用于仿真教学的手操阀门的控制方法

摘要

本发明提供的用于仿真教学的手操阀门的控制方法，包括以下步骤：S1，获取当前阀门状态，更新系统中存储的阀门状态参数；S2，获取复位命令，调用系统中存储的阀门状态参数；S3，根据阀门状态参数，通过控制器控制执行机构动作，对阀门进行调节。本发明提供用于仿真教学的手操阀门的控制方法，可记录当前状态，并自动复位，操作简单，节省时间。

说明书

技术领域

本发明涉及教学设备领域，特别涉及一种用于仿真教学的手操阀门的控制方法。

背景技术

在教学领域，学员工艺操作学习除了在电脑上进行虚拟操作外，还可以在真实的工艺装置上操作。通过实际操作，学习效果好，但是成本高，对环境要求也高。因此，不走物料的生产设备常常作为教学实习的常用手段和方法。

手操阀门是常用的教学设备，通过操作人员手对手柄的操作，调整阀体内部元件的位置，实现对物流通过口径的调整，实现对物料流量的通、断或者大小的调整。教学系统通过检测装置检测手操阀门的动作，并对这些操作进行处理，产生对应的教学现象(如：液位变化、仪表动作等)。

目前技术只能是一个批次的学生整体完成一个试验。如果A班次学生一节课完成一半的内容，B班要使用该教学设备，老师必须记录当前每个阀门的位置和当前工作过程的数据，并操作阀门全部恢复初始状态，供B班级学生实习使用。A班级学生继续实习的时候，还要操作阀门恢复到A班级下课的状态，对阀门进行复位操作时，容易由于手工记录或操作误差导致阀门状态发生变化，试验数据不准。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于仿真教学的手操阀门的控制方法，可记录当前状态，并自动复位。

本发明提供的用于仿真教学的手操阀门的控制方法，包括以下步骤：

S1，获取当前阀门状态，更新系统中存储的阀门状态参数；

S2，获取复位命令，调用系统中存储的阀门状态参数；

S3，根据阀门状态参数，通过控制器控制执行机构动作，对阀门进行调节。

进一步地，步骤S1中，先获取阀门状态存储命令，再根据获取的当前阀门状态，更新系统中存储的阀门状态参数。

进一步地，步骤S1中，获取阀门状态存储命令后，还获得用户信息，生成与所述用户信息对应的唯一的编码，并将所述编码与一个空闲的参数绑定，该空闲的参数作为与所述编码对应的阀门状态参数，根据获取的当前阀门状态更新对应的阀门状态参数。

进一步地，步骤S2中，还获得用户输入的编码，并根据所述编码调用系统中唯一匹配的阀门状态参数。

进一步地，步骤S1中，还根据获取的当前所述阀门状态进行仿真计算。

进一步地，所述阀门状态为阀门相对初始状态的转角。

进一步地，在步骤S3中，根据阀门状态参数，通过控制器转动阀门，使阀门转角与阀门状态参数相同。

进一步地，在步骤S3中，手动转动阀门，到达与阀门状态参数匹配的位置后，通过控制器控制相应限位机构动作。

本发明提供的用于仿真教学的手操阀门的控制方法先获取当前阀门状态，更新系统中存储的阀门状态参数；获取复位命令后，调用系统中存储的阀门状态参数；并根据阀门状态参数，通过控制器控制执行机构动作，对阀门进行调节。从而完成对阀门状态的复位操作，避免人工调节，或是记录错误，导致阀门位置不准确，仿真错误，实验失败。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一实施例提供的用于仿真教学的手操阀门的控制方法的原理示意图；

图2为另一实施例提供的用于仿真教学的手操阀门的结构示意图；

图3为另一实施例提供的用于仿真教学的手操阀门中限位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

参照图1，在一实施例中，本发明提供的用于仿真教学的手操阀门的控制方法，包括以下步骤：

S100，获取当前阀门状态，更新系统中存储的阀门状态参数；

S200，获取复位命令，调用系统中存储的阀门状态参数；

S300，根据阀门状态参数，通过控制器控制执行机构动作，对阀门进行调节。

上述用于仿真教学的手操阀门的控制方法先获取当前阀门状态，更新系统中存储的阀门状态参数；获取复位命令后，调用系统中存储的阀门状态参数；并根据阀门状态参数，通过控制器控制执行机构动作，对阀门进行调节。从而完成对阀门状态的复位操作，避免人工调节，或是记录错误，导致阀门位置不准确，仿真错误，实验失败。

为了降低存储对内存的消耗，导致计算机运行速度下降，在步骤S100中，先获取阀门状态存储命令，再根据获取的当前阀门状态，更新系统中存储的阀门状态参数。常态时，并不对阀门状态实时获取和存储，只在需要时，收到存储命令才执行获取阀门状态和存储参数，极大的优化了对计算机的占用。

根据需要经常发生多个班级穿插使用设备的现象，为了在一台教学设备中存储多个学生的记录，步骤S100中，获取阀门状态存储命令后，还获得用户信息，生成与所述用户信息对应的唯一的编码，并将所述编码与一个空闲的参数绑定，该空闲的参数作为与所述编码对应的阀门状态参数，根据获取的当前阀门状态更新对应的阀门状态参数。

在步骤S200中，还获得用户输入的编码，并根据所述编码调用系统中唯一匹配的阀门状态参数。

在步骤S100中，还可同时根据获取的当前所述阀门状态进行仿真计算。

根据具体设计，所述阀门状态为阀门相对初始状态的转角，在步骤S300中，根据阀门状态参数，通过控制器转动阀门，使阀门转角与阀门状态参数相同。

还可在步骤S300中，手动转动阀门，到达与阀门状态参数匹配的位置后，通过控制器控制相应限位机构动作。从而使阀门停在与阀门状态参数匹配的位置。

参照图2和图3，另一实施例提供了一种应用上述控制方法的用于仿真教学的手操阀门，包括：壳体100、用于调节物料流量的阀芯210、用于控制阀芯210动作的转轴220、用于转动转轴220的手轮230、用于检测转轴220转动角度的位置传感器、用于限制所述转轴220转动方向的限位装置、用于控制所述限位装置动作的驱动装置、以及用于控制所述驱动装置动作的控制器；所述阀芯210设置在所述壳体100内，所述转轴220与所述阀芯210连接，所述手轮230连接在所述转轴220上，所述限位装置与所述驱动装置传动连接，所述驱动装置与所述控制器电连接。

上述用于仿真教学的手操阀门工作原理如下：通过转动手轮230带动转轴220转动，从而调节阀芯210的位置，控制壳体100中物料的流量；位置传感器可测量转轴220的角度位置，控制器从位置传感器获得转轴220的角度位置，分别与转轴220位置的预设上限和预设下限进行比较，当转轴220的当前转角小于预设下限时，限位装置限制转轴220逆向转动，只允许转轴220正向转动；当转轴220的当前转角大于预设上限时，限位装置限制转轴220正向转动，只允许转轴220逆向转动；当转轴220的当前转角大于预设下限小于预设上限时，可自由转动，从而准确的恢复转轴220的位置，防止手工记录或操作失误导致阀门状态发生变化，保证了试验的成功。

在本实施例中，所述限位装置为双向棘轮机构300，所述双向棘轮机构300包括棘轮310、第一止回棘爪321和第二止回棘爪322，第一止回棘爪321用于限制棘轮310顺时针转动，第二止回棘爪322用于限制棘轮310逆时针转动，所述驱动装置包括第一止回棘爪321相应的第一电磁铁331和第二止回棘爪322相应的第二电磁铁332；所述双向棘轮机构300的棘轮310同轴连接在所述转轴220上，电磁铁带动止回棘爪动作，限制所述棘轮310的转动方向。通过电磁铁驱动棘爪动作，使该双向棘轮机构300的棘轮310在正向转动、逆向转动和自由转动三个状态间切换，当转轴220的当前转角小于预设下限时，棘轮310可正向转动；当转轴220的当前转角大于预设上限时，棘轮310可逆向转动，当转轴220的当前转角大于预设下限且小于预设上限时，棘轮310可自由转动。

具体的，所述位置传感器为设置在所述转轴220上的编码器，通过编码器读取转角增量，通过累加方式获取转轴220当前的转角位置。当然本申请中所述位置传感器还可为电压计或电流计等，通过读取电压或电流信号判断转轴220或阀门的位置。

为了提高自动化程度，实现阀门位置的自动复位，本实施例的手操阀门还包括用于驱动所述转轴220转动的电机，所述电机与所述转轴220传动连接，所述控制器与所述电机电连接。控制器控制电机的转动方向和转动角度，从而调节阀门的位置，使阀门复位，并通过限位装置保证阀门的位置在允许的误差范围内。

更具体的，所述控制器包括用于存储转轴220目标位置的第一存储单元和用于存储转轴220当前位置的第二存储单元。转轴220的预设上限为转轴220目标位置与误差之和，转轴220的预设下限为转轴220目标位置与误差之差。

在其他实施方式中，所述控制器还包括用于储存转轴220位置上限的第三存储单元和用于存储转轴220位置下限的第四存储单元。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。