专利名称：基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法
技术领域：
本发明涉及计算机控制方法技术领域，特别涉及一种基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法。
背景技术：
随着石油、石化、电力、冶金等行业的生产能力加大，急需一种高性能、高参数的阀门产品替代原来的老产品，确保产量，提高工作效率。作为管路输送的控制阀门，由于介质中含颗粒类固体杂物，最先出现的原因是阀门密封耐磨性较差，密封面容易损坏，阀体、阀座焊缝焊不透，造成焊缝渗漏乃至穿孔。随着阀门技术不断改进，高性能材料及自动化设备出现，导致老产品逐渐退出市场竞争力。
发明内容
本发明球阀通过旋转手轮，转动阀杆螺母，使阀杆升降带动闸板沿垂直介质方向作直线移动，达到开启和关闭的目的。本产品主要用于气体、液体介质管路上作启闭器，接通或截断介质流，具有流阻小，启闭省力等优点。本发明楔式硬密封耐磨闸阀，有别于传统的闸阀产品，在阀座与闸板密封面表面堆焊司太合合金，表面采用滚压成型，采用弹性闸板，适当减少弹性比，在闸板T字槽一侧增设拉筋，适当加大导向槽长度，减少阀体导向筋与闸板导向槽间的间隙，阀杆表面采用滚压成型，并采用表面渗氮处理。提高阀门使用寿命和密封性。为解决上述技术问题，本发明提供了一种低温球阀，包括阀体、阀盖、阀座组件、球体、阀杆和固定轴。所述阀体、阀盖各具有流道，阀体、阀盖通过垫片、螺柱、螺母连接。所述球体置于阀体内，所述球体的二侧各设置有一只阀座组件，并分别与所述阀体、所述阀盖的内部相连。所述低温球阀进一步设有驱动装置，所述驱动装置与所述阀杆上部通过键相连，所述阀杆下端与所述球体相连接。所述球体上部与阀杆接触部位底面为弧形面，两侧为相应平行的平面，所述球体下部通过圆柱孔与固定轴、径向轴承、平面轴承相连，并在底面设有防静电的弹簧。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如上任一项所述低温球阀的控制系统，包括主控模块，电源控制模块，电源，阀位信号模块，I/o模块，压力传感器，温度传感器，显示模块，A/D模块，阀门控制模块，阀动作控制电路，通讯模块，蓝牙模块，无线模块，以及，串口转USB模块。 所述主控模块，与所述I/O模块，通讯模块，阀门控制模块相连，用于整体控制所述控制系统；所述电源控制模块，与所述I/o模块和所述电源相连，用于控制所述电源的供电；所述电源，与所述电源控制模块相连，用于为所述控制系统供电；
所述阀位信号模块，与所述I/O模块相连，用于向所述I/O模块输送阀位信号；所述I/O模块，分别与所述阀位信号模块，电源控制模块，A/D模块，主控模块相连，用于基本信号信息的输入输出；所述压力传感器，与所述A/D模块相连，用于感知低温球阀或者与低温球阀相连的管道的压力，并将前述压力信号传输到所述A/D模块；所述温度传感器，与所述A/D模块相连，用于感知低温球阀或者与低温球阀相连的管道的温度，并将前述温度信号传输到所述A/D模块；所述显示模块，与所述A/D模块相连，用于显示低温球阀或者与低温球阀相连的管道的温度和压力；所述A/D模块，分别与所述I/O模块，压力传感器，温度传感器，显示模块相连；用于将压力传感器，温度传感器传输的信号进行A/D或D/A转换；并将转换后的信息与I/O模块和显示模块通信；所述阀门控制模块，分别与所述主控模块和阀动作控制电路相连；用于将根据所述主控模块发出的指令操控所述发动作控制电路，并将所述阀动作控制电路传回的信号送回所述主控电路；所述阀动作控制电路，与所述阀门控制模块相连，用于根据其输送的指令操控阀门关闭，开启，或者停阀；所述通讯模块，与所述主控模块，蓝牙模块，无线模块相连，用于自身或无线数据通讯；所述蓝牙模块，与所述通讯模块相连，用于所述控制系统的自身通讯；所述无线模块，与所述通讯模块相连，用于所述控制系统与外部的无线通讯；所述串口转USB模块，与所述通讯模块相连，用于串口数据与USB数据的相互转换。所述压力传感器输入压力信号；所述温度传感器输入温度信号；所述显示模块具有气液阀状态指示功能；所述控制系统的气液阀状态包括气液联动阀开到位指示、气液联动阀关到位指示、气液联动阀就地/远程状态、控制系统防爆箱门状态。所述主控模块接收从I/O模块，阀门控制模块上传的气液执行机构的阀位状态、报警状态和测试状态；所述主控模块接受来自控制中心的开、关、停三种远程操作命令。控制系统根据控制中心的命令可随时执行开、关、停三种操作。所述开阀操作为开阀条件控制系统收到控制中心的开阀命令，开阀到位开关未闭合；开阀输出控制系统置开阀输出有效，置关阀输出无效；开阀停止开阀到位开关闭合，或收到新的停阀或关阀命令；所述关阀操作为关阀条件控制系统收到中心的关阀命令，关阀到位开关未闭合；控制系统置关阀输出有效，置开阀输出无效；关阀到位开关闭合，或收到新的停阀或开阀命令；所述停阀操作为控制系统置开阀输出无效，置关阀输出无效。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种球阀，包括:阀体、阀盖、阀座组件、球体、阀杆、弹簧、固定轴、长颈支架和顶支架。所述球阀进一步设有驱动装置。所述阀体、阀盖各具有流道；阀体、阀盖通过垫片、螺柱、螺母连接；球体置于阀体内，球体的二侧各置有一只阀座组件，并分别与阀体、阀盖的内部相连，驱动装置与阀杆上部通过键相连，阀杆下端与球体相连接，驱动装置转动使阀杆、球体绕轴线转动，实现阀门90°开启、关闭。所述阀座圈外径采用三级台阶，采用防火圈与唇形密封圈、挡圈的组合密封形式。所述阀体与阀盖，阀体与支架间，阀体下端与固定轴用榫槽连接，阀体与阀盖之间用小接触面，外边有小间隙，增加变形，防止介质外漏。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如上任一项所述球阀的控制方法，包括以下步骤:第一步:球阀控制系统的主控模块发出开始指令；第二步:温度传感器将采集到的温度信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的温度信号上报主控模块；第三步:压力传感器将采集到的压力信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的压力信号上报主控模块；第四步:主控模块进行移动平均值滤波；第五步:主控模块进行ROD计算；判断是否超限；如果是，定时器启动；否则，主控模块通过阀门控制模块检测阀门状态是否为中间态；第六步:阀门状态是中间态，启动定时器，并将报警处理任务启动；否则，检测箱门状态；第七步:箱门状态已经是打开，启动报警处理任务；否则，延时一秒。所述控制方法中，控制系统采集所需的压力，温度，电池电压，阀位状态数据；并且控制系统的主控模块需要监测这些数据是否正常，出现异常情况终端需要根据不同状况进行相应的处理。所述控制方法中，控制系统带有UsB接口，蓝牙功能，无线通讯功能；USB接口用来进行参数的设置和一些常数的配置；蓝牙功能用于短距离的无线通讯，方便平时巡检员的查看；无线通讯功能用于和控制中心的监控人员通讯，出现异常可以上报给控制中心，同时控制中心也可以通过本发明控制系统对低温球阀阀室进行远程遥控操作。所述控制方法中，控制系统的控制输出一种是控制执行机构开，关阀门动作；另外一种是控制电源模块的工作的。所述控制方法中，控制系统的信号采集设置为每秒完成一次采样，通过A/D模块输入口米样的模拟量信号包括管道压力ΑΙΝ0,控制系统工作环境温度AIN4,电池电压ΑΙΝ47 ;通过I/O模块的输入口采集的数字开关量信号包括阀门开到位信号ΙΝ00，关到位信号ΙΝ01，控制系统箱门信号ΙΝ02，阀门远程、就地操作信号ΙΝ03。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种楔式硬密封耐磨闸阀，所述闸阀包括:阀体、阀座、闸板、阀杆、阀盖和驱动装置。所述阀体、阀盖材料采用WCB，所述阀门密封面材料采用硬质合金,表面滚动成型。
所述阀体、阀座连接的焊缝采用全自动焊接方法；所述阀体、阀座采用U型焊缝。所述阀门密封面采用司太立硬质合金，表面采用滚压成型，其硬度可达HRC45 ;密封面采用自动研磨。所述闸阀采用弹性闸板，在闸板T字槽一侧增设拉筋，闸板的导向槽边缘部位为圆角型；其上密封座、填料垫、填料压套的边角均为圆角型；阀杆表面采用滚压成型，并采用表面渗氮处理。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如上任一项所述楔式硬密封耐磨闸阀的控制系统，包括主控模块，电源控制模块，电源，阀位信号模块，I/o模块，压力传感器，温度传感器，显示模块，A/D模块，阀门控制模块，阀动作控制电路，通讯模块，无线模块，以及，串口转USB模块。 所述主控模块，与所述I/O模块，通讯模块，阀门控制模块相连，用于整体控制所述控制系统；所述电源控制模块，与所述I/O模块和所述电源相连，用于控制所述电源的供电；所述电源，与所述电源控制模块相连，用于为所述控制系统供电；所述阀位信号模块，与所述I/O模块相连,用于向所述I/O模块输送阀位信号；所述I/O模块，分别与所述阀位信号模块，电源控制模块，A/D模块，主控模块相连，用于基本信号信息的输入输出；所述压力传感器，与所述A/D模块相连，用于感知低温球阀或者与低温球阀相连的管道的压力，并将前述压力信号传输到所述A/D模块；所述温度传感器，与所述A/D模块相连，用于感知低温球阀或者与低温球阀相连的管道的温度，并将前述温度信号传输到所述A/D模块；所述显示模块，与所述A/D模块相连，用于显示低温球阀或者与低温球阀相连的管道的温度和压力；所述A/D模块，分别与所述I/O模块，压力传感器，温度传感器，显示模块相连；用于将压力传感器，温度传感器传输的信号进行A/D或D/A转换；并将转换后的信息与I/O模块和显示模块通信；所述阀门控制模块，分别与所述主控模块和阀动作控制电路相连；用于将根据所述主控模块发出的指令操控所述发动作控制电路，并将所述阀动作控制电路传回的信号送回所述主控电路；所述阀动作控制电路，与所述阀门控制模块相连，用于根据其输送的指令操控阀门关闭，开启，或者停阀；所述通讯模块，与所述主控模块，无线模块相连，用于自身或无线数据通讯；所述无线模块，与所述通讯模块相连，用于所述控制系统与外部的无线通讯；所述串口转USB模块，与所述通讯模块相连，用于串口数据与USB数据的相互转换。所述压力传感器输入压力信号；所述温度传感器输入温度信号；所述显示模块具有气液阀状态指示功能；所述控制系统的气液阀状态包括气液联动阀开到位指示、气液联动阀关到位指示、气液联动阀就地/远程状态、控制系统防爆箱门状态。所述主控模块接收从I/O模块，阀门控制模块上传的气液执行机构的阀位状态、报警状态和测试状态；所述主控模块接受来自控制中心的开、关、停三种远程操作命令。控制系统根据控制中心的命令可随时执行开、关、停三种操作。所述开阀操作为:开阀条件:控制系统收到控制中心的开阀命令，开阀到位开关未闭合；开阀输出:控制系统置开阀输出有效，置关阀输出无效；开阀停止:开阀到位开关闭合，或收到新的停阀或关阀命令；所述关阀操作为:关阀条件:控制系统收到中心的关阀命令，关阀到位开关未闭合；控制系统置关阀输出有效，置开阀输出无效；关阀到位开关闭合，或收到新的停阀或开阀命令；所述停阀操作为:控制系统置开阀输出无效，置关阀输出无效。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法，包括以下步骤:第一步:闸阀控制系统的主控模块发出开始指令；第二步:温度传感器将采集到的温度信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的温度信号上报主控模块；第三步:压力传感器将采集到的压力信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的压力信号上报主控模块；第四步:主控模块进行移动平均值滤波；第五步:主控模块进行ROD计算；判断是否超限；如果是，定时器启动；否则，主控模块通过阀门控制模块检测阀门状态是否为中间态；第六步:阀门状态是中间态，启动定时器，并将报警处理任务启动；否则，检测箱门状态；第七步:箱门状态已经是打开，启动报警处理任务；否则，延时一秒。所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法中，压力信号的滤波方法和判断泄漏的步骤为:在数据长度为N的窗口，当采集数据满足窗口长度时根据下述公式求取算术平均值。
权利要求
1.一种基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:闸阀控制系统的主控模块发出开始指令； 第二步:温度传感器将采集到的温度信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的温度信号上报主控模块； 第三步:压力传感器将采集到的压力信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的压力信号上报主控模块； 第四步:主控模块进行移动平均值滤波； 第五步:主控模块进行ROD计算；判断是否超限；如果是，定时器启动；否则，主控模块通过阀门控制模块检测阀门状态是否为中间态； 第六步:阀门状态是中间态，启动定时器，并将报警处理任务启动；否则，检测箱门状态； 第七步:箱门状态已经是打开，启动报警处理任务；否则，延时一秒。
2.根据权利要求1所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法，其特征在于，所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法中，压力信号的滤波方法和判断泄漏的步骤为:在数据长度为N的窗口，当采集数据满足窗口长度时根据下述公式求取算术平均值。
3.根据权利要求2所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法，其特征在于，所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法中，通过移动平均值滤波得到的压力数据，需要和前一次采样计算的压力对比计算出每秒的压力下降速度(RoD)。考虑到温度对管道压力的影响，由克拉伯龙方程: p*v = n*R*T P:压力，V:天然气体积，η:物质的量，Τ:温度，R:常数8.31441 如果未发生泄漏的情况下，ROD为O。
4.根据权利要求3所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法，其特征在于，所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法中，在发生泄漏时，Rod满足下式关系，其中，Λ t为采样间隔时间；
5.根据权利要求3所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法，其特征在于，所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法中，当有管线或低温球阀泄漏时，管线或低温球阀内的压力就会下降；当控制系统把计算得到的ROD和预先设定的参数比对，超出该参数则认为低温球阀或管线的压力下降速度过快，则对干线的截断阀进行关阀操作；控制系统还对管道的正常工作压力进行监测，当出现压力值超出或者低于该范围的异常情况，关闭阀门。
6.一种如权利要求广5中任一项所述基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法中使用的耐磨闸阀，其特征在于，所述耐磨闸阀包括:阀体、阀座、闸板、阀杆、阀盖、支架和驱动装置。
7.根据权利要求6所述耐磨闸阀，其特征在于，所述阀体、阀座连接的焊缝采用全自动焊接；阀体、阀座采用U型焊缝。
8.根据权利要求6所述耐磨闸阀，其特征在于，所述阀门密封面采用司太立硬质合金，表面采用滚压成型；密封面采用自动研磨。
9.根据权利要求6所述耐磨闸阀，其特征在于，所述耐磨闸阀采用弹性闸板，在闸板T字槽一侧增设拉筋，在闸板的导向槽边缘部位，设计成圆角，并加大导向槽长度。
10.根据权利要求6所述耐磨闸阀，其特征在于，所述耐磨闸阀的上密封座、填料垫、填料压套的边角设计成圆角，内孔加大间隙，外圆减小间隙；阀杆表面采用滚压成型，并采用表面渗氮 处理。
全文摘要
本发明公开了一种基于计算机系统的耐磨闸阀控制方法，包括以下步骤第一步闸阀控制系统的主控模块发出开始指令；第二步温度传感器将采集到的温度信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的温度信号上报主控模块；第三步压力传感器将采集到的压力信号分别通过A/D模块，I/O模块的信号转换和传导，将处理后的压力信号上报主控模块；第四步主控模块进行移动平均值滤波。本发明方法中，温度传感器输入温度信号。显示模块具有气液阀状态指示功能。气液阀状态包括:气液联动阀开到位指示、气液联动阀关到位指示、气液联动阀就地/远程状态、控制系统防爆箱门状态。
文档编号F16K27/10GK103075558SQ20131003170
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者黄晓峰, 李昌跃, 李海伟, 顾世军, 马正平, 孙德林, 刘慎良 申请人:江苏盐电阀门有限公司