一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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(hào)，處理器根據(jù)控制信號(hào)對(duì)用于控制管網(wǎng)的閥門的開度的電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制和轉(zhuǎn)矩控制，并向控制室輸出相應(yīng)的閥位反饋信號(hào)。即本申請(qǐng)公開的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)控制命令對(duì)管網(wǎng)的閥門進(jìn)行控制。
【專利說明】一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，需要多種自動(dòng)控制儀器儀表。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)的自動(dòng)化控制，必須能夠根據(jù)控制命令對(duì)對(duì)管網(wǎng)的閥門進(jìn)行控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)控制室的控制命令對(duì)閥門進(jìn)行自動(dòng)控制。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0005]—種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),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(hào)；
[0007]處理器，用于根據(jù)所述控制信號(hào)輸出轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)輸出相應(yīng)的閥位反饋信號(hào)以及各種故障、報(bào)警信號(hào)；
[0008]轉(zhuǎn)矩控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)輸出電壓控制信號(hào)；
[0009]轉(zhuǎn)向控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號(hào)輸出轉(zhuǎn)向控制信號(hào)；
[0010]開關(guān)控制電路，用于根據(jù)所述控制狀態(tài)輸出相應(yīng)的接通或斷開信號(hào)；
[0011]電機(jī)，用于對(duì)管網(wǎng)的閥門的開度控制提供動(dòng)力源；
[0012]三相雙向可控硅，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)的三相交流電壓進(jìn)行控制；
[0013]轉(zhuǎn)向控制器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向控制信號(hào)對(duì)所述三相交流電的相序進(jìn)行控制；
[0014]通斷控制器，用于根據(jù)所述通或斷控制信號(hào)，接通或切斷對(duì)所述電機(jī)的供電；
[0015]位置傳感器，設(shè)置在所述電機(jī)上，用于根據(jù)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)輸出所述反饋信號(hào)。
[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(jī)為異步電機(jī)。
[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(duì)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(jí)控制單元的控制命令以及向上級(jí)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(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾妱?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(hào)，處理器根據(jù)控制信號(hào)對(duì)用于控制管網(wǎng)的閥門的開度的電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制和轉(zhuǎn)矩控制。即本申請(qǐng)公開的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)控制命令對(duì)管網(wǎng)的閥門進(jìn)行控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(qǐng)實(shí)施例公開的一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖2為本申請(qǐng)另一實(shí)施例公開的一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖3為本申請(qǐng)又一實(shí)施例公開的一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0033]實(shí)施例一
[0034]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0035]如圖1所示，本實(shí)施例公開的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(guān)電路50、電機(jī)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(guān)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(guān)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(jī)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(hào)?？刂泼顏碜杂诳刂剖一蛘咂渌刂茊卧淖詣?dòng)輸出。
[0037]處理器20用于根據(jù)控制信號(hào)輸出轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)和轉(zhuǎn)向控制信號(hào)，同時(shí)還接收電機(jī)的反饋信號(hào)，并對(duì)反饋信號(hào)所反映的電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)與控制信號(hào)所包含的電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)這兩者不一致，說明發(fā)生故障，這時(shí)輸出故障信號(hào)。處理器20還根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，輸出相應(yīng)的閥位反饋信號(hào)及各種報(bào)警信號(hào)等。
[0038]轉(zhuǎn)矩控制電路30用于根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)輸出電壓控制信號(hào)。
[0039]三相雙向可控娃31設(shè)置在電機(jī)60的供電線路上,用于根據(jù)電壓控制信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的三相交流電的電壓進(jìn)行控制。一般是通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制三相交流電壓的大小，從而達(dá)到控制電機(jī)電流大小的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)60的柔性啟動(dòng)、停止、力矩控制等，能夠減小啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械和電氣的沖擊，能夠進(jìn)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(hào)輸出轉(zhuǎn)向控制信號(hào)，轉(zhuǎn)向包括正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，這樣可以控制閥門的開或關(guān)。
[0041]轉(zhuǎn)向控制器41設(shè)置在電機(jī)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(hào)對(duì)三相交流電的相序進(jìn)行控制，輸出不同相序的三相交流電。
[0042]開關(guān)控制電路50用于根據(jù)控制狀態(tài)輸出相應(yīng)的接通或斷開信號(hào)。
[0043]通斷控制器51根據(jù)相應(yīng)的接通或斷開信號(hào)，接通或切斷對(duì)電機(jī)60的供電，故障信號(hào)預(yù)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(jī)60會(huì)失去控制，可能會(huì)堵轉(zhuǎn)或者一直單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如果不加以處理的話會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。
[0044]電機(jī)60為整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力源，用于對(duì)閥門進(jìn)行控制，電機(jī)的動(dòng)力輸出軸通過變速箱與閥門的轉(zhuǎn)軸相連接，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，可以控制閥門的開或關(guān)。
[0045]位置傳感器70設(shè)置在電機(jī)60上，用于根據(jù)電機(jī)60的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)輸出反饋信號(hào)。
[0046]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例公開的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(hào)，處理器根據(jù)控制信號(hào)對(duì)用于控制管網(wǎng)的閥門的開度的電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制和轉(zhuǎn)矩控制。即本申請(qǐng)公開的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)控制命令對(duì)管網(wǎng)的閥門進(jìn)行控制。
[0047]本申請(qǐng)公開的實(shí)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(dòng)操作時(shí)，在軟件的控制下，能夠正確輸出所有的開關(guān)量。行程可任意設(shè)置，基本不受轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的限制，且無需開蓋調(diào)試，方便實(shí)用。而機(jī)械式微動(dòng)開關(guān)只能輸出一些限位開關(guān)量，而其它一些開關(guān)量無法正確輸出。且在設(shè)置行程區(qū)間時(shí)，需開蓋后對(duì)機(jī)械式微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行調(diào)整，才能輸出正確的限位開關(guān)量，且機(jī)械式微動(dòng)開關(guān)的調(diào)整角度被限制在一定范圍內(nèi)，導(dǎo)致了執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)施例中的電機(jī)60為三相交流異步電機(jī)。
[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(gè)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(dòng)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(jī)的轉(zhuǎn)向。
[0050]位置傳感器70為霍爾型絕對(duì)編碼器，其采用霍爾技術(shù)，可記錄多達(dá)16384圈，單圈的分辨率為1/4096，SPI接口技術(shù)。與現(xiàn)有產(chǎn)品的位置傳感器相比，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的位置傳感器位置采樣精度高、抗干擾能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)60啟動(dòng)時(shí)，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(dǎo)通角，使電機(jī)60的輸入電壓由O勻速增加到額定電壓，從而使電機(jī)60的轉(zhuǎn)速由O勻速增加到額定轉(zhuǎn)速，減小了啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械和電氣的沖擊，延長(zhǎng)了執(zhí)行器和閥門的使用壽命。在需要電機(jī)60換相時(shí)，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(dǎo)通。在這種方式中，三相雙向可控硅31只作開關(guān)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(shí)可以防止換相時(shí)換向繼電器產(chǎn)生拉弧，使得整個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(shí)，電機(jī)60失控，這時(shí)會(huì)堵轉(zhuǎn)或一直單向運(yùn)行。當(dāng)處理器20通過位置傳感器70獲取電機(jī)60的轉(zhuǎn)向后，控制電機(jī)60向給定的位置運(yùn)行，如無論怎樣都無法控制電機(jī)運(yùn)行到給定位置，此時(shí)處理器20將控制三相雙向可控硅31關(guān)斷，如處理器20通過位置傳感器70檢測(cè)到電機(jī)仍然在運(yùn)行，則判斷出三相雙向可控硅31被擊穿，這時(shí)通斷控制器51斷開，及時(shí)切斷電機(jī)60的電源，停止電機(jī)60運(yùn)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(shí)施例二
[0054]圖2為本申請(qǐng)另一實(shí)施例公開的一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0055]如圖2所示，本實(shí)施例公開的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上增設(shè)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(zhǎng)，不存在LCD等背光衰減后顯示不清的現(xiàn)象。
[0058]實(shí)施例三
[0059]圖3為本申請(qǐng)又一實(shí)施例公開的一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0060]如圖3所示，本實(shí)施例公開的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上增設(shè)了通訊端口 100，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(jí)控制單元的控制命令以及向上級(jí)控制單元輸出閥門的狀態(tài)信息。通訊端口 10 0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(hào)實(shí)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(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)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(shè)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(shè)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(gè)……”限定的要素，并不排除在包括要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0063]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0064]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)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(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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(hào)； 處理器，用于根據(jù)所述控制信號(hào)輸出轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)輸出相應(yīng)的閥位反饋信號(hào)以及各種故障、報(bào)警等信號(hào)； 轉(zhuǎn)矩控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)輸出電壓控制信號(hào)； 轉(zhuǎn)向控制電路，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號(hào)輸出轉(zhuǎn)向控制信號(hào)； 開關(guān)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(hào)； 電機(jī)，用于對(duì)管網(wǎng)的閥門的開度控制提供動(dòng)力源； 三相雙向可控硅，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)的三相交流電壓進(jìn)行控制； 轉(zhuǎn)向控制器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向控制信號(hào)對(duì)所述三相交流電的相序進(jìn)行控制； 通斷控制器，用于根據(jù)所述通或斷控制信號(hào)，接通或切斷對(duì)所述電機(jī)的供電； 位置傳感器，設(shè)置在所述電機(jī)上，用于根據(jù)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)輸出所述反饋信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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(quán)利要求2所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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(quán)利要求1所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)為異步電機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向控制器包括換向繼電器。
6.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述位置傳感器為霍爾型絕對(duì)編碼器。
7.如權(quán)利要求1?6所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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(quán)利要求7所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述顯示裝置包括OLED顯示器。
9.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括: 通訊端口，用于接收上級(jí)控制單元的控制命令以及向上級(jí)控制單元輸出所述閥門的狀態(tài)息。
10.如權(quán)利要求9所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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(hào)】F16K31/04GK103672105SQ201310717628
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】羅勇, 游軍, 楊尊平, 馮領(lǐng), 趙世康 申請(qǐng)人:重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司