專利名稱：一種智能電動(dòng)執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能電動(dòng)執(zhí)行器，特別涉及一種由單片計(jì)算機(jī)控制的智能電動(dòng)執(zhí)行器。
在本實(shí)用新型做出之前，現(xiàn)有技術(shù)中已有采用微處理機(jī)技術(shù)對輸入調(diào)節(jié)信號進(jìn)行處理，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器位移特性非線性修正，進(jìn)而獲得所需流量特性的方法，如公開號為CN2063993的中國專利“智能電動(dòng)執(zhí)行器”，公開了一種由操作器、電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、位置反饋機(jī)構(gòu)、帶微處理機(jī)的交流控制器、功率轉(zhuǎn)換器等組成的智能電動(dòng)執(zhí)行器。其工作原理是將調(diào)節(jié)信號輸入單片微處理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過交流控制器、三相功率轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)，通過減速機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對被控對象的調(diào)節(jié)控制，其功率轉(zhuǎn)換器，包括換向接觸器和方向控制器等，采用了可控硅及其觸發(fā)電路、熱過載繼電器等元器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性較差，而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)為交流電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性難以避免，因此，存在著控制精度低和可靠性差的缺陷。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、控制精度高的智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種智能電動(dòng)執(zhí)行器包括單片計(jì)算機(jī)、功能設(shè)置開關(guān)、功率放大驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、位置反饋機(jī)構(gòu)和報(bào)警裝置等，其特征在于帶單片計(jì)算機(jī)的智能控制器的輸出控制信號，直接連接并控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，提高了控制精度；又因?yàn)椴捎昧藛纹?jì)算機(jī)技術(shù)，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，降低了成本。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中智能控制器的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中智能控制器的邏輯電路圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例位置反饋裝置中的霍爾檢測電路的原理圖。
參見附圖1和附圖2，圖1中的被控對象包括流體溫度、壓力、濃度、流量和位置等，可以通過調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，圖1中的傳感器部分把被控對象轉(zhuǎn)換成圖2中的單片計(jì)算機(jī)可以識別的電信號，圖2中的功能設(shè)置開關(guān)為微型撥動(dòng)開關(guān)結(jié)構(gòu)，可設(shè)置不同的控制方式和參數(shù)，如比例控制的參數(shù)等，根據(jù)傳感器輸出的電信號、功能設(shè)置開關(guān)的設(shè)置信號以及位置反饋的信號，單片計(jì)算機(jī)可以判別出被控對象處于哪種狀態(tài)低于控制范圍下限、在所要控制的范圍中、高于控制范圍上限，并進(jìn)行分析處理，輸出合理的智能化調(diào)節(jié)信號。經(jīng)圖2中的功率放大和驅(qū)動(dòng)，輸出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)的電信號。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)行正向或逆向位移，同時(shí)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。當(dāng)被控對象穩(wěn)定在一定的范圍之內(nèi)時(shí)，功率放大驅(qū)動(dòng)部分、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)均不動(dòng)作，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)基本不消耗電能，從而實(shí)現(xiàn)把被控對象控制在一定的范圍之內(nèi)。
參見附圖3，在本實(shí)施例中1為PIC16C56型單片計(jì)算機(jī)，其中包括CPU、EPROM和RAM等，單片計(jì)算機(jī)的RB0-RB7接收功能設(shè)置2、位置反饋信號WARN和傳感器檢測信號U/D，根據(jù)1中EPROM的程序，由RA0-RA3輸出調(diào)節(jié)控制信號RA1-RA3和報(bào)警信號RA0。調(diào)節(jié)控制信號RA1-RA3輸給由N1、N2和N3達(dá)林頓管TIP122組成的功率放大驅(qū)動(dòng)電路3，在本實(shí)施例中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)3放大后的輸出信號驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的繞組，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正反步進(jìn)調(diào)節(jié)控制。報(bào)警信號RA0輸給報(bào)警電路4，由其中的N4達(dá)林頓管TIP122進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管L1和蜂鳴器BEEP，最后輸出聲光報(bào)警信號。
參見附圖4位置反饋裝置由霍爾檢測電路組成，HST為霍爾元件，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)超出工作范圍時(shí)，霍爾檢測電路由發(fā)出信號WARN，輸給單片計(jì)算機(jī)，進(jìn)而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)暫停并由報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。
本實(shí)用新型可廣泛用于輕紡、造紙、化工、冶金、石油、電站等工業(yè)部門的生產(chǎn)過程自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。
權(quán)利要求1.一種智能電動(dòng)執(zhí)行器，它包括單片計(jì)算機(jī)、功能設(shè)置開關(guān)、功率放大驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、位置反饋機(jī)構(gòu)和報(bào)警裝置等，其特征在于帶單片計(jì)算機(jī)的智能控制器的輸出控制信號，直接連接并控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)執(zhí)行器，其特征在于所述的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)，功率放大驅(qū)動(dòng)電路的輸出接入步進(jìn)電機(jī)的輸入端，步進(jìn)電機(jī)直接連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)執(zhí)行器，其特征在于所述的功能設(shè)置開關(guān)為微型撥動(dòng)開關(guān)結(jié)構(gòu)，其設(shè)置信號直接輸入單片計(jì)算機(jī)的輸入端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)執(zhí)行器，其特征在于所述的位置反饋機(jī)構(gòu)，由霍爾檢測電路組成，霍爾元件安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的上、下限位置，感應(yīng)信號直接輸入單片計(jì)算機(jī)的輸入端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)執(zhí)行器，其特征在于所述的報(bào)警裝置，由單片計(jì)算機(jī)輸出的報(bào)警信號輸入至蜂鳴器、發(fā)光二極管和功率放大器組成的報(bào)警電路，輸出聲、光信號。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能電動(dòng)執(zhí)行器,特別涉及一種由單片計(jì)算機(jī)控制的智能電動(dòng)執(zhí)行器。其特征是帶單片計(jì)算機(jī)的智能控制器的輸出控制信號,直接連接并控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu),通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,克服了現(xiàn)有技術(shù)中采用微處理機(jī)和伺服放大器等存在的缺陷,提高了控制精度和可靠性,簡化了結(jié)構(gòu),降低了成本?？蓮V泛用于輕紡、造紙、化工、冶金、石油、電站等工業(yè)部門的生產(chǎn)過程自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。
文檔編號G05B15/02GK2372709SQ9825122
公開日2000年4月5日 申請日期1998年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月29日
發(fā)明者費(fèi)萬春, 黃士明, 胡征宇 申請人:蘇州大學(xué)