[发明专利]电动阀门工作状态监控系统

权利要求书

1.电动阀门工作状态监控系统，其特征在于，包括微处理器、电机驱动板、液晶显示屏和电动阀门，所述电动阀门包括机罩和阀体，所述机罩内部安装有直流无刷电机、圆柱齿轮、蜗杆和蜗轮，所述阀体内安装有阀杆和阀芯，所述圆柱齿轮的数量为多个且依次啮合，所述直流无刷电机的输出轴与位于一端的所述圆柱齿轮同轴连接，所述蜗杆和位于另一端的所述圆柱齿轮同轴连接，所述蜗杆和蜗轮啮合，所述蜗轮带动阀杆转动，所述微处理器分别与液晶显示器和电机驱动板电连接，所述电动阀门中的直流无刷电机与所述电机驱动板和微处理器均为电连接；

所述微处理器采用型号为LY-F2的开发板，其内部的控制芯片为ATMega328P，所述电机驱动板的型号为AQMD3605BLS，所述微处理器的VIN端口与计算机的COM3通讯端口电连接，微处理器的VCC端口、GND端口、SCL端口、SDA端口与液晶显示屏的相应端口连接，微处理器的10～13四个输入端口分别与薄膜键盘的开阀、关阀、手动、自动四个功能项端口连接，微处理器的A0输入端口、A1输入端口、A2输入端口分别与电动阀门中直流无刷电机内置的霍尔元件的输出端口HU、HV、HW相连，微处理器的3～5三个输出端口分别与电机驱动板的IN1端口、IN2端口、IN3端口相连，电机驱动板的限位端口SQ1限位端口、SQ2限位端口分别与电动阀门的全开限位端口、全关限位端口相连，并由电机驱动板为电动阀门提供三相直流24V驱动电源，所述微处理器的PWM端口与电机驱动板的调速控制端口相连；

所述微处理器内置的五段S形速度曲线，作为电动阀门定位控制回路的速度设定，所述五段S形速度曲线包含加速度按固定比率增大的匀变加速过程、加速度按固定比率减小的匀变加速过程、匀速过程、加速度按固定比率增大的匀变减速过程和加速度按固定比率减小的匀变减速过程，加速过程与减速过程相逆。

2.如权利要求1所述的电动阀门工作状态监控系统，其特征在于，所述定位控制回路采用速度电流串级负反馈模式，将电流负反馈作为内环，速度负反馈作为外环，转角值作为电动阀门定位信号的输出，使电动阀门在任意时刻的速度维持在五段S形速度曲线上，在五段S形速度曲线的末时刻电动阀门恰好抵达目标转角。

3.如权利要求2所述的电动阀门工作状态监控系统，其特征在于，所述监控系统具有自动和手动两种操作模式，这两种操作模式由薄膜键盘按照用户的输入触发，在自动模式下电动阀门以五段S形速度曲线所描述的规律执行开阀或关阀，在手动模式下由开阀按钮和关阀按钮控制电动阀门的运行状态，所述监控系统仅处于一种操作模式下；当开阀按钮按下后电动阀门正转，转速开始按照加速段所描述的函数关系变化，松开开阀按钮后阀芯继续正转，转速开始按照减速段所描述的函数关系变化，其中，开阀按钮的保持时间越长阀芯所转过的角位移越大；按下关阀按钮后电动阀门反转，转速开始按照加速段所描述的函数关系变化，松开关阀按钮后阀芯继续反转，转速开始按照减速段所描述的函数关系变化，其中，关阀按钮的保持时间越长阀芯所转过的角位移越大。

4.如权利要求3所述的电动阀门工作状态监控系统，其特征在于，所述微处理器中预先置入误差补偿值，并由微处理器判断在电动阀门的工作过程中是否存在机械间隙，当存在机械间隙时监控系统启动误差补偿功能，该误差补偿功能为延长阀芯的转动时间，使得补偿转角恰好能够弥补机械间隙。

5.如权利要求1所述的电动阀门工作状态监控系统，其特征在于，所述机罩内部安装有限位开关，当所述阀杆抵触至限位开关所指定的位置时，所述电动阀门自动断电进而实现对阀芯的保护。

6.如权利要求1所述的电动阀门工作状态监控系统，其特征在于，所述监控系统初始上电后，电动阀门立即进入上电复位状态，当阀芯位置小于20％时，开阀5s，当阀芯位置大于80％时，关阀5s。