專利名稱：智能電動執(zhí)行機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種執(zhí)行機構(gòu)，尤其是一種智能電動執(zhí)行機構(gòu)。
背景技術(shù)：
電動執(zhí)行機構(gòu)是一種常見的執(zhí)行元件，可大量用于自動化控制領(lǐng)域?，F(xiàn)在廣泛應(yīng) 用于國內(nèi)工業(yè)現(xiàn)場的電動執(zhí)行機構(gòu)，一般使用通斷方式控制單相或者三相交流電機。采用 該種方式的電動執(zhí)行機構(gòu)，一旦安裝完成，則無法再調(diào)節(jié)速度，不適于現(xiàn)代化的智能控制。另外，由于需適應(yīng)不同的參數(shù)要求，電動執(zhí)行機構(gòu)的外圍配件往往品種繁多，在現(xiàn) 場更換極為困難。傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構(gòu)在行程設(shè)置上一般采用電位器和齒輪組合的機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、可靠性差，現(xiàn)場用戶往往不能靈活選用。在控制功能上，傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構(gòu)只能完成 基本的開關(guān)要求，而無法實現(xiàn)復(fù)雜的判斷和操作，更是不具備自診斷功能。隨著工業(yè)技術(shù)水平的提高，用戶對于電動執(zhí)行機構(gòu)的通訊和網(wǎng)絡(luò)化組態(tài)能力也提 出了更高的要求，而傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構(gòu)基本不具備國際九十年代末水平的工業(yè)現(xiàn)場總線 能力。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種智能電動執(zhí)行機構(gòu)，具有自診 斷功能，使用便捷并可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。本實用新型提供了一種智能電動執(zhí)行機構(gòu)，包括變頻器，用于控制三相電機的運 行方向及速度；蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)，用于帶動閥門運轉(zhuǎn)；三相電機，用于帶動蝸輪和蝸桿 傳動機構(gòu)運動；電子單元，用于控制變頻器運行；霍爾傳感器，用于向電子單元發(fā)送反饋信 號；手輪，用于手動帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動；和現(xiàn)場操作儀表盤，用于參數(shù)設(shè)置；所 述變頻器與所述電子單元、所述三相電機連接；所述蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)與所述三相電機、 所述手輪連接；所述電子單元與所述現(xiàn)場操作儀表盤、所述霍爾傳感器連接。進(jìn)一步地，述電子單元包括微處理器，用于控制所述變頻器運行；開關(guān)量輸入通 道，用于輸入開關(guān)量；開關(guān)量輸出通道，用于輸出開關(guān)量；模擬量輸入通道，用于輸入模擬 量；模擬量輸出通道，用于輸出模擬量；通訊接口，用于所述電子單元與外部器件的通訊； 所述微處理器分別與所述開關(guān)量輸入通道、所述開關(guān)量輸出通道、所述模擬量輸入通道、所 述模擬量輸出通道、所述通訊接口連接。進(jìn)一步地，所述通訊接口包括紅外通訊接口和PR0FIBUS-DP通訊接口。進(jìn)一步地，所述操作儀表盤包括液晶顯示屏，用于顯示所述智能電動執(zhí)行機構(gòu)的 狀態(tài)、運行參數(shù)以及自診斷報警信息；操作按鈕，用于選擇所述液晶顯示屏上的菜單和選 項；和選擇開關(guān)，用于切換現(xiàn)場、停止運行或遠(yuǎn)程操作所述智能電動執(zhí)行機構(gòu)。進(jìn)一步地，所述變頻器與外部的三相交流電源連接，所述三相交流電源通過所述 變頻器為所述三相電機供電。[0012]進(jìn)一步地，當(dāng)所述手輪處于放松狀態(tài)時，由所述變頻器控制所述三相電機，帶動所 述蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動；當(dāng)所述手輪處于壓緊狀態(tài)時，所述微處理器關(guān)閉所述變頻器， 所述三相電機停止運轉(zhuǎn)，由所述手輪帶動所述蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動。進(jìn)一步地，所述霍爾傳感器套設(shè)于所述三相電機的運動軸上。進(jìn)一步地，所述反饋信號包括速度測量信號、位置記憶信號和力矩測量信號，所述 電子單元根據(jù)所述反饋信號，監(jiān)控所述三相電機的運動狀態(tài)。本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)點在于1.本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)包括無觸點霍爾傳感器，能同時實現(xiàn)速度測 量、位置記憶和力矩測量功能，與傳統(tǒng)的電位器、齒輪機構(gòu)和力敏傳感器的組合相比，極大 地簡化了調(diào)試，并提升了可靠性。2.具有豐富的自診斷功能，便于現(xiàn)場的使用與維護(hù)。3.具有靈活的組態(tài)功能，使用簡單。4.具備PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線接口，可由遠(yuǎn)程的中央主控制計算機進(jìn)行監(jiān)控運 行。

圖1為本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)包括變頻器1、三相電機2、霍爾傳感 器3、蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4、手輪5、電子單元6及現(xiàn)場操作儀表盤14。其中，電子單元6 包括微處理器7、開關(guān)量輸入通道8、開關(guān)量輸出通道9、模擬量輸入通道10、模擬量輸出通 道11、通訊接口 12。通訊接口 12包括紅外通訊接口 121和PR0FIBUS-DP通訊接口 122?，F(xiàn) 場操作儀表盤14包括液晶顯示屏15、操作按鈕16和選擇開關(guān)17。變頻器1用于控制并調(diào)節(jié)電機速度和輸出力矩。三相電機2用于帶動蝸輪和蝸桿 傳動機構(gòu)4運動?；魻杺鞲衅?用于向微處理器7發(fā)送反饋信號。蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4 用于帶動閥門轉(zhuǎn)動。手輪5用于手動帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4運動。電子單元6用于控 制變頻器運行?，F(xiàn)場操作儀表盤14用于參數(shù)設(shè)置和本地、遠(yuǎn)程操作切換。開關(guān)量輸入通道 8、開關(guān)量輸出通道9、模擬量輸入通道10、模擬量輸出通道11 用于輸入或輸出信號。紅外 通訊接口 121和PR0FIBUS-DP通訊接口 122，用于電子單元6與外部器件的通訊。變頻器1與電子單元6、三相電機2連接；蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4與三相電機2、手 輪5連接；電子單元6與現(xiàn)場操作儀表盤14、霍爾傳感器3連接。本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)的工作原理是三相交流電源通過變頻器1為三 相電機2供電，三相電機2的運動軸上套設(shè)有無接觸霍爾傳感器3?；魻杺鞲衅?向微處理 器7發(fā)送速度測量信號、位置記憶信號和力矩測量信號，微處理器7根據(jù)上述信號，監(jiān)控三 相電機2的運動狀態(tài)。微處理器7通過變頻器1控制三相電機2的運行方向及速度，由于三相電機2與 蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4連接，蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4與現(xiàn)場的閥門連接，因此，三相電機2 的運轉(zhuǎn)將會帶動現(xiàn)場的閥門的運轉(zhuǎn)。當(dāng)手輪5處于放松狀態(tài)時，由變頻器1控制三相電機2，帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4運動；當(dāng)手輪5處于壓緊狀態(tài)時，微處理器7關(guān)閉變頻器1， 三相電機2則停止運轉(zhuǎn)，由手輪5帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)4運動。本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)具有開關(guān)量輸入基本通道8和開關(guān)量輸出基本 通道9，模擬量輸入通道10、模擬量輸出通道11。在量程設(shè)置完成后，對于現(xiàn)場運行狀態(tài)，可 以通過儀表盤14操作運行；對遠(yuǎn)程運行狀態(tài)，可根據(jù)開關(guān)量輸入基本通道8或模擬量輸入 通道10的輸入值運行。開關(guān)量輸入通道8和開關(guān)量輸出通道9的功能可靈活組態(tài)，以不同 的序列和信號方式，配置多種功能。智能電動執(zhí)行機構(gòu)還具備PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線接口 122。PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總 線符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)高端工業(yè)控制領(lǐng)域有成功的應(yīng)用，國際各大著名廠商均支持此通 訊方式。用戶可通過此總線接口 122，結(jié)合其他支持此通訊協(xié)議的設(shè)備構(gòu)建控制網(wǎng)絡(luò)，由遠(yuǎn) 程的中央主控制計算機進(jìn)行監(jiān)控運行。通過紅外通訊接口 121，可在現(xiàn)場通過筆記本電腦、PDA、智能手機等，以無線形式 實現(xiàn)對智能電動執(zhí)行機構(gòu)的參數(shù)配置、操作以及實時參數(shù)監(jiān)控等功能。該通訊方式尤其適 用于操作人員不方便直接操作的工業(yè)現(xiàn)場。該通訊方式還可調(diào)用一些擴展功能，例如緊急 狀態(tài)下的應(yīng)變功能等。儀表盤14的功能為通過液晶顯示屏15，用戶可以實時獲知智能電動執(zhí)行機構(gòu)的 狀態(tài)、運行參數(shù)以及自診斷報警信息。通過操作按鈕16，用戶可以選擇液晶顯示屏15上顯 示的不同的菜單和選項，以對運行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并在現(xiàn)場進(jìn)行運行。通過選擇開關(guān)17，用 戶可以切換現(xiàn)場、停止運行及遠(yuǎn)程操作該智能電動執(zhí)行機構(gòu)。本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)適用于對控制系統(tǒng)中的流量、壓力、溫度等工藝 參數(shù)的自動調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)距離控制等，可廣泛用于能源、化工、冶金、造紙、水處理等多個領(lǐng)域。以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無 需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中 技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可 以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種智能電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于，包括變頻器，用于控制三相電機的運行方向及速度；蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)，用于帶動閥門運轉(zhuǎn)；三相電機，用于帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動；電子單元，用于控制變頻器運行；霍爾傳感器，用于向電子單元發(fā)送反饋信號；手輪，用于手動帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動；和現(xiàn)場操作儀表盤，用于參數(shù)設(shè)置；所述變頻器與所述電子單元、所述三相電機連接；所述蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)與所述三相電機、所述手輪連接；所述電子單元與所述現(xiàn)場操作儀表盤、所述霍爾傳感器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的智能電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于所述電子單元包括 微處理器，用于控制所述變頻器運行；開關(guān)量輸入通道，用于輸入開關(guān)量； 開關(guān)量輸出通道，用于輸出開關(guān)量； 模擬量輸入通道，用于輸入模擬量； 模擬量輸出通道，用于輸出模擬量； 通訊接口，用于所述電子單元與外部器件的通訊；所述微處理器分別與所述開關(guān)量輸入通道、所述開關(guān)量輸出通道、所述模擬量輸入通 道、所述模擬量輸出通道、所述通訊接口連接。
3.如權(quán)利要求2所述的智能電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于所述通訊接口包括紅外通訊 接口和PR0FIBUS-DP通訊接口。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的智能電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于所述操作儀表盤包 括液晶顯示屏，用于顯示所述智能電動執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)、運行參數(shù)以及自診斷報警信息；操作按鈕，用于選擇所述液晶顯示屏上的菜單和選項；和選擇開關(guān)，用于切換現(xiàn)場、停止運行或遠(yuǎn)程操作所述智能電動執(zhí)行機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的智能電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于所述變頻器與外部 的三相交流電源連接，所述三相交流電源通過所述變頻器為所述三相電機供電。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的智能電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于當(dāng)所述手輪處于放 松狀態(tài)時，由所述變頻器控制所述三相電機，帶動所述蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動；當(dāng)所述手 輪處于壓緊狀態(tài)時，所述微處理器關(guān)閉所述變頻器，所述三相電機停止運轉(zhuǎn)，由所述手輪帶 動所述蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的智能電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于所述霍爾傳感器套 設(shè)于所述三相電機的運動軸上。
專利摘要本實用新型公開了一種智能電動執(zhí)行機構(gòu)，包括變頻器，用于控制三相電機的運行方向及速度；蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)，用于帶動閥門運轉(zhuǎn)；三相電機，用于帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動；電子單元，用于控制變頻器運行；霍爾傳感器，用于向電子單元發(fā)送反饋信號；手輪，用于手動帶動蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)運動；和現(xiàn)場操作儀表盤，用于參數(shù)設(shè)置；所述變頻器與所述電子單元、所述三相電機連接；所述蝸輪和蝸桿傳動機構(gòu)與所述三相電機、所述手輪連接；所述電子單元與所述現(xiàn)場操作儀表盤、所述霍爾傳感器連接。本實用新型的智能電動執(zhí)行機構(gòu)具有自診斷功能，使用便捷并可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
文檔編號H02P6/16GK201716555SQ20102016459
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者翟冬青 申請人:昂踹克自動化儀表(上海)有限公司