计量仪表阀门控制方法及系统与流程

本发明涉及仪表领域，具体涉及一种计量仪表阀门控制方法及系统。

背景技术：

目前市场上的带到位信号的阀门主要是霍尔阀，即以霍尔信号为检测阀门开阀或者关阀到位。控制逻辑是当有控制信号触发开阀时，主控单片机控制信号控制阀门驱动电路驱动阀门开阀，阀门开阀过程中，单片机根据检测到的霍尔信号得到对应的开阀到位信号，得到对应的开阀信号后停止阀门驱动电路控制，从而完成整个开关阀过程。当有控制信号触发关阀时，主控单片机控制信号控制阀门驱动电路驱动阀门开阀，阀门开阀过程中，单片机根据检测到的霍尔信号得到对应的关阀到位信号，得到对应的关阀到位信号后停止阀门驱动电路控制，从而完成整个开关阀过程

其不足在于：当霍尔检测受到干扰时，如果按现有技术中仅仅简单得通过霍尔信号直接判断开阀到位或关阀到位，容易导致阀门控制失效的问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供计量仪表阀门控制方法及系统，以解决现有技术方案中的当霍尔检测受到干扰时，容易出现误判的问题。

为了实现所述目的，本发明计量仪表阀门控制方法，包括：

响应阀门动作指令，检测阀门动作前的霍尔状态，并根据阀门动作指令和霍尔状态以不同的开关阀逻辑控制阀门动作；

在阀门开始动作后的第一设定时间段内检测霍尔中断；

根据阀门动作指令、霍尔状态和霍尔中断判断阀门到位情况，如果阀门到位，则控制阀门停止动作。

上述的计量仪表阀门控制方法中，所述根据阀门动作指令和霍尔状态以不同的开关阀逻辑控制阀门动作包括：

如果阀门动作指令是开阀指令且霍尔状态是高电平，则控制阀门开阀；

如果阀门动作指令是开阀指令且霍尔状态是低电平，则控制阀门先关阀后开阀；

如果阀门动作指令是关阀指令且霍尔状态是高电平，则控制阀门先开阀后关阀；

如果阀门动作指令是关阀指令且霍尔状态是低电平，则控制阀门关阀。

上述的计量仪表阀门控制方法中，所述根据阀门动作指令、霍尔状态和霍尔中断判断阀门到位情况包括:

如果阀门动作指令是开阀指令、霍尔状态是高电平和在第一设定时间段内发生一次下降沿霍尔中断，则判断阀门到位；

如果阀门动作指令是开阀指令、霍尔状态是低电平和在第一设定时间段内依次发生一次上升沿霍尔中断和一次下降沿霍尔中断，则判断阀门到位；

如果阀门动作指令是关阀指令、霍尔状态是高电平和在第一设定时间段依次发生一次下降沿霍尔中断和一次上升沿霍尔中断，则判断阀门到位；

如果阀门动作指令是关阀指令、霍尔状态是低电平和在第一设定时间段发生一次上升沿霍尔中断，则判断阀门到位。

上述的计量仪表阀门控制方法中，在阀门开始动作后的第二设定时间段内屏蔽霍尔中断，所述第二设定时间段早于所述第一设定时间段。

上述的计量仪表阀门控制方法及系统中，所述第二设定时间段的起点为阀门开始动作时，所述第二设定时间段的终端为所述第一设定时间段的起点。

上述的计量仪表阀门控制方法中，阀门动作为开阀动作时的第二设定时间段略小于阀门从开阀起点移动到霍尔感应区的时间；阀门动作为关阀动作时的第二设定时间段略小于阀门关阀起点到离开霍尔感应区的时间。

上述的计量仪表阀门控制方法中，若在所述检测阀门开始动作后的第一设定时间段内没有判断得到阀门到位，则判断霍尔器件异常，并执行阀门反转同时堵转电流到位检测；如果预设时间段内检测到堵转电流信号，则判断阀门到位并控制阀门停止动作；如果预设时间段内未检测到堵转电流信号，则判断阀门工作异常。

上述的计量仪表阀门控制方法中，检测阀门动作指令后开启对霍尔检测器件的供电端口，当阀门动作结束时关闭霍尔检测器件的供电端口。

本发明的另一方面，计量仪表阀门控制系统，包括控制模块、阀门驱动电路和用于检测阀门位置的霍尔检测模块；

控制模块被配置为：响应阀门动作指令，检测阀门动作前的霍尔状态，并根据阀门动作指令和霍尔状态以不同的开关阀逻辑控制阀门动作；控制霍尔检测模块检测在阀门开始动作后的第一设定时间段内的霍尔中断；根据阀门动作指令、霍尔状态和霍尔中断判断阀门到位情况，如果阀门到位，则控制阀门驱动模块以控制阀门停止动作。

上述的计量仪表阀门控制系统中，系统还包括用于检测阀门到位的堵转电流检测模块；所述控制模块被配置为：所述检测阀门开始动作后的第一设定时间段内没有判断得到阀门到位，则控制堵转电流检测模块检测堵转电流到位检测。

通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：

1.根据阀门动作指令和霍尔状态以执行不同的开关阀逻辑，不同的开阀逻辑使得阀门动作后的霍尔中断逻辑不同，通过依据阀门动作指令、阀门动作前的霍尔状态和阀门动作后的霍尔中断判断阀门是否到位，进而提高到位检测的正确率，减少阀门控制失效的概率，提高阀门控制的精度、可靠性和稳定性。

2.通过霍尔中断屏蔽时间的设立，实现对干扰信号的过滤，进一步提高阀门控制的精度、可靠性和稳定性。

3.通过与堵转电流到位检测的配合，利用电流信号和霍尔信号双信号检测机制，实现对阀门动作的稳定控制和干扰信号的过滤，增强阀门动作过程中的抗干扰能力。

4.通过对阀门霍尔器件电源端进行供电控制，降低工业现场对霍尔器件的损坏，同时降低整个计量仪表的功耗。

附图说明

图1为实施例1的方法流程图；

图2为实施例2中检测到开阀命令时的流程图；

图3为实施例2中检测到关阀命令时的流程图；

图4为实施例3的系统连接图；

图5为阀门动作过程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

计量仪表阀门控制方法，如图1所示，包括:

步骤S1：响应阀门动作指令，检测阀门动作前的霍尔状态，并根据阀门动作指令和霍尔状态以不同的开关阀逻辑控制阀门动作；

步骤S2：在阀门开始动作后的第一设定时间段内检测霍尔中断；

步骤S3：根据阀门动作指令、霍尔状态和霍尔中断判断阀门到位情况，如果阀门到位，则控制阀门停止动作。

本实施例中，根据阀门动作指令和霍尔状态以执行不同的开关阀逻辑，不同的开阀逻辑使得阀门动作后的霍尔中断逻辑不同，通过依据阀门动作指令、阀门动作前的霍尔状态和阀门动作后的霍尔中断判断阀门是否到位，进而提高到位检测的正确率，提高阀门控制的精度、可靠性和稳定性。

应当知道的，本实施例中的第一设定时间段可以根据需要设置，使其满足包含霍尔中断(阀门位置变动引起的霍尔中断)发生时的时间；其中霍尔中断是霍尔状态从高电平变为低电平或从低电平变为高电平时。

本实施例中，阀门动作指令和霍尔状态以执行不同的开关阀逻辑可以是：根据霍尔状态判断阀门当前状态是关阀状态还是开阀状态，如果阀门动作指令与阀门当前状态一致(如阀门当前状态是开阀状态，阀门动作指令是开阀指令，即表示阀门动作指令与阀门当前状态一致)，则依次执行阀门动作指令的反指令和正指令(如根据霍尔状态判断的阀门当前状态是开阀状态，阀门动作指令是开阀指令，则先执行关阀指令，再执行开阀指令)；如果阀门动作指令与阀门当前状态不一致,则执行阀门动作指令的正指令；由于开关阀逻辑不同，对应霍尔中断的情况也会不同；即开关阀到位时，阀门动作指令、阀门动作前的霍尔状态与阀门动作后的霍尔中断具有对应关系，可以根据该对应关系准确得判断阀门是否到位，进而保证判断得准确性。

在一个实施例中，所述根据阀门动作指令和霍尔状态控制阀门动作包括：

如果阀门动作指令是开阀指令且霍尔状态是高电平，则控制阀门开阀；

如果阀门动作指令是开阀指令且霍尔状态是低电平，则控制阀门先关阀后开阀；

如果阀门动作指令是关阀指令且霍尔状态是高电平，则控制阀门先开阀后关阀；

如果阀门动作指令是关阀指令且霍尔状态是低电平，则控制阀门关阀。

在一个实施例中，所述根据阀门动作指令、霍尔状态和霍尔中断判断阀门到位情况包括:

如果阀门动作指令是开阀指令、霍尔状态是高电平和在第一设定时间段内发生一次下降沿霍尔中断，则判断阀门(开阀)到位；

如果阀门动作指令是开阀指令、霍尔状态是低电平和在第一设定时间段内依次发生一次上升沿霍尔中断和一次下降沿霍尔中断，则判断阀门(开阀)到位；

如果阀门动作指令是关阀指令、霍尔状态是高电平和在第一设定时间段依次发生一次下降沿霍尔中断和一次上升沿霍尔中断，则判断阀门(关阀)到位；

如果阀门动作指令是关阀指令、霍尔状态是低电平和在第一设定时间段发生一次上升沿霍尔中断，则判断阀门(关阀)到位。

在一个实施例中，在阀门开始动作后的第二设定时间段内屏蔽霍尔中断，所述第二设定时间段早于所述第一设定时间段。通过设立霍尔中断检测屏蔽时间，实现对干扰信号的过滤；提高阀门控制的稳定性。

在一个实施例中，所述第二设定时间段的起点为阀门开始动作时，所述第二设定时间段的终端为所述第一设定时间段的起点。可以起到更好的屏蔽效果。

在一个较佳的实施例中，阀门动作为开阀动作时的第二设定时间段和阀门动作为关阀动作时的第二设定时间段可以不同；其中，阀门动作为开阀动作时的第二设定时间段小于阀门从开阀起点移动到霍尔感应区的时间；阀门动作为关阀动作的第二设定时间段小于阀门关阀起点到离开霍尔感应区的时间。在另一个较佳的实施例中，阀门动作为开阀动作时的第二设定时间段略小于阀门从开阀起点移动到霍尔感应区的时间；阀门动作为关阀动作时的第二设定时间段略小于阀门关阀起点到离开霍尔感应区的时间。其中，阀门动作为开阀动作时的第二设定时间段与阀门从开阀起点移动到霍尔感应区的时间的比值满足大于0.8小于1或阀门从开阀起点移动到霍尔感应区的时间与第二设定时间段的差值满足小于2秒，则可以认为所述第二设定时间段略小于阀门从开阀起点移动到霍尔感应区的时间；当阀门动作为关阀动作时，第二设定时间段与阀门从关阀起点到离开霍尔感应区的时间的比值满足大于0.8小于1或阀门从关阀起点到离开霍尔感应区的时间与第二设定时间段的差值满足小于2秒，则可以认为所述第二设定时间段略小于阀门关阀起点到离开霍尔感应区的时间。可以最大化的获取屏蔽效果，同时又能得到可靠的到位判断，增强阀门动作过程中的抗干扰能力。

为了便于理解，开阀起点、霍尔感应区、开阀到位、关阀起点和关阀到位的关系，如阀门动作如图5所示，开阀从开阀起点到开阀到位的时间为T5，从开阀起点到霍尔感应区的时间为T6，程序设定的霍尔屏蔽时间是以T6为基准进行设定，比T6略小的一个数值T7作为霍尔屏蔽时间，以最大程度的减小开阀整个过程被磁攻击的时间，同时保证正常的霍尔开阀到位检测不被影响。关阀从关阀起点到关阀到位的时间为T8，从关阀起点到离开霍尔感应区的时间为T9，程序设定的霍尔屏蔽时间是以T9为基准进行设定，比T9略小的一个数值T10作为霍尔屏蔽时间，以最大程度的减小关阀整个过程被磁攻击的时间，同时保证正常的霍尔关阀到位检测不被影响。

在一个实施例中，若在所述检测阀门开始动作后的第一设定时间段内没有判断得到阀门到位，则判断霍尔器件异常，并执行阀门反转(通过电机控制阀门运动到关阀的状态)同时执行堵转电流到位检测；如果预设时间段内检测到堵转电流信号，则判断阀门到位并控制阀门停止动作；如果预设时间段内未检测到堵转电流信号，则判断阀门工作异常。增强了对阀门动作状态的实时监控，提高对阀门的控制精度，增强阀门动作过程中的抗干扰能力。判断霍尔器件异常后，将阀门控制到关阀状态，可以提高安全性。

在一个实施例中，检测阀门动作指令后开启对霍尔检测器件的供电端口，当阀门动作结束时关闭霍尔检测器件的供电端口。阀门霍尔器件电源端进行供电控制，降低工业现场对霍尔器件的损坏，同时降低整个燃气表的功耗。

实施例2：

如图2和图3所示，计量仪表阀门控制方法包括：

检测阀门动作指令，如果检测到开阀命令，则进入步骤11，如果检测到关阀命令，则进入步骤21。

步骤11：开启霍尔供电端口，检测霍尔状态，根据霍尔状态初步判断阀门初始位置，根据阀门初始位置控制阀门动作；(如果判断阀门初始位置是关阀状态，控制阀门开阀；如果判断阀门初始位置是开阀状态，控制阀门先关阀后开阀)。

步骤12：等待设定的霍尔屏蔽时间t1是否到达(霍尔屏蔽时间t1即实施例1中的第二设定时间段)；t1时间内禁止阀门霍尔中断检测；如果霍尔屏蔽时间t1到达，则进入步骤13。

步骤13：清除霍尔检测超时时间t2(霍尔检测超时时间t2即实施例1中的第一设定时间段)。

步骤14：等待霍尔中断发生；如果发生霍尔中断，则进入步骤15；如果未未发生霍尔中断，则进入步骤16。

步骤15：根据霍尔中断和开阀前记录的霍尔状态判断阀门是否到位：

如果开阀前霍尔是高电平状态，则在t2内如果检测到一次下降沿中断，则阀门到位，进入步骤18；

如果开阀前霍尔是低电平状态，则如果先检测一次上升沿中断，再检测一次下降沿中断后，则阀门到位，进入步骤18；

否则认为阀门未到位，进入步骤16；

步骤16：判断霍尔检测超时时间t2是否达到；如果到达，则进入步骤17，如果未达到，则进入步骤14；

步骤17:则判断霍尔异常并进行堵转电流到位检测,判断在电流检测超时时间t3时间内是否检测到堵转电流，如果检测到堵转电流，则进入步骤18，如果未检测到堵转电流，则进入步骤19；

步骤18：则阀门到位，关闭阀门驱动电路，关闭霍尔供电端口；

步骤19：则阀门异常，关闭阀门驱动电路，关闭霍尔供电端口。

步骤21：开启霍尔供电端口，检测霍尔状态，根据霍尔状态初步判断阀门初始位置，根据阀门初始位置控制阀门动作；(如果判断阀门初始位置是关阀状态，控制阀门先开阀后关阀；如果判断阀门初始位置是开阀状态，控制阀门关阀)。

步骤22：等待设定的霍尔屏蔽时间t1是否到达(霍尔屏蔽时间t1即实施例1中的第二设定时间段)；t1时间内禁止阀门霍尔中断检测；如果霍尔屏蔽时间t1到达，则进入步骤23。

步骤23：清除霍尔检测超时时间t2(霍尔检测超时时间t2即实施例1中的第一设定时间段)。

步骤24：等待霍尔中断发生；如果发生霍尔中断，则进入步骤25；如果未未发生霍尔中断，则进入步骤26。

步骤25：根据霍尔中断和开阀前记录的霍尔状态判断阀门是否到位：

如果开阀前霍尔是低电平状态，则在t2内如果检测到一次上升沿中断，则阀门到位，进入步骤28；

如果开阀前霍尔是高电平状态，则如果先检测一次下降沿中断，再检测一次上升沿中断，则阀门到位，进入步骤28；

否则认为阀门未到位，进入步骤26；

步骤26：判断霍尔检测超时时间t2是否达到；如果到达，则进入步骤27，如果未达到，则进入步骤24；

步骤27:则判断霍尔异常并进行堵转电流到位检测,判断在电流检测超时时间t3时间内是否检测到堵转电流，如果检测到堵转电流，则进入步骤18，如果未检测到堵转电流，则进入步骤29；

步骤28：则阀门到位，关闭阀门驱动电路，关闭霍尔供电端口；

步骤29：则阀门异常，关闭阀门驱动电路，关闭霍尔供电端口。

在一个实施例中，在电流检测超时时间t3内电流AD采样频率为t4时间采样一次。t1与实施例1中的第二时间段相对应；t2与实施例2中的第一时间段相对应；在知道t1用于屏蔽霍尔中断、t2用于检测霍尔中断、t3位电流检测超时时间的前提下，本领域应当知道如何根据实际情况对t1、t2、t3进行设置，本实施例不再详细描述。

实施例3：

计量仪表阀门控制系统，如图4所述，包括控制模块1、阀门驱动电路2和用于检测阀门位置的霍尔检测模块3；

控制模块被配置为：响应阀门动作指令，检测阀门动作前的霍尔状态，并根据阀门动作指令和霍尔状态以不同的开关阀逻辑控制阀门动作；控制霍尔检测模块检测在阀门开始动作后的第一设定时间段内的霍尔中断；根据阀门动作指令、霍尔状态和霍尔中断判断阀门到位情况，如果阀门到位，则控制阀门驱动模块以控制阀门停止动作。

在一个实施例中，所述根据阀门动作指令和霍尔状态以不同的开关阀逻辑控制阀门动作包括：

如果阀门动作指令是开阀指令且霍尔状态是高电平，则控制阀门开阀；

如果阀门动作指令是开阀指令且霍尔状态是低电平，则控制阀门先关阀后开阀；

如果阀门动作指令是关阀指令且霍尔状态是高电平，则控制阀门先开阀后关阀；

如果阀门动作指令是关阀指令且霍尔状态是低电平，则控制阀门关阀。

在一个实施例中，所述根据阀门动作指令、霍尔状态和霍尔中断判断阀门到位情况包括:

如果阀门动作指令是开阀指令、霍尔状态是高电平和在第一设定时间段内发生一次下降沿霍尔中断，则判断阀门到位；

如果阀门动作指令是开阀指令、霍尔状态是低电平和在第一设定时间段内依次发生一次上升沿霍尔中断和一次下降沿霍尔中断，则判断阀门到位；

如果阀门动作指令是关阀指令、霍尔状态是高电平和在第一设定时间段依次发生一次下降沿霍尔中断和一次上升沿霍尔中断，则判断阀门到位；

如果阀门动作指令是关阀指令、霍尔状态是低电平和在第一设定时间段发生一次上升沿霍尔中断，则判断阀门到位。

在一个实施例中，在阀门开始动作后的第二设定时间段内屏蔽霍尔中断，所述第二设定时间段早于所述第一设定时间段；所述第二设定时间段的起点为阀门开始动作时，所述第二设定时间段的终端为所述第一设定时间段的起点。

在一个实施例中，阀门动作为开阀动作时的第二设定时间段略小于阀门从开阀起点移动到霍尔感应区的时间；阀门动作为关阀动作时的第二设定时间段略小于阀门关阀起点到离开霍尔感应区的时间。

在一个实施例中，系统包括用于检测阀门到位的堵转电流检测模块4；所述控制模块被配置为：所述检测阀门开始动作后的第一设定时间段内没有判断得到阀门到位，则控制堵转电流检测模块检测堵转电流到位检测。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。