一種電動執(zhí)行機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動執(zhí)行機構，通過輸入接收電路接收控制命令，并根據(jù)控制命令向處理器輸出控制信號，處理器根據(jù)控制信號對用于控制管網(wǎng)的閥門的開度的電機進行正反轉(zhuǎn)控制和轉(zhuǎn)矩控制，并向控制室輸出相應的閥位反饋信號。即本實用新型公開的電動執(zhí)行機構能夠根據(jù)控制命令對管網(wǎng)的閥門進行控制。
【專利說明】一種電動執(zhí)行機構
【技術領域】
[0001 ] 本申請涉及自動控制【技術領域】，更具體地說，涉及一種電動執(zhí)行機構。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)中，為實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制，需要多種自動控制儀器儀表。為了實現(xiàn)對管網(wǎng)的自動化控制，必須能夠根據(jù)控制命令對對管網(wǎng)的閥門進行控制。
實用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N電動執(zhí)行機構，用于根據(jù)控制室的控制命令對閥門進行自動控制。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0005]—種電動執(zhí)行機構,包括:
[0006]輸入接收電路，用于接收控制命令并根據(jù)所述控制命令輸出控制信號；
[0007]處理器，用于根據(jù)所述控制信號輸出轉(zhuǎn)矩控制信號和轉(zhuǎn)向信號，并根據(jù)實際運行狀態(tài)輸出相應的閥位反饋信號以及各種故障、報警信號；
[0008]轉(zhuǎn)矩控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號輸出電壓控制信號；
[0009]轉(zhuǎn)向控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號輸出轉(zhuǎn)向控制信號；
[0010]開關控制電路，用于根據(jù)所述控制狀態(tài)輸出相應的接通或斷開信號；
[0011]電機，用于對管網(wǎng)的閥門的開度控制提供動力源；
[0012]三相雙向可控硅，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號對驅(qū)動所述電機的三相交流電壓進行控制；
[0013]轉(zhuǎn)向控制器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向控制信號對所述三相交流電的相序進行控制；
[0014]通斷控制器，用于根據(jù)所述通或斷控制信號，接通或切斷對所述電機的供電；
[0015]位置傳感器，設置在所述電機上，用于根據(jù)所述電機的轉(zhuǎn)動狀態(tài)輸出所述反饋信號。
[0016]優(yōu)選的，所述輸出控制電路包括磁保持繼電器電路。
[0017]優(yōu)選的，所述磁保持繼電器電路包括內(nèi)部電池。
[0018]優(yōu)選的，所述電機為異步電機。
[0019]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向控制器包括換向繼電器。
[0020]優(yōu)選的，所述位置傳感器為霍爾型絕對編碼器。
[0021]優(yōu)選的，還包括:
[0022]顯示裝置，與所述處理器相連接，用于顯示閥門狀態(tài)信息。
[0023]優(yōu)選的,所述顯示裝置包括OLED顯示器。
[0024]優(yōu)選的，還包括:
[0025]通訊端口，用于接收上級控制單元的控制命令以及向上級控制單元輸出所述閥門的狀態(tài)信息。[0026]優(yōu)選的，所述通訊端口為串行通訊端口或紅外無線通訊端口。
[0027]從上述技術方案可以看出，本申請?zhí)峁┑碾妱訄?zhí)行機構通過輸入接收電路接收控制命令，并根據(jù)控制命令向處理器輸出控制信號，處理器根據(jù)控制信號對用于控制管網(wǎng)的閥門的開度的電機進行正反轉(zhuǎn)控制和轉(zhuǎn)矩控制。即本申請公開的電動執(zhí)行機構能夠根據(jù)控制命令對管網(wǎng)的閥門進行控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本申請實施例公開的一種電動執(zhí)行機構的結(jié)構圖；
[0030]圖2為本申請另一實施例公開的一種電動執(zhí)行機構的結(jié)構圖；
[0031]圖3為本申請又一實施例公開的一種電動執(zhí)行機構的結(jié)構圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0033]實施例一
[0034]圖1為本申請實施例公開的一種電動執(zhí)行機構的結(jié)構圖。
[0035]如圖1所示，本實施例公開的電動執(zhí)行機構包括輸入接收電路10、處理器20、轉(zhuǎn)矩控制電路30、轉(zhuǎn)向控制電路40、開關電路50、電機60、三相雙向可控硅31、轉(zhuǎn)向控制器41通斷控制器51和位置傳感器70。其中:處理器20分別與輸入接收電路10、轉(zhuǎn)矩控制電路30、轉(zhuǎn)向控制電路40、開關控制電路50、位置傳感器70相連接，轉(zhuǎn)矩控制電路30還與三相雙向可控硅31相連接，轉(zhuǎn)向控制電路40還與轉(zhuǎn)向控制電路41相連接，開關控制電路50還與通斷控制器51相連接，位置傳感器70還與電機60相連接。
[0036]輸入接收電路10用于接收控制命令，并根據(jù)控制命令輸出控制信號。控制命令來自于控制室或者其他控制單元的自動輸出。
[0037]處理器20用于根據(jù)控制信號輸出轉(zhuǎn)矩控制信號和轉(zhuǎn)向控制信號，同時還接收電機的反饋信號，并對反饋信號所反映的電機運行狀態(tài)與控制信號所包含的電機運行狀態(tài)進行對比，如果發(fā)現(xiàn)這兩者不一致，說明發(fā)生故障，這時輸出故障信號。處理器20還根據(jù)當前執(zhí)行機構的運行狀態(tài)，輸出相應的閥位反饋信號及各種報警信號等。
[0038]轉(zhuǎn)矩控制電路30用于根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制信號輸出電壓控制信號。
[0039]三相雙向可控娃31設置在電機60的供電線路上,用于根據(jù)電壓控制信號對驅(qū)動電機的三相交流電的電壓進行控制。一般是通過控制可控硅的導通角來控制三相交流電壓的大小，從而達到控制電機電流大小的目的，實現(xiàn)對電機60的柔性啟動、停止、力矩控制等，能夠減小啟動時對機械和電氣的沖擊，能夠進一步提高控制精度。[0040]轉(zhuǎn)向控制電路40用于根據(jù)轉(zhuǎn)向信號輸出轉(zhuǎn)向控制信號，轉(zhuǎn)向包括正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，這樣可以控制閥門的開或關。
[0041]轉(zhuǎn)向控制器41設置在電機60的供電線路上，首先接收三相雙向可控硅31輸出的三相交流電，然后根據(jù)轉(zhuǎn)向控制信號對三相交流電的相序進行控制，輸出不同相序的三相交流電。
[0042]開關控制電路50用于根據(jù)控制狀態(tài)輸出相應的接通或斷開信號。
[0043]通斷控制器51根據(jù)相應的接通或斷開信號，接通或切斷對電機60的供電，故障信號預示著三相雙向可控硅31出現(xiàn)故障，如兩相或三相出現(xiàn)擊穿，這樣電機60會失去控制，可能會堵轉(zhuǎn)或者一直單方向轉(zhuǎn)動，如果不加以處理的話會發(fā)生嚴重的生產(chǎn)事故。
[0044]電機60為整個執(zhí)行機構提供動力源，用于對閥門進行控制，電機的動力輸出軸通過變速箱與閥門的轉(zhuǎn)軸相連接，當電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，可以控制閥門的開或關。
[0045]位置傳感器70設置在電機60上，用于根據(jù)電機60的轉(zhuǎn)動狀態(tài)輸出反饋信號。
[0046]從上述技術方案可以看出，本實施例公開的電動執(zhí)行機構通過輸入接收電路接收控制命令，并根據(jù)控制命令向處理器輸出控制信號，處理器根據(jù)控制信號對用于控制管網(wǎng)的閥門的開度的電機進行正反轉(zhuǎn)控制和轉(zhuǎn)矩控制。即本申請公開的電動執(zhí)行機構能夠根據(jù)控制命令對管網(wǎng)的閥門進行控制。
[0047]本申請公開的實施例中，輸出控制電路80中的磁保持繼電器，在斷外電后通過內(nèi)部電池供電，手動操作時，在軟件的控制下，能夠正確輸出所有的開關量。行程可任意設置，基本不受轉(zhuǎn)動圈數(shù)的限制，且無需開蓋調(diào)試，方便實用。而機械式微動開關只能輸出一些限位開關量，而其它一些開關量無法正確輸出。且在設置行程區(qū)間時，需開蓋后對機械式微動開關進行調(diào)整，才能輸出正確的限位開關量，且機械式微動開關的調(diào)整角度被限制在一定范圍內(nèi)，導致了執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動圈數(shù)也受到限制，給安裝和調(diào)試帶來極大的不便。
[0048]本實施例中的電機60為三相交流異步電機。
[0049]換向控制器41優(yōu)選換向繼電器，換向繼電器能夠完成以前需要4個雙向可控硅配合才能完成的換向操作。輸入端接收三相交流電，通過控制其動作可以在輸出端上輸出不同相序的三相交流電，以此控制三相異步電機的轉(zhuǎn)向。
[0050]位置傳感器70為霍爾型絕對編碼器，其采用霍爾技術，可記錄多達16384圈，單圈的分辨率為1/4096，SPI接口技術。與現(xiàn)有產(chǎn)品的位置傳感器相比，創(chuàng)新設計的位置傳感器位置采樣精度高、抗干擾能力強、轉(zhuǎn)動圈數(shù)基本不受限制、使用方便、無需電池供電也能正常記錄閥位。
[0051]在電機60啟動時，為減小沖擊，處理器10通過轉(zhuǎn)矩控制電路30控制三相可控硅31的導通角，使電機60的輸入電壓由O勻速增加到額定電壓，從而使電機60的轉(zhuǎn)速由O勻速增加到額定轉(zhuǎn)速，減小了啟動時對機械和電氣的沖擊，延長了執(zhí)行器和閥門的使用壽命。在需要電機60換相時，處理器10首先控制三相雙向可控硅31和通斷控制器51斷開，然后再控制換向繼電器換相，最后控制通斷控制器61導通。在這種方式中，三相雙向可控硅31只作開關器件，不用于換相，提高了三相雙向可控硅31工作的安全及可靠性。同時可以防止換相時換向繼電器產(chǎn)生拉弧，使得整個電動執(zhí)行機構的可靠性和安全性得到大幅度提聞。
[0052]在出現(xiàn)極端故障條件時，電機60失控，這時會堵轉(zhuǎn)或一直單向運行。當處理器20通過位置傳感器70獲取電機60的轉(zhuǎn)向后，控制電機60向給定的位置運行，如無論怎樣都無法控制電機運行到給定位置，此時處理器20將控制三相雙向可控硅31關斷，如處理器20通過位置傳感器70檢測到電機仍然在運行，則判斷出三相雙向可控硅31被擊穿，這時通斷控制器51斷開，及時切斷電機60的電源，停止電機60運行。從而在這種極端故障條件下，保證執(zhí)行器和閥門的安全，避免工廠安全事故的發(fā)生。
[0053]實施例二
[0054]圖2為本申請另一實施例公開的一種電動執(zhí)行機構的結(jié)構圖。
[0055]如圖2所示，本實施例公開的電動執(zhí)行機構是在上一實施例的基礎上增設了顯示裝置90，顯示裝置90與處理器20相連接。
[0056]顯示裝置90優(yōu)選OLED顯示器，用于顯示閥門的狀態(tài)信息。
[0057]OLED屬自發(fā)光器件，亮度高、顯示清晰、顯示內(nèi)容豐富、可視化角度大、使用壽命長，不存在LCD等背光衰減后顯示不清的現(xiàn)象。
[0058]實施例三
[0059]圖3為本申請又一實施例公開的一種電動執(zhí)行機構的結(jié)構圖。
[0060]如圖3所示，本實施例公開的電動執(zhí)行機構是在上一實施例的基礎上增設了通訊端口 10 0，通訊端口 100與處理器20相連接。
[0061]通訊端口 100用于接收上級控制單元的控制命令以及向上級控制單元輸出閥門的狀態(tài)信息。通訊端口 100可以是串行通訊端口，還可以是紅外無線通訊端口，利用無線信號實現(xiàn)信息的傳輸。
[0062]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0063]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0064]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種電動執(zhí)行機構，其特征在于，包括: 輸入接收電路，用于接收控制命令并根據(jù)所述控制命令輸出控制信號； 處理器，用于根據(jù)所述控制信號輸出轉(zhuǎn)矩控制信號和轉(zhuǎn)向信號，并根據(jù)實際運行狀態(tài)輸出相應的閥位反饋信號以及各種故障、報警等信號； 轉(zhuǎn)矩控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號輸出電壓控制信號； 轉(zhuǎn)向控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號輸出轉(zhuǎn)向控制信號； 開關控制電路，用于根據(jù)所述控制狀態(tài)輸出接通或斷開信號； 電機，用于對管網(wǎng)的閥門的開度控制提供動力源； 三相雙向可控硅，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號對驅(qū)動所述電機的三相交流電壓進行控制； 轉(zhuǎn)向控制器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向控制信號對所述三相交流電的相序進行控制； 通斷控制器，用于根據(jù)所述通或斷控制信號，接通或切斷對所述電機的供電； 位置傳感器，設置在所述電機上，用于根據(jù)所述電機的轉(zhuǎn)動狀態(tài)輸出所述反饋信號。
2.如權利要求1所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，所述輸出控制電路包括磁保持繼由JlE由O*
3.如權利要求2所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，所述磁保持繼電器電路包括內(nèi)部電池。
4.如權利要求1所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，所述電機為異步電機。
5.如權利要求1所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向控制器包括換向繼電器。
6.如權利要求1所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，所述位置傳感器為霍爾型絕對編碼器。
7.如權利要求1?6任一項所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，還包括: 顯示裝置，與所述處理器相連接，用于顯示閥門狀態(tài)信息。
8.如權利要求7所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，所述顯示裝置包括OLED顯示器。
9.如權利要求7所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，還包括: 通訊端口，用于接收上級控制單元的控制命令以及向上級控制單元輸出所述閥門的狀態(tài)息。
10.如權利要求9所述的電動執(zhí)行機構，其特征在于，所述通訊端口為串行通訊端口或紅外無線通訊端口。
【文檔編號】F16K31/04GK203730888SQ201320853481
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】羅勇, 游軍, 楊尊平, 馮領, 趙世康 申請人:重慶川儀自動化股份有限公司