一种智能执行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种执行器，尤其是一种外置式阀门智能执行器，属于自动控制设备技术领域。
【背景技术】
[0002]80年代以来，随着电力电子技术的发展，电动执行器发展快速，无触点的DKJ型角行程和DKZ型直行程电动执行机构两大类产品进入市场。随着现代工控计算机管理的发展，目前我国仪器仪表行业整体综合技术水平普遍上升，微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用，产品实现了智能化，电动执行机构的技术也获得了蓬勃发展。由于高新技术的迅猛发展，智能化电动执行机构产品可以在电子计算机技术、微机控制技术的阀门设计中得到广泛应用。智能化电动执行器具有功能强大、简单可靠、技术先进等特点。红外线遥感技术，自动相位保护和修正，液晶显示窗口，就地操作功能，非侵入式设计，非接触式阀位测量和力矩测量技术等已经成为智能化产品的必备参数。而包括现场总线技术，变频调速技术等在内的高端技术也在电动执行机构中应用，并将成为今后的主流技术。
[0003]电动执行器有角行程和线行程之分，DKJ型角行程电动执行器是DDZ-1I型电动单元组合仪表中的执行单元，是传统电动执行器的典型产品。它主要由伺服放大器和执行机构两部分组成，接受来自调节单元、变送单元或手动操作器输出的统一标准电流信号，将其转换成与之相对应的机械位移输出。
[0004]虽然传统的DKJ型电动执行器在各工业部门都有较多应用，但它存在着不足，主要有以下几点:
[0005](I)产品规格品种较单一，且只有一种位移速度，不能满足一些复杂系统要求；
(2)没有力矩保护和行程开关，虽然电动机能堵转，但其转矩一直施加在阀门或生产设备上，使阀门或生产设备容易受损而减小使用寿命；(3)制动器容易磨损，电容击穿问题也较大，平均故障间隔时间(MTBF)为1000h左右；(4)在机械上不能自锁，增加了对制动器的可靠性要求。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种智能执行器，现了对阀位的数字化检测和控制、现场仪表诊断的功能；引入现场总线的技术，通过远程通讯，实现了集中控制及分散处理，解决了现场信号的高精度检测、双向传输问题。
[0007]为了达到以上目的，本实用新型提供一种智能执行器，包括控制箱、驱动电机、阀杆保护套管以及与阀体连接的机械传动组件，所述控制箱内安装有控制器和驱动电路与所述驱动电机相连，所述控制器的中央处理器由ATmegalie单片机构成，所述中央处理器通过CAN控制器连接通信控制芯片，由所述通信控制芯片的数据输出端连接总线接口 ；所述中央处理器控制驱动电路与驱动电机相连，所述驱动电机与减速器相连，所述减速器的输出轴安装在阀杆保护套内与阀体相连的机械传动组件相连；在所述中央处理器上设有显示接口和按键输入接口，在对应接口上连接显示屏和按键；在所述控制箱上设有送电接口，所述送电接口的正极连接驱动电路，所述送电接口的负极连接所述驱动电机。
[0008]本实用新型的优选方案是:前述的智能执行器，所述驱动电路包括互锁电路以及两个固态继电器构成，所述互锁电路连接两个固态继电器与所述驱动电路相连。
[0009]前述的智能执行器，所述CAN控制器采用SJA1000，所述通信芯片采用PCA82C250:所述总线接口包括RS485接口和光纤接口。
[0010]前述的智能执行器，所述减速器通过位置发送器连接信号调理电路，由所述信号调理电路与所述控制器单片机的A/D数据信号输入端相连。
[0011]进一步的，前述的智能执行器，所述驱动电机采用变频电机。
[0012]本实用新型可以完全采用现有器件或模块作为相应单元，将其组合连接在一起即可实现上述技术方案，因此切实可行。
[0013]本实用新型的有益效果:本实用新型采用ATmegall6单片机构成微机型智能系统，实现了对阀位的数字化检测和控制、现场仪表诊断的功能；引入现场总线的技术，通过远程通讯，实现了集中控制及分散处理，解决了现场信号的高精度检测、双向传输问题。
[0014]在结构方面:智能控制器使用CPU有新型电子元器件，采用模块化设计，电路简单，元件数少，实现了机电一体化结构，响应速度快，稳定可靠，接线方便，被检测信号保真度高，抗干扰能力强，维修替换方便，寿命高，执行机构整机采用密封结构，外壳防护等达到IP65。在机械传动方面:采用传动效率高面又具有自锁性能的NN型零齿差减速传动机构。具有高度智能化的故障诊断与处理、安全保护和维护功能，增加了系统的可靠性并延长设备寿命。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0016]图1为本实用新型实施例的正面示意图。
[0017]图2为本实用新型实施例的侧面示意图。
[0018]图3为本实用新型控制电路原理图。
[0019]图4为本实用新型驱动电路图。
【具体实施方式】
[0020]实施例一
[0021 ] 本实施例提供一种智能执行器，结构如图1和图3所示，包括控制箱I，变频驱动电机5、阀杆保护套管6以及与阀体连接的机械传动组件7，控制箱内安装有控制器和驱动电路与变频驱动电机相连，控制器的中央处理器由ATmegal 16单片机构成，中央处理器通过型号为SJA1000的CAN控制器连接PCA82C250通信控制芯片，由通信控制芯片的数据输出端连接总线接口 4，总线接口包括RS485接口和光纤接口 ；中央处理器控制驱动电路与驱动电机相连，驱动电机与减速器相连，减速器的输出轴安装在阀杆保护套内与阀体相连的机械传动组件相连；在中央处理器上设有显示接口和按键输入接口，在对应接口上连接显示屏2和按键I ;在控制箱上设有送电接口，送电接口的正极连接驱动电路，送电接口的负极连接驱动电机；减速器通过位置发送器连接信号调理电路，由信号调理电路与控制器单片机的A/D数据信号输入端相连。
[0022]驱动电路包括互锁电路以及两个固态继电器构成，互锁电路连接两个固态继电器与驱动电路相连。如图4所示，控制器的输出(P3.0，P3.5)控制伺服电机的正转、反转以及停止，进而控制执行器位置与给定值相等，ATmegalie单片机的控制输出首先通过逻辑互锁电路，再控制2个固态继电器(KSSR1，KSSR2)接通或断开以控制伺服电机2个线圈通电或断电(电机正转或反转)，其中，逻辑互锁电路用于确保2个固态继电器不同时接通，防止电机
[0023]本实施例的驱动电路具有低启动、采用单相电源的特点，所以在供电方面新增了通过蓄电池或者太阳能来供电，一方面避免了突然断电造成的损失，另一方面也可以节约能源、降低成本。当进入或离开末端位置时，惯性对阀门有一定的冲撞，所以考虑到这方面，智能执行器调整了变频功能，这样在接近末端位置时自动减速，起到保护阀门的作用。此外由于一些阀门的控制需要分段来进行，所以智能执行器对特殊的阀门新增分段定时操作，就是对行程进行分段设定，并且每段行程的时间也是可以设定的。
[0024]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【主权项】
1.一种智能执行器，包括控制箱、驱动电机、阀杆保护套管以及与阀体连接的机械传动组件，其特征在于:所述控制箱内安装有控制器和驱动电路与所述驱动电机相连，所述控制器的中央处理器由ATmegalie单片机构成，所述中央处理器通过CAN控制器连接通信控制芯片，由所述通信控制芯片的数据输出端连接总线接口 ；所述中央处理器控制驱动电路与驱动电机相连，所述驱动电机与减速器相连，所述减速器的输出轴安装在阀杆保护套内与阀体相连的机械传动组件相连；在所述中央处理器上设有显示接口和按键输入接口，在对应接口上连接显示屏和按键；在所述控制箱上设有送电接口，所述送电接口的正极连接驱动电路，所述送电接口的负极连接所述驱动电机。2.根据权利要求1所述的智能执行器，其特征在于:所述驱动电路包括互锁电路以及两个固态继电器构成，所述互锁电路连接两个固态继电器与所述驱动电路相连。3.根据权利要求1所述的智能执行器，其特征在于:所述CAN控制器采用SJA1000，所述通信芯片采用PCA82C250。4.根据权利要求1所述的智能执行器，其特征在于:所述总线接口包括RS485接口和光纤接口。5.根据权利要求1所述的智能执行器，其特征在于:所述减速器通过位置发送器连接信号调理电路，由所述信号调理电路与所述控制器单片机的A/D数据信号输入端相连。6.根据权利要求1所述的智能执行器，其特征在于:所述驱动电机采用变频电机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能执行器，包括控制箱、驱动电机、阀杆保护套管以及与阀体连接的机械传动组件，所述控制箱内安装有控制器和驱动电路与所述驱动电机相连，所述中央处理器通过CAN控制器连接通信控制芯片，由所述通信控制芯片的数据输出端连接总线接口；所述中央处理器控制驱动电路与驱动电机相连，所述驱动电机与减速器相连，所述减速器的输出轴安装在阀杆保护套内与阀体相连的机械传动组件相连。本实用新型采用ATmegal16单片机构成微机型智能系统,实现了对阀位的数字化检测和控制、现场仪表诊断的功能;引入现场总线的技术,通过远程通讯,实现了集中控制及分散处理,解决了现场信号的高精度检测、双向传输问题。
【IPC分类】F16K31/04
【公开号】CN204729722
【申请号】CN201520480949
【发明人】吴为
【申请人】江苏麟派电力科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月6日