硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质

专利名称：硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410772036.5

专利申请（专利权）人：温州格鲁仕流体设备有限公司
权利人地址：浙江省温州市永嘉县瓯北街道塘头工业区(温州龙奥自动化办公家具有限公司内)

专利发明（设计）人：钱成可,郑张龙,蒋波,杨晓珍

专利摘要：本申请揭示了一种硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质，接收流速仪发送的流速数据；接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据；获得在设定角度下的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线；结合设定角度以及流速参量查找预设标准曲线；本发明提供的硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质，通过将流速参量与设定角度的结合作为特征，找到对应的预设标准曲线，然后将角度数据和扭矩数据形成的状态曲线与预设标准曲线对比，进而判断球阀的状态；将状态曲线与特定角度下的流速数据进行挂钩，进而将球体受到流体加入权衡，进而为对球阀工作状态的正确监控提供了可能。

主权利要求：
1.一种硬密封型球阀的控制方法，其特征在于，包括：S0、获得硬密封型球阀上游和下游之间的压力；
S1、接收流速仪发送的流速数据；
S2、控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度；
S3、获得在设定角度下的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线；
S4、结合设定角度以及流速参量查找预设标准曲线；
S5、将状态曲线与预设标准曲线进行对比，获得对比结果；
S6、根据对比结果进行球阀工作密封状态判断；
若压力均小于第一预设值，则执行以下步骤：
S701、获取角度数据从零度到第一个大于零的角度数据过程中对应的扭矩数据，形成扭矩数据集；
S702、获取扭矩数据集中的最大扭矩数据以及最末扭矩数据；
S703、根据最大扭矩数据与最末扭矩数据之间的差异，进行球阀空载密封状态判断，其中，最大扭矩数据与最末扭矩数据之间差异小于第二预设值，则判断欠密封；最大扭矩数据与最末扭矩数据之间差异大于第二预设值，则判断过密封。
2.根据权利要求1所述的硬密封型球阀的控制方法，其特征在于，所述S6的步骤包括：S601、当对比结果落入第一预设范围则判定球阀密封状态为正常；
S602、当对比结果超出第一预设范围则判定球阀密封状态为异常。
3.根据权利要求1所述的硬密封型球阀的控制方法，其特征在于，所述S2的步骤包括：S201、接收球阀全开信号；
S202、控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度，所述设定角度在45至90度之间；
S203、控制伺服电机驱动阀杆自设定角度向导通角度旋转，其中，导通角度为90度。
4.根据权利要求3所述的硬密封型球阀的控制方法，其特征在于，所述S202的步骤中，所述设定角度为90度。
5.根据权利要求3所述的硬密封型球阀的控制方法，其特征在于，所述S202的步骤包括：控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，旋转到设定角度后固定在设定角度第一预设时长，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度，所述设定角度在20至80度之间；
所述S3的步骤包括：
对应在设定角度下最终的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线。
6.一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任意一项所述硬密封型球阀的控制方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任意一项所述的硬密封型球阀的控制方法的步骤。 说明书 : 硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质技术领域[0001] 本发明涉及球阀控制领域，特别涉及一种硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质。背景技术[0002] 在各种管路系统中存在数量巨大的球阀结构，智能化不断提升的当下，球阀结构的驱动方式也常是电控的（如采用伺服电机对阀杆进行高精度的控制）。以上球阀结构不能正常工作，对于整个系统的健康是不利的，轻则需要提供维护，重则影响整个管路系统的健康状况。[0003] 目前对于这些电控阀门采用的是计划定期解体检修、日常外部巡视消缺、故障紧急消缺的维护模式，不可避免地存在欠修和过度维修的问题。而目前采用力矩反馈对于阀门运行状态监控为一种常见的技术，例如当力矩反馈过大或者过小均可以判定整体工作状态出现了异常。[0004] 在中国专利CN17030234A中，比较每次电机的启动电流是否在合理区间，判断电机是否性能在逐步老化；比较电机启动时到力矩达到一个初步值时，判断执行机构内部润滑和磨损情况；电动阀门动作指令发出后和预设值进行对比，判断出蜗轮蜗杆的机械死区。[0005] 但是目前未见对于硬密封球阀的工作状态的监控，特别是未考虑到使用状态中相关流体的状态对于状态监控的影响。发明内容[0006] 本发明的主要目的为提供一种硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质，旨在解决目前未见对于硬密封球阀的工作状态的监控，特别是未考虑到使用状态中相关流体的状态对于状态监控的影响的问题。[0007] 为了实现上述目的，本发明提供一种硬密封型球阀的控制方法，包括：[0008] S1、接收流速仪发送的流速数据；[0009] S2、控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度；[0010] S3、获得在设定角度下的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线；[0011] S4、结合设定角度以及流速参量查找预设标准曲线；[0012] S5、将状态曲线与预设标准曲线进行对比，获得对比结果；[0013] S6、根据对比结果进行球阀工作密封状态判断。[0014] 进一步地，所述S2的步骤之前包括：[0015] 获得硬密封型球阀上游和下游之间的压力；[0016] 若压力均小于第一预设值，则所述S2的步骤之后包括：[0017] S701、获取角度数据从零度到第一个大于零的角度数据过程中对应的扭矩数据，形成扭矩数据集；[0018] S702、获取扭矩数据集中的最大扭矩数据以及最末扭矩数据；[0019] S703、根据最大扭矩数据与最末扭矩数据之间的差异，进行球阀空载密封状态判断。[0020] 进一步地，所述S703的步骤包括：[0021] 最大扭矩数据与最末扭矩数据之间差异小于第二预设值，则判断欠密封；[0022] 最大扭矩数据与最末扭矩数据之间差异大于第二预设值，则判断过密封。[0023] 进一步地，所述S6的步骤包括：[0024] S601、当对比结果落入第一预设范围则判定球阀密封状态为正常；[0025] S602、当对比结果超出第一预设范围则判定球阀密封状态为异常。[0026] 进一步地，所述S2的步骤包括：[0027] S201、接收球阀全开信号；[0028] S202、控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度，所述设定角度在45至90度之间；[0029] S203、控制伺服电机驱动阀杆自设定角度向导通角度旋转，其中，导通角度为90度。[0030] 进一步地，所述S202的步骤中，所述设定角度为90度。[0031] 进一步地，所述S202的步骤包括：[0032] 控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，旋转到设定角度后固定在设定角度第一预设时长，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度，所述设定角度在20至80度之间；[0033] 所述S3的步骤包括：[0034] 对应在设定角度下最终的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线。[0035] 本发明还提供了一种运行硬密封型球阀的控制方法的装置，包括：[0036] 获取模块，用于接收流速仪发送的流速数据；[0037] 控制模块，用于控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度；[0038] 计算模块，用于对应在设定角度下的流速数据，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线；[0039] 查询模块，用于结合设定角度以及流速参量查找预设标准曲线；[0040] 比较模块，用于将状态曲线与预设标准曲线进行对比，获得对比结果；[0041] 判断模块，用于根据对比结果进行球阀工作密封状态判断。[0042] 本发明还提供了一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述硬密封型球阀的控制方法的步骤。[0043] 本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的硬密封型球阀的控制方法的步骤。[0044] 本发明提供的硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质，通过将流速参量与设定角度的结合作为特征，找到对应的预设标准曲线，然后将角度数据和扭矩数据形成的状态曲线与预设标准曲线对比，进而判断球阀的状态；将状态曲线与特定角度下的流速数据进行挂钩，进而将球体受到流体加入权衡，进而为对球阀工作状态的正确监控提供了可能。附图说明[0045] 图1是本发明第一个实施例硬密封型球阀的控制方法的步骤示意图；[0046] 图2是本发明第二个实施例运行硬密封型球阀的控制方法的装置的示意图；[0047] 图3是本发明第三个实施例计算机概念示意图。[0048] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式[0049] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0050] 本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。[0051] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。[0052] 参照图1，本发明一实施例中，一种硬密封型球阀的控制方法，包括：[0053] S1、接收流速仪发送的流速数据；[0054] S2、控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度；[0055] S3、获得在设定角度下的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线；[0056] S4、结合设定角度以及流速参量查找预设标准曲线；[0057] S5、将状态曲线与预设标准曲线进行对比，获得对比结果；[0058] S6、根据对比结果进行球阀工作密封状态判断。[0059] 现有技术中，在各种管路系统中存在数量巨大的球阀结构，智能化不断提升的当下，球阀结构的驱动方式也常是电控的（如采用伺服电机对阀杆进行高精度的控制）。以上球阀结构不能正常工作，对于整个系统的健康是不利的，轻则需要提供维护，重则影响整个管路系统的健康状况。[0060] 目前对于这些电控阀门采用的是计划定期解体检修、日常外部巡视消缺、故障紧急消缺的维护模式，不可避免地存在欠修和过度维修的问题。而目前采用力矩反馈对于阀门运行状态监控为一种常见的技术，例如当力矩反馈过大或者过小均可以判定整体工作状态出现了异常。[0061] 在中国专利CN17030234A中，比较每次电机的启动电流是否在合理区间，判断电机是否性能在逐步老化；比较电机启动时到力矩达到一个初步值时，判断执行机构内部润滑和磨损情况；电动阀门动作指令发出后和预设值进行对比，判断出蜗轮蜗杆的机械死区。[0062] 但是目前未见对于硬密封球阀的工作状态的监控，特别是未考虑到使用状态中相关流体的状态对于状态监控的影响。[0063] 在本发明中，硬密封型球阀的控制方法步骤包括：S1、接收流速仪发送的流速数据，由于球阀在使用的过程中，流体会对球体进行冲击，以上冲击作用会影响球体与两端硬密封之间的作用程度。因此增加一个流速测试装置，从而在获得相关流体速度的同时，根据流体速度提供参照和修正。具体，流速测试装置可以是接触式的或者可以是非接触式的，具体不作为限制。[0064] 在步骤S2中，控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度。在一些型号的伺服电机中，能实时获得扭矩反馈，目前对于以上扭矩的应用也较多。通过伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，需要说明的是，设定角度并不一定是球阀工作时，球体转动角度，球阀在大多数的应用场景中，其旋转角度只在0到90度之间切换。本发明中的设定角度可以是球阀工作的角度，也可以是针对阀门监控监测的一个过渡角度，如当某个作为流量调节的球阀，设定角度即可为具体的工作角度；如某个作为导通和关闭的球阀（从0度到90度旋转），设定角度为针对状态监控的角度（如为45度），在0到45度的过程中完成状态监控，状态监控步骤完成后继续之后的45至90度的旋转。设定角度也不要求为固定的，同样可以是根据最终旋转目标角度而程序设定的。[0065] 在步骤S3中，获得在设定角度下的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线。其中，角度数据的范围就是从0到设定角度，对应每个角度数据也会有扭矩数据，此时状态曲线形成，也就是扭矩数据在角度数据范围内的变化曲线。在此过程中，还将状态曲线与流速参量进行挂钩，由于球阀在工作的过程中，受到流体的冲击，那么此时球体与密封圈之间作用关系会受到影响，需要考察硬密封型球阀的状态则需要考虑到流体的因素。[0066] 在S4步骤中，结合设定角度以及流速参量查找预设标准曲线。预设标准曲线可以是由厂家测试过程中制作提供，也可以是用户根据实际的场景自行制作。由于流速和球体的角度关系较大，例如在上游端的压力一致的情况下，球体的不同开合角度会形成不同的流速，在本发明中将流速参量与设定角度作为参考标准，设定标准数据，标准数据中，包含一系列的预设标准曲线。由于球阀通常的工作状态为从0度到90度旋转，那么达到设定角度是容易满足的。当球阀作为导通和关闭作用的，那么设定角度可以设置为90度。[0067] 在S5和S6的步骤中，将状态曲线与预设标准曲线进行对比，获得对比结果然后根据对比结果进行球阀工作密封状态判断。由于预设标准曲线为正常状态下，在对应特定流速（对应特定角度）的情况下，正常扭矩的数据。那么状态曲线与预设标准曲线之间的差异则能代表硬密封型球阀的状态。具体两者之间的差异方式可以是差值或者比值等，不作为限制。[0068] 综上，通过将流速参量与设定角度的结合作为特征，找到对应的预设标准曲线，然后将角度数据和扭矩数据形成的状态曲线与预设标准曲线对比，进而判断球阀的状态；将状态曲线与特定角度下的流速数据进行挂钩，进而将球体受到流体加入权衡，进而为对球阀工作状态的正确监控提供了可能。[0069] 在一个实施例中，所述S2的步骤之前包括：[0070] 获得硬密封型球阀上游和下游之间的压力；[0071] 若压力均小于第一预设值，则所述S2的步骤之后包括：[0072] S701、获取角度数据从零度到第一个大于零的角度数据过程中对应的扭矩数据，形成扭矩数据集；[0073] S702、获取扭矩数据集中的最大扭矩数据以及最末扭矩数据；[0074] S703、根据最大扭矩数据与最末扭矩数据之间的差异，进行球阀空载密封状态判断。[0075] 在本实施例中，考虑到空载状态下球阀状态同样具有指导意义，例如球体与密封圈之间的作用应当能组织管路中的气体或者液体，进入到阀杆等相关区域。而由于球体在开启角度下，就是需要进行流体的输送，那么球体在开启角度下的密封状态没必要在空载状态下进行测试。通过在硬密封型球阀上下游设置压力传感器能判断硬密封型球阀是否处于空载状态。在一些案例中，通过在球阀的上下游设置压力传感器能监控阀体的侵蚀状态，那么将压力传感器的数据进行采用，能在本发明中作为硬密封型球阀是否空载的判断基础。最大扭矩一定程度上代表了密封的压力，最末扭矩数据代表了正常运转时需要的动力，两者之间的差值则可以作为判断空载状态下，球阀的密封状态（球阀空载密封状态）。在执行了完整个步骤后，也能获得在空载状态下的球阀工作密封状态判断，此时流速参量可能为零或者为一个较小的数值。[0076] 在一个实施例中，所述S703的步骤包括：[0077] 最大扭矩数据与最末扭矩数据之间差异小于第二预设值，则判断欠密封；[0078] 最大扭矩数据与最末扭矩数据之间差异大于第二预设值，则判断过密封。[0079] 在本实施例中，给出了典型的判断方式，具体最大扭矩数据与最末扭矩数据之间差异大小来判断密封状态是否优良。第二预设值与预设标准曲线类似可以是出厂自带，或者由用户自行测试获得。[0080] 在一个实施例中，所述S6的步骤包括：[0081] S601、当对比结果落入第一预设范围则判定球阀密封状态为正常；[0082] S602、当对比结果超出第一预设范围则判定球阀密封状态为异常。[0083] 在本实施例中，具体对比结果的计算方法可以是欧几里德距离算法或者动态时间规整算法等。当对比结果的结果超出第一预设范围则判定为异常，而落入第一预设范围则判定为正常。[0084] 在一个实施例中，所述S2的步骤包括：[0085] S201、接收球阀全开信号；[0086] S202、控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度，所述设定角度在45至90度之间；[0087] S203、控制伺服电机驱动阀杆自设定角度向导通角度旋转，其中，导通角度为90度。[0088] 在本实施例中，考虑到大多数球阀的工作状态只有开启和关闭（也就是从0到90度），而在过渡角度上的流体对于球体的影响较大，此时的密封效果有一定的代表性。因此在获得球阀全开信号后，在向90度旋转的过程中，重点以设定角度作为参考来进行状态监控。[0089] 在一个实施例中，所述S202的步骤中，所述设定角度为90度。[0090] 在本实施例中，直接将设定角度对应调节为90度，进而能将0至90的旋转的过程中的球阀的工作状态进行监控。[0091] 在一个实施例中，所述S202的步骤包括：[0092] 控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，旋转到设定角度后固定在设定角度第一预设时长，并接收伺服电机发送的实时角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度，所述设定角度在20至80度之间；[0093] 所述S3的步骤包括：[0094] 对应在设定角度下最终的流速数据为流速参量，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线。[0095] 在本实施例中，考虑到流量测试需要一个稳定的过程，那么引入暂停的第一预设时长（可以是3至10秒），在第一预设时长内阀杆在设定角度固定，此时流体的速度基本能实现稳定，将在第一预设时长最终的流速数据为流速参量，进而获得了代表性更强的流速参量。[0096] 参照图2，本发明还提供了一种运行硬密封型球阀的控制方法的装置，包括：[0097] 获取模块10，用于接收流速仪发送的流速数据；[0098] 控制模块20，用于控制伺服电机驱动阀杆自闭合角度向设定角度旋转，并接收伺服电机发送的角度数据以及扭矩数据，其中，闭合角度为0度；[0099] 计算模块30，用于对应在设定角度下的流速数据，将角度数据以及扭矩数据形成状态曲线；[0100] 查询模块40，用于结合设定角度以及流速参量查找预设标准曲线；[0101] 比较模块50，用于将状态曲线与预设标准曲线进行对比，获得对比结果；[0102] 判断模块60，用于根据对比结果进行球阀工作密封状态判断。[0103] 具体运行硬密封型球阀的控制方法的装置的工作方式，参照前述的状态监控方法实施例，在此不再赘述。[0104] 参照图3，本发明还提供了一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述硬密封型球阀的控制方法的步骤。[0105] 该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、储存器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的储存器包括非易失性储存介质、内储存器。该非易失性储存介质储存有操作系统和计算机程序。该内储存器为非易失性储存介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种文件储存方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。[0106] 本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的硬密封型球阀的控制方法的步骤。[0107] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储与一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的和实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可以包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM一多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双速据率SDRAM（SSRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（RambuS）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。[0108] 综上所述，本发明提供的硬密封型球阀的控制方法、装置、计算机和储存介质，通过将流速参量与设定角度的结合作为特征，找到对应的预设标准曲线，然后将角度数据和扭矩数据形成的状态曲线与预设标准曲线对比，进而判断球阀的状态；将状态曲线与特定角度下的流速数据进行挂钩，进而将球体受到流体加入权衡，进而为对球阀工作状态的正确监控提供了可能。[0109] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

专利地区：浙江

专利申请日期：2024-06-16

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118346810B