，在後續的常規工作中，可選地，執行器1還可以根據來自傳感器5的反饋信號，來對調整閥門的位置進行調整，或進行其它工作。應當說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發明的技術方案而非對其進行限制。儘管參照上述具體實施方式
對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或對部分技術特徵進行等同替換，而在不脫離本發明的技術方案的精神下，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。
權利要求
1.一種用於控制閥門的執行器，其特徵在於，所述執行器包括初始匹配模塊，其根據所接收的匹配控制信號控制電機運行，以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的第一參數、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的第二參數，其中所述匹配控制信號根據需要施加給所述初始匹配模塊；以及存儲模塊，其存儲所述第一參數和所述第二參數。
2.根據權利要求1所述的執行器，其特徵在於，所述執行器還包括計算模塊，其基於所述第一參數和第二參數獲得所述閥門的位置與預先設置的要施加到所述閥門的控制信號之間的對應關係。
3.根據權利要求1或2所述的執行器，其特徵在於，所述執行器還包括接收匹配控制信號的接收模塊，所述匹配控制信號由用戶根據需要手動施加。
4.根據權利要求3所述的執行器，其特徵在於，所述存儲模塊為非易失性存儲器。
5.根據權利要求1所述的執行器，其特徵在於，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的位置，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的位置。
6.根據權利要求1所述的執行器，其特徵在於，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的電信號，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的電信號。
7.根據權利要求1所述的執行器，其特徵在於，所述執行器還包括用於指示所述初始匹配模塊工作的指示模塊。
8.根據權利要求7所述的執行器，其特徵在於，所述指示模塊為指示燈。
9.根據權利要求1所述的執行器，其特徵在於，所述閥門為直行程閥門。
10.根據權利要求1所述的執行器，其特徵在於，所述閥門為角行程閥門。
11.一種應用於控制閥門的執行器的初始匹配方法，所述方法包括 接收根據需要施加到所述執行器的匹配控制信號；基於所接收的匹配控制信號，控制電機運行，以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的第一參數、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的第二參數；以及存儲所述第一參數和所述第二參數。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括基於所述第一參數和第二參數計算所述閥門的位置與預先設置的要施加到所述閥門的控制信號之間的對應關係。
13.根據權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，所述匹配控制信號由用戶根據需要手動施加。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述第一參數和所述第二參數存儲在非易失性存儲器中。
15.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的位置，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的位置。
16.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述第一參數為所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的電信號，所述第二參數為所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的電信號。
17.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述閥門為直行程閥門。
18.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述閥門為角行程閥門。
全文摘要
本發明提供一種用於控制閥門的執行器。該執行器包括初始匹配模塊，其根據所接收的匹配控制信號控制電機運行，以獲得所述閥門在所述電機帶動下完全關閉時的第一參數、及所述閥門在所述電機帶動下完全打開時的第二參數；以及存儲模塊，其存儲所述第一參數和所述第二參數。本發明所述的執行器可以準確地控制閥門位置。
文檔編號F16K31/04GK102200198SQ20111003677
公開日2011年9月28日 申請日期2011年2月12日 優先權日2011年2月12日
發明者張翰禹, 梁剛 申請人:霍尼韋爾(中國)有限公司