利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及阀门控制技术领域，公开了一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，包括阀门机构、步进电机、电机驱动模块、微控制器和多圈绝对值编码器。其中，电机驱动模块与步进电机电连接；步进电机的输出轴与阀门机构连接；微控制器与电机驱动模块电连接；多圈绝对值编码器与步进电机连接且与微控制器通信连接。本发明专利技术提供的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统形成体积小、成本低和控制简单的结构，有利于阀门控制系统稳定且可靠地运行工作；还提供一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的控制方法，应用在阀门控制系统中，增加阀门控制系统的稳定性和可靠性，降低阀门控制系统的故障率，而且操作和控制更为简便，有效地降低成本。有效地降低成本。有效地降低成本。

【技术实现步骤摘要】
利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及阀门控制
，特别是涉及一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在传统的闭环型电动调节型阀门控制系统中，硬件上一般采用异步电机或同步电机结合配套的专用编码器和专用驱动器作为驱动源，在软件控制方法上采用传统的伺服控制，但是这样闭环型电动调节型阀门控制系统在操作上比较复杂，运行的稳定性和可靠性较差，导致阀门控制系统的故障率较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，还提供一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的控制方法。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下方案：
[0005]一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，包括阀门机构；
[0006]步进电机、电机驱动模块；所述电机驱动模块与所述步进电机电连接；所述步进电机的输出轴与所述阀门机构连接；
[0007]微控制器，其与所述电机驱动模块电连接；
[0008]多圈绝对值编码器，其与所述步进电机连接且与所述微控制器通信连接。
[0009]进一步地，所述多圈绝对值编码器为BISS
‑
C总线的多圈绝对值编码器。
[0010]进一步地，所述微控制器通过SPI总线与所述电机驱动模块连接。
[0011]进一步地，所述电机驱动模块具有内置的运动控制器。
[0012]本专利技术还提供一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的控制方法，采用如上述所述的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统实现，具体步骤如下：
[0013]S1、系统上电，微控制器读取多圈绝对值编码器的值，初始化电机驱动模块，命令电机驱动模块驱动步进电机调整于位置控制模式；
[0014]S2、获取外部的阀门机构的开度给定值；
[0015]S3、向电机驱动模块发出步进电机的开环位置的给定值，命令电机驱动模块驱动步进电机向指定位置转动；
[0016]S4、实时读取电机驱动模块的步进电机的开环位置的实时值和多圈绝对值编码器的实时值；
[0017]S5、计算多圈绝对值编码器的实时值与步进电机的开环位置的实时值之间的实时差值；
[0018]S6、将上述实时差值与设定的故障阈值进行判断，判断实时差值是否大于故障阈值；
[0019]S61、若是，输出步进电机故障；
[0020]S62、若否，等待步进电机到位停止；
[0021]S7、在步进电机到位停止后，判断多圈绝对值编码器的实时值是否等于步进电机的开环位置的实时值；
[0022]S71、若是，结束；
[0023]S72、若否，开启补偿控制，向电机驱动模块发出微调步进电机的开环位置指令，命令电机驱动模块驱动步进电机转动到正确位置，结束。
[0024]进一步地，在S2步骤中，所述阀门机构的开度给定值具体转换为多圈绝对值编码器的给定值和步进电机的开环位置的给定值。
[0025]进一步地，在S6步骤中，所述故障阈值为多圈绝对值编码器的给定值和步进电机的开环位置的给定值之间的差值。
[0026]与现有的技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0027]1、本专利技术根据步进电机具有体积小、成本低和控制简单的特点，多圈绝对值编码器具有成本低、机构形式多样的特点，具有内置的运动控制器的电机驱动模块具有性能优越、控制灵活的特点，将阀门机构、步进电机、电机驱动模块、微控制器和多圈绝对值编码器结合形成利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，形成体积小、成本低和控制简单的结构，有利于阀门控制系统稳定且可靠地运行工作。
[0028]2、本专利技术的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的控制方法应用在阀门控制系统中，性能更为优越，控制更为灵活，增加阀门控制系统的稳定性和可靠性，降低阀门控制系统的故障率，而且操作和控制更为简便，有效地降低成本。
附图说明
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0030]图1是本专利技术的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的电连接的流程框图。
[0031]图2是本专利技术的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的控制方法的程序框图。
[0032]图中包括：
[0033]步进电机1、电机驱动模块2、微控制器3、多圈绝对值编码器4。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0035]如图1至图2所示，一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，包括阀门机构、步进电机1、电机驱动模块2、微控制器3和多圈绝对值编码器4。其中，所述电机驱动模块2与所述步进电机1电连接，具体的，电机驱动模块2具有内置的运动控制器，具有性能优越、控制灵活的特点。该运动控制器通常是指在复杂条件下，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制。所述步进电机1的输出轴与所述阀门机构连接；步进电机1具有体积小、成本低和控制简单的特点。微控制器3与所述电机驱动模块2电连接；微控制器3是现有控制单元，微控制器3可以理解为，将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。优选的，所述
微控制器3通过SPI总线与所述电机驱动模块2连接。多圈绝对值编码器4与所述步进电机1连接且与所述微控制器3通信连接，具体的，所述多圈绝对值编码器4为BISS
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C总线的多圈绝对值编码器4。多圈绝对值编码器4具有成本低、机构形式多样的特点，测量范围广，有利于提升阀门控制系统的运行效率，而且安装调试简单，无需找零点，具体表现在多圈绝对值编码器4采用机械位置定位法，确保编码器在运行中，每个位置点上面的编码都不重复，这样在测量找零点时，操作简单，直接将中间位置当作起始点即可。以及多圈绝对值编码器4在输出方法上有多种选择，如串行输出、总线型输出、并行输出等。优选的，所述多圈绝对值编码器4为BISS
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C总线的多圈绝对值编码器4。
[0036]将阀门机构、步进电机1、电机驱动模块2、微控制器3和多圈绝对值编码器4结合形成利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，形成体积小、成本低和控制简单的结构，有利于阀门控制系统稳定且可靠地运行工作。
[0037]本专利技术还提供一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的控制方法，采用如上述所述的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统实现，具体步骤如下：
[0038]S1、系统上电，微控制器3读取多圈绝对值编码器4的值，初始化电机驱动模块2，命令电机驱动模块2驱动步进电机1调整于位置控制模式；其中，位置控制模式是指微控制器3给到步进电机1的设定位置，步进电机1运动到设定的位置。
[0039]S2、获取外部的阀门机构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，包括阀门机构；其特征在于，还包括：步进电机、电机驱动模块；所述电机驱动模块与所述步进电机电连接；所述步进电机的输出轴与所述阀门机构连接；微控制器，其与所述电机驱动模块电连接；多圈绝对值编码器，其与所述步进电机连接且与所述微控制器通信连接。2.根据权利要求1所述的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，其特征在于，所述多圈绝对值编码器为BISS
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C总线的多圈绝对值编码器。3.根据权利要求1所述的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，其特征在于，所述微控制器通过SPI总线与所述电机驱动模块连接。4.根据权利要求1所述的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统，其特征在于，所述电机驱动模块具有内置的运动控制器。5.一种利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至4任意一项所述的利用步进电机作为驱动源的阀门控制系统实现，具体步骤如下：S1、系统上电，微控制器读取多圈绝对值编码器的值，初始化电机驱动模块，命令电机驱动模块驱动步进电机调整于位置控制模式；S2、获取外部的阀门机构的开度给定值；S3、向...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁峰，袁军，张扬，张向阳，
申请(专利权)人：西安航天远征流体控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：