专利名称：智能位置定位器模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业自动化控制中电动执行机构内部的电 气控制单元。
背景技术：
在工业生产过程自动化控制系统中，大多采用电动操作器、伺服 放大器、电动执行机构等仪表来调节阀门开度。在各单元仪表中使用 了大量的触点开关和模拟电路及其元件，且各仪表之间接线复杂、距 离较远，因此抗拒各种工业干扰性能较差，容易引起系统调节失控， 并且出现问题后不易查找，维修困难。不利于系统设备的正常运行。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安装在电动执行机 构内部，取代原有的位置信号发送器模块，并且将原来系统中电动操
作器、伺服放大器融为一体，它直接接受上位机送来的4 20mA电流 控制信号或开关量控制信号，电动执行机构上的电位器作为阀位信号 传感器，阀位信号与控制信号在模块内部作比较，当比较后的信号差 值大于模块的灵敏度值时，模块直接控制电动执行机构的电机向着减 小信号差的方向动作，直到信号的差值小于模块的灵敏度值时为止。 本实用新型采用如下技术方案
本实用新型由模拟量控制信号输入电路、开关量控制信号输入电 路、阀位信号采集电路、阀位信号输出电路、状态指示灯及其驱动电 路、功能设定按钮开关、电机控制电路、通讯接口和微处理器组成； 模拟量控制信号输入电路的输出接微处理器相应的输入，阀位信号采 集电路的输出接微处理器的相应的输入，阀位信号输出电路的输入接 微处理器的相应的输出，开关量控制信号输入电路的输出接微处理器 控制信号相应的输入，状态指示灯及其驱动电路的输入接微处理器相 应的输出，功能设定按钮开关的输出接微处理器的按键输入端口，电 机控制电路输入接微处理器的J端口，通讯接口接微处理器的通用串 □。
本实用新型所述的模拟量控制信号输入电路由端子CT卜1、端子 CT1-2、电容C1-C3、电阻R1-R3和稳压管DW1组成；端子CT1-l和端子 CT1-2为模拟量控制信号的输入端口，端子CT1-1依次经过电阻R2和电
6阻R3后接于微处理器U1的42脚上，端子CT1-2接地，电容C2—端接于 电阻R2和电阻R3的节点上，C2另一端接地，电容C1和电容R1并联连接， 电容C1正极接端子CT1-1，电容C1的负极接地，稳压管DW1和电容C3 并联连接，稳压管DW1阴极接微处理器U1的42脚，稳压管DW1的阳极接 地，所述微处理器U1采用JC757D。
本实用新型所述阀位信号采集电路由阀位传感器W1、电容C4-C6、 电阻R4-R6、端子CT1-3、端子CTl-4和端子CTl-5组成；所述阀位传感 器W1采用多圈式电位器，阀位传感器Wl的l脚经端子CTl-3后接于地， 阀位传感器Wl的2脚依次经过端子CTl-4、电阻R5、电阻R6后接于微处 理器U1的43脚上，阀位传感器W1的3脚经端子CT1-5后接微处理器U1 的44脚上，微处理器的12脚和44脚都接+5V电压，电阻R4接于端子 CT1-3和端子CT1-4之间，电容C4、电容C5、电容C6均为滤波电容，电 容C4一端接于电阻R5和电阻R6的节点上，电容C4另一端接地，电容C5 接于微处理器U1的43脚和地之间，电容C6接于微处理器U1的44脚和地 之间。
本实用新型所述阀位信号输出电路由光耦U2、三端基准稳压源 U3、反相器U4、集成运放器U5、三极管T1-T2、稳压管DW2、电容C7-C8、 电阻R7-R13、端子CT1-10和端子CT1-ll组成；端子CT1-IO和端子 CT1-ll为阀位信号输出电路的输出端，U2的1脚接+5V电压，微处理器 U1的13脚经电阻R7后接光耦U2的2脚，光耦U2的3脚接反相器U4的2脚， U4的4脚依次经过电阻R10和电阻R11后接集成运放器U5的3脚，三极管 T1和三极管T2组成复合管，集成运放器U5的6脚经电阻R13后接三极管 T2的基极，T1的集电极接T2的集电极，且节点接端子CTl-lO，端子 CT1-11接地，稳压管DW2接于光耦U2的3脚和+24V电压之间，U2的3脚 依次经 过电阻R8和电阻R9后接地，三端基准稳压源U3的2脚和3脚分别 接反相器U4的5脚和3脚，且三端基准稳压源U3的3脚接于电阻R8和电 阻R9的节点上，三端基准稳压源U3的1脚和2脚短接，反相器U4的5脚 接于稳压管DW2的阳极，电阻R12接于稳压管DW2的阳极和集成运放器 U5的2脚之间,—集成运放器U5的4脚接地，集成运放器U5的7脚接+24V 电压，三极管T1的基极接三极管T2的发射极，三极管T1的发射极经过 电阻R12后接于稳压管DW2的阳极上，电容C7和电容C8为滤波电容，电 容C7—端接稳压管DW2的阳极，电容C7的另一端接于电阻R10和电阻 Rll的节点上，电容C8接于DW2的阳极和集成运放器U5的3脚之间。本实用新型所述开关量控制信号输入电路由二极管D1-D3、电阻 R14-R21、端子CT1-6、端子CTl-7、端子CT1-8和端子CT1-9组成；二 极管D1、 二极管D2和二极管D3为保护二极管，端子CT1-6经D1后接于 电阻R17和电阻R21的节点上，端子CT1-9接+9V，端子CTl-7为开指令 控制信号的输入端，经二极管D2后接于微处理器U1的52脚上，端子 CT1-8为关指令控制信号的输入端，经二极管D3后接于微处理器U1的4 脚上，微处理器U1的45脚依次经过电阻R18和电阻R14后接+5V电压， 微处理器U1的46脚依次经过电阻R19和电阻R15后接+5V电压，微处理 器U1的47脚依次经过电阻R20和电阻R16后接+5V电压，微处理器U1的 48脚依次经过电阻R21和电阻R17后接+5V电压。
本实用新型所述状态指示灯及其驱动电路由LED驱动芯片U6、发 光二极管LED1-LED4、三极管T3-T4和电阻R22HR30组成；微处理器U1 的LED输出引脚35脚、34脚、32脚、30脚、29脚、28脚分别接于LED 驱动芯片U6的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚，发光二极管LED1、发 光二极管LED2和发光二极管LED3均为共阳极双色发光二极管，发光二 极管LED1的阳极、发光二极管LED2的阳极和发光二极管LED3的阳极相 接，且节点与三极管T3的集电极相接，T3的基极经电阻R28接微处理 器U1的7脚，T3的发射极接+ 5V电压，LED1的俩个阴极分别经过电阻 R22和电阻R23后接于LED驱动芯片U6的16脚和15脚，LED2的俩个阴极 分别经过电阻R24和电阻R25后接于LED驱动芯片U6的14脚和13脚， LED3的俩个阴极分别经过电阻R26和电阻R27后接于LED驱动芯片U6的 12脚和11脚，微处理器U1的20脚经电阻R29后接于三极管T4基极，三 极管T4的集电极依次经过电阻R30和发光二极管LED4后接于+5V电压， 三极管T4的发射极接地，所述LED驱动芯片U6采用ULN2003。
本实用新型所述功能设定按钮开关电路由按钮开关K1-K4、 二极 管D4-D7和电阻R31组成；微处理器U1的6脚依次经二极管D10和按钮开 关K1后接于微处理器U1的25脚上，微处理器U1的2脚依次经二极管D11 和按钮开关K2后接于微处理器U1的25脚上，微处理器U1的51脚依次经 二极管D12和按钮开关K3后接于微处理器U1的25脚上，微处理器U1的3 脚依次经二极管D13和按钮开关K4后接于微处理器U1的25脚上，二极 管D10-D13为保护二极管，电阻R31为上拉电阻，且接于+5V电压和微 处理器U1的25脚之间。
本实用新型所述电机控制电路由可控硅BT1-BT2、光耦U7-U8、三极管T5-T6、电阻R32-R39、端子CT2-1、端子CT2-2、端子CT2-3、端 子CT2-4、端子CT2-5和端子CT2-6组成；电机控制电路内置2路大功率 双向可控硅BT1和BT2，微处理器U1的19脚依次经过电阻R32、三极管 T5、电阻R34、光耦U7、可控硅BT1后接于端子CT2-l上，电阻R32接于 微处理器U1的19脚和三极管T5的基极之间，电阻R34接于三极管T5的 集电极和光耦U7的2脚之间，光耦U7的3脚经过电阻R36后接于端子 CT2-1上，光耦U7的4脚经过电阻R37后接于端子CT2-2上，且光耦U7 的4脚接可控硅BT1的3脚，可控硅BT1的1脚和2脚分别接于端子CT2-2 和端子CT2-1上，微处理器U1的18脚依次经过电阻R33、三极管T6、电 阻R35、光耦U8、可控硅BT2后接于端子CT2-3上，电阻R33接于微处理 器U1的18脚和三极管T6的基极之间，电阻R35接于三极管T6的集电极 和光耦U8的2脚之间，光耦U8的4脚经过电阻R39后接于端子CT2-3上， 光耦U8的3脚经过电阻R38后接于端子CT2-2上，光耦U8的4脚接可控硅 BT2的3脚，可控硅BT2的1脚和2脚分别接于端子CT2-3和端子CT2-2上。
本实用新型设有通讯接口，端子C0M-VCC接+5V电压，端子C0M-TXD 经过电阻R40后接于微处理器U1的23脚上，端子C0M-RXD经过R41后接 微处理器U1的24脚上，端子COM-GND接地。
本实用新型的有益效果如下
本实用新型以仪表专用微处理器芯片为核心，采用数字技术。即 将接受到的上位机送来的4 20mA电流控制信号或开关量控制信号和 电动执行机构上阀位信号分别在微处理器内部进行高精度A/D转换器
转换成数字信号，然后按照预先设定好的关系进行比较，判断阀门开 度是否与控制信号的偏差，微处理器依据比较后的信号差值通过可控 硅来控制电动执行机构的电机向着减小信号差的方向动作。本实用新 型可同时引入数字抗干扰技术，由软件实现抗干扰功能，不仅可以对 突变的、能量较大的脉冲有很好的抑制作用，而且对信号回路中共模 干扰造成的异常信号变化，也可起到良好的抑制作用。本实用新型具 有电机堵转保护、断信号保护、任意中途限位以及电制动等功能均以 软件的形式实现。
图l是本实用新型的电路原理框图。
图2是本实用新型的原理图。
具体实施方式
9由图1可知，实用新型由模拟量控制信号输入电路、开关量控制 信号输入电路、阀位信号采集电路、阀位信号输出电路、状态指示灯 及其驱动电路、功能设定按钮开关、电机控制电路、通讯接口和微处 理器组成；模拟量控制信号输入电路的输出接微处理器相应的输入， 阀位信号采集电路的输出接微处理器的相应的输入，阀位信号输出电 路的输入接微处理器的相应的输出，开关量控制信号输入电路的输出 接微处理器控制信号相应的输入，状态指示灯及其驱动电路的输入接 微处理器相应的输出，功能设定按钮开关的输出接微处理器的按键输 入端口，电机控制电路输入接微处理器的J端口，通讯接口接微处理 器的通用串口。
由图2可知，模拟量控制信号输入电路由端子CT1-1、端子CTl-2、 电容C1-C3、电阻R1-R3和稳压管DW1组成；端子CT1-1和端子CT1-2为 模拟量控制信号的输入端口，端子CT1-1依次经过电阻R2和电阻R3后 接于微处理器U1的42脚上，端子CT1-2接地，电容C2—端接于电阻R2 和电阻R3的节点上，C2另一端接地，电容C1和电容R1并联连接，电容 C1正极接端子CT1-1，电容C1的负极接地，稳压管DW1和电容C3并联连 接，稳压管DW1阴极接微处理器U1的42脚，稳压管DW1的阳极接地，所 述微处理器U1采用JC757D。
阀位信号采集电路由阀位传感器W1、电容C4-C6、电阻R4-R6、端 子CH-3、端子CT1-4和端子CTl-5组成；阀位传感器W1采用多圈式电 位器，所述阀位传感器W1的1脚经端子CT1-3后接于地，阀位传感器W1 的2脚依次经过端子CT1-4、电阻R5、电阻R6后接于微处理器U1的43 脚上，阀位传感器W1的3脚经端子CT1-5后接微处理器U1的44脚上，微 处理器的12脚和44脚都接+5V电压，电阻R4接于端子CTl-3和端子 CTl-4之间，电容C4、电容C5、电容C6均为滤波电容，电容C4一端接 于电阻R5和电阻R6的节点上，电容C4另一端接地，电容C5接于微处理 器U1的43脚和地之间，电容C6接于微处理器U1的44脚和地之间。
阀位信号输出电路由光耦U2、三端基准稳压源U3、反相器U4、集 成运放器U5、三极管H-T2、稳压管DW2、电容C7-C8、电阻R7-R13、 端子CT1-10和端子CT1-ll组成；端子CT1-10和端子CT1-11为阀位信号 输出电路的输出端，U2的1脚接+5V电压，微处理器U1的13脚经电阻R7 后接光耦U2的2脚，光耦U2的3脚接反相器U4的2脚，U4的4脚依次经过 电阻R10和电阻R11后接集成运放器U5的3脚，三极管T1和三极管T2组
10成复合管，集成运放器U5的6脚经电阻R13后接三极管T2的基极，Tl 的集电极接T2的集电极，且节点接端子CT1-10，端子CT1-ll接地，稳 压管DW2接于光耦U2的3脚和+24V电压之间，U2的3脚依次经过电阻R8 和电阻R9后接地，三端基准稳压源U3的2脚和3脚分别接反相器U4的5 脚和3脚，且三端基准稳压源U3的3脚接于电阻R8和电阻R9的节点上， 三端基准稳压源U3的1脚和2脚短接，反相器U4的5脚接于稳压管DW2 的阳极，电阻R12接于稳压管DW2的阳极和集成运放器U5的2脚之间， 集成运放器U5的4脚接地，集成运放器U5的7脚接+24V电压，三极管T1 的基极接三极管T2的发射极，三极管T1的发射极经过电阻R12后接于 稳压管DW2的阳极上，电容C7和电容C8为滤波电容，电容C7—端接稳 压管DW2的阳极，电容C7的另一端接于电阻R10和电阻R11的节点上， 电容C8接于DW2的阳极和集成运放器U5的3脚之间。
开关量控制信号输入电路由二极管D1-D3、电阻R14-R21、端子 CT1-6、端子CTl-7、端子CTl-8和端子CTl-9组成；二极管D1、 二极管 D2和二极管D3为保护二极管，端子CT1-6经D1后接于电阻R17和电阻 R21的节点上，端子CT1-9接+9V，端子CT1-7为开指令控制信号的输入 端，经二极管D2后接于微处理器U1的52脚上，端子CTl-8为关指令控 制信号的输入端，经二极管D3后接于微处理器U1的4脚上，微处理器 U1的45脚依次经过电阻R18和电阻R14后接+5V电压，微处理器U1的46 脚依次经过电阻R19和电阻R15后接+5V电压，微处理器U1的47脚依次 经过电阻R20和电阻R16后接+5V电压，微处理器U1的48脚依次经过电 阻R21和电阻R17后接+5V电压，端子CT1-6和CT1-9短接后，本实用新
型被设置成开关量控制方式。
状态指示灯及其驱动电路由LED驱动芯片U6、发光二极管 LED1-LED4、三极管T3-T4和电阻R22-R30组成；微处理器U1的LED输出 引脚35脚、34脚、32脚、30脚、29脚、28脚分别接于LED驱动芯片U6 的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚，发光二极管LED1、发光二极管LED2 和发光二极管LED3均为共阳极双色发光二极管，发光二极管LED1的阳 极、发光二极管LED2的阳极和发光二极管LED3的阳极相接，且节点与 三极管T3的集电极相接，T3的基极经电阻R28接微处理器U1的7脚， T3的发射极接+ 5V电压，LED1的俩个阴极分别经过电阻R22和电阻R23 后接于LED驱动芯片U6的16脚和15脚，LED2的俩个阴极分别经过电阻 R24和电阻R25后接于LED驱动芯片U6的14脚和13脚，LED3的俩个阴极分别经过电阻R26和电阻R27后接于LED驱动芯片U6的12脚和11脚，微 处理器U1的20脚经电阻R29后接于三极管T4基极，三极管T4的集电极 依次经过电阻R30和发光二极管LED4后接于+5V电压，三极管T4的发射 极接地，所述LED驱动芯片U6采用ULN2003。
按钮开关电路由按钮开关K1-K4、 二极管D4-D7和电阻R31组成； 微处理器U1的6脚依次经二极管D10和按钮开关K1后接于微处理器U1 的25脚上，微处理器U1的2脚依次经二极管D11和按钮开关K2后接于微 处理器U1的25脚上，微处理器U1的51脚依次经二极管D12和按钮开关 K3后接于微处理器U1的25脚上，微处理器U1的3脚依次经二极管D13 和按钮开关K4后接于微处理器U1的25脚上，二极管D10-D13为保护二 极管，电阻R31为上拉电阻，且接于+5V电压和微处理器Ul的25脚之间。 Kl为设定按钮开关，K2为上行按钮开关，K3为下行按钮开关，K4为手 动/自动切换按钮开关，利用按钮开关的通、断改变引脚的电势，达 到调用程序菜单中相应参数的目的。
电机控制电路由可控硅BT1-BT2、光耦U7-U8、三极管T5-T6、电 阻R32-R39、端子CT2-1、端子CT2-2、端子CT2-3、端子CT2-4、端子 CT2-5和端子CT2-6组成；电机控制电路内置2路大功率双向可控硅BT1 和BT2，微处理器U1的19脚依次经过电阻R32、三极管T5、电阻R34、 光耦U7、可控硅BT1后接于端子CT2-l上，电阻R32接于微处理器U1的 19脚和三极管T5的基极之间，电阻R34接于三极管T5的集电极和光耦 U7的2脚之间，光耦U7的3脚经过电阻R36后接于端子CT2-1上，光耦U7 的4脚经过电阻R37后接于端子CT2-2上，且光耦U7的4脚接可控硅BT1 的3脚，可控硅BT1的1脚和2脚分别接于端子CT2-2和端子CT2-l上，微 处理器U1的18脚依次经过电阻R33、三极管T6、电阻R35、光耦U8、可 控硅BT2后接于端子CT2-3上，电阻R33接于微处理器U1的18脚和三极 管T6的基极之间，电阻R35接于三极管T6的集电极和光耦U8的2脚之 间，光耦U8的4脚经过电阻R39后接于端子CT2-3上，光耦U8的3脚经过 电阻R38后接于端子CT2-2上，光耦U8的4脚接可控硅BT2的3脚，可控 硅BT2的1脚和2脚分别接于端子CT2-3和端子CT2-2上，端子CT2-4、端 子CT2-5和端子CT2-6分别接于+9V电压、光耦U7的l脚和光耦U8的l脚。 端子CT2-5、端子CT2-6、端子CT2-7分别接限位开关的公共端、开限 位端和关限位端。端子CT2-1、端子CT2-3、端子CT2-2分别接电动执 行机构电机的正转、反转和公共端。本实用新型的通讯接口为通用串口，端子C0M-VCC接+5V电压，端 子C0M-TXD经过电阻R40后接于微处理器U1的23脚上，端子COM-RXD经 过R41后接微处理器U1的24脚上，端子COM-GND接地；工作人员可以根 据用户需求通过计算机或JC1001编程器对位置信号发送器模块进行 参数设定和功能方式选择。
本实用新型以仪表专用微处理器芯片为核心，采用数字技术。即 将接受到的上位机送来的4 20mA电流控制信号或开关量控制信号和 电动执行机构上阀位信号分别在芯片内部进行高精度A/D转换器转换 成数字信号，然后按照预先设定好的关系进行比较，依据比较后的信 号差值通过可控硅来控制电动执行机构的电机向着减小信号差的方 向动作。由于控制信号和阀位信号的比较是直接的数字量比较，不易 受环境的影响，工作稳定性好，定位准确。当出现电机控制线路断线 或阀门等机械传动装置卡死等原因使电机堵转时，实际的阀位信号与 控制信号之间就会产生较大的误差， 一旦误差值大于阀位偏差允许值 时，芯片开始计时并在6.4S范围内切断电机电源，禁止电机再向这个 方向动作，防止电机因过载烧毁。芯片内部定义了一个3mA的电流基 准信号，当芯片读取到得控制信号小于这个基准则立即启动断信号报 警程序，切断电机电源，电动执行机构保持当前位置。且外界对系统 的干扰可以通过软件的方式进行消除，从而保证了控制精度。以软件 的方式实现中途限位功能，在电动执行机构的全行程范围内任意设定 上限位置和下限位置，不仅动作灵敏、精度高，而且重复性误差极小。 本实用新型外没有任何可调整部件，模块的现场调试、灵敏度设定、 手自动切换等功能，均通过模块上面的四个按键来设置，使现场安装 调试既快捷又简便。而且还设有LED状态指示灯，直观的指示电动执 行机构的运行状态。本实用新型有一个可以由用户定义0 10mA或4
20mA的阀位反馈模拟量输出，并且这个阀位反馈的转换输出信号与微 处理器是隔离的，本实用新型内置2路大功率双向可控硅并采用光电 隔离过零触发专用电路，比传统控制方式更为可靠。
本实用新型有两种控制方式， 一种是模拟量控制方式， 一种是开 关量控制方式。模拟量控制方式接受模拟信号，开关量控制方式接受 开关量信号。模拟量控制信号是标准直流电流信号(4 20mA DC)， 该信号由上位机发出后，经模拟量控制信号输入电路输送给微处理 器。开关量控制信号由上位机发出后，经开关量控制信号输入电路输
13送给微处理器。这两种控制方式可由用户自行选用，即当端子CT1-6 和CTl-9短接后，本实用新型被设置成开关量控制方式。
本实用新型阀位信号采集电路接受的阀位信号为电阻式阀位传 感器信号其阻值可以在0 5KQ范围内任意选择。阀位信号采集电路采 集到的模拟量信号输入到微处理器。微处理器对这个信号进行AV)转 换，转换后的数字量信号一路作为运算参数被微处理器在进行各种功 能控制、数据运算时调用；另一路由阀位信号经光电隔离、反相、信 号放大后作为阀位反馈信号输出给上位机，使控制人员及时了解现场 管道的阀门开度情况。这个输出信号可经软件设定为0 10mA或4 20mA 标准直流电流信号。
本实用新型设有LED状态指示灯，直观的指示电动执行机构的运 行状态。
LED1:绿色灯亮为手动状态；红色、绿色灯且亮为设定状态。 LED2:红色灯亮为断输入信号状态。
LED3:绿色灯亮为反转运行状态；红色灯亮为下限报警状态。 LED4:绿色灯亮为正转运行状态；红色灯亮为上限报警状态。 利用按钮开关标定电动执行机构零点与满度步骤 在自动状态下先按住设定按钮开关K1，再按下行按钮开关K3，然 后且松开，则进入零点与满度的标定状态，且模块上面的LED1指示灯 红色和绿色且亮；按下行按钮开关K3或上行按钮开关K2，选择电动执 行机构的机械零点，然后按设定按钮开关K1确认；按上行按钮开关 K2选择电动执行机构的机械满度，然后按设定按钮开关K1确认；最 后先按住下行按钮开关K3，再按设定按钮开关K1，然后且松开退出即 标定状态，且模块上面的LED1红色绿色指示灯且灭。
本实用新型外没有任何可调整部件，模块的现场调试、灵敏度设 定、手自动切换等功能，均通过模块上面的四个按钮开关来设置，使
现场安装调试既快捷又简便。
所述微处理器U1采用JC757D，所述LED驱动芯片U6采用ULN2003。
1权利要求1、一种智能位置定位器模块，其特征在于它由模拟量控制信号输入电路、开关量控制信号输入电路、阀位信号采集电路、阀位信号输出电路、状态指示灯及其驱动电路、功能设定按钮开关、电机控制电路、通讯接口和微处理器组成；模拟量控制信号输入电路的输出接微处理器相应的输入，阀位信号采集电路的输出接微处理器的相应的输入，阀位信号输出电路的输入接微处理器的相应的输出，开关量控制信号输入电路的输出接微处理器控制信号相应的输入，状态指示灯及其驱动电路的输入接微处理器相应的输出，功能设定按钮开关的输出接微处理器的按键输入端口，电机控制电路输入接微处理器的J端口，通讯接口接微处理器的通用串口。
2、 根据权利要求l所述的一种智能位置定位器模块，其特征在于 所述的模拟量控制信号输入电路由端子CT1-1、端子CT1-2、电容 C1-C3、电阻R1-R3和稳压管DW1组成；端子CTl-l和端子CTl-2为模拟 量控制信号的输入端口，端子CT1-1依次经过电阻R2和电阻R3后接于 微处理器U1的42脚上，端子CTl-2接地，电容C2—端接于电阻K2和电 阻R3的节点上，C2另一端接地，电容C1和电容R1并联连接，电容C1 正极接端子CT1-1，电容C1的负极接地，稳压管DW1和电容C3并联连接， 稳压管DW1阴极接微处理器U1的42脚，稳压管DW1的阳极接地，所述微 处理器U1釆用JC757D。
3、 根据权利要求l所述的一种智能位置定位器模块，其特征在于 所述阀位信号采集电路由阀位传感器W1、电容C4-C6、电阻R4-R6、端 子CTl-3、端子CT1-4和端子CT1-5组成；所述阀位传感器W1采用多圈 式电位器，阀位传感器Wl的l脚经端子CTl-3后接于地，阀位传感器W1 的2脚依次经过端子CT1-4、电阻R5、电阻R6后接于微处理器U1的43 脚上，阀位传感器W1的3脚经端子CT1-5后接微处理器U1的44脚上，微 处理器的12脚和44脚都接+5V电压，电阻R4接于端子CT1-3和端子 CT1-4之间，电容C4、电容C5、电容C6均为滤波电容，电容C4一端接 于电阻R5和电阻R6的节点上，电容C4另一端接地，电容C5接于微处理 器U1的43脚和地之间，电容C6接于微处理器U1的44脚和地之间。
4、 根据权利要求l所述的一种智能位置定位器模块，其特征在于 所述阀位信号输出电路由光耦U2、三端基准稳压源U3、反相器U4、集成运放器U5、三极管T1-T2、稳压管DW2、电容C7-C8、电阻R7-R13、 端子CT1-10和端子CT1-ll组成；端子CT1-10和端子CT1-11为阀位信号 输出电路的输出端，U2的1脚接+5V电压，微处理器U1的13脚经电阻R7 后接光耦U2的2脚，光耦U2的3脚接反相器U4的2脚，U4的4脚依次经过 电阻R10和电阻R11后接集成运放器U5的3脚，三极管T1和三极管T2组 成复合管，集成运放器U5的6脚经电阻R13后接三极管T2的基极，Tl的集电极接T2的集电极，且节点接端子CTi-io，端子cn-ii接地，稳压管DW2接于光耦U2的3脚和+24V电压之间，U2的3脚依次经过电阻R8 和电阻R9后接地，三端基准稳压源U3的2脚和3脚分别接反相器U4的5 脚和3脚，且三端基准稳压源U3的3脚接于电阻R8和电阻R9的节点上， 三端基准稳压源U3的1脚和2脚短接，反相器U4的5脚接于稳压管DW2 的阳极，电阻R12接于稳压管DW2的阳极和集成运放器U5的2脚之间， 集成运放器U5的4脚接地，集成运放器U5的7脚接+24V电压，三极管T1 的基极接三极管T2的发射极，三极管T1的发射极经过电阻R12后接于 稳压管DW2的阳极上，电容C7和电容C8为滤波电容，电容C7—端接稳 压管DW2的阳极，电容C7的另一端接于电阻R10和电阻R11的节点上， 电容C8接于DW2的阳极和集成运放器U5的3脚之间。
5、 根据权利要求l所述的一种智能位置定位器模块，其特征在于 所述开关量控制信号输入电路由二极管D1-D3、电阻R14-R21、端子 CT1-6、端子CT1-7、端子CT1-8和端子CT1-9组成；二极管D1、 二极管 D2和二极管D3为保护二极管，端子CT1-6经D1后接于电阻R17和电阻 R21的节点上，端子CT卜9接+9V，端子CT1-7为开指令控制信号的输入 端，经二极管D2后接于微处理器U1的52脚上，端子CTl-8为关指令控 制信号的输入端，经二极管D3后接于微处理器U1的4脚上，微处理器 U1的45脚依次经过电阻R18和电阻R14后接+5V电压，微处理器U1的46 脚依次经过电阻R19和电阻R15后接+5V电压，微处理器U1的W脚依次 经过电阻R20和电阻R16后接+5V电压，微处理器U1的48脚依次经过电 阻R21和电阻R17后接+5 V电压。
6、 根据权利要求l所述的一种智能位置定位器模i央，其特征在于 所述状态指示灯及其驱动电路由LED驱动芯片U6、发光二极管 LED1-LED4、三极管T3-T4和电阻R22-R30组成；微处理器U1的LED输出 引脚35脚、34脚、32脚、30脚、29脚、28脚分别接于LED驱动芯片U6 的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚，发光二极管LED1、发光二极管LED2 3和发光二极管LED3均为共阳极双色发光二极管，发光二极管LED1的阳 极、发光二极管LED2的阳极和发光二极管LED3的阳极相接，且节点与 三极管T3的集电极相接，T3的基极经电阻R28接微处理器U1的7脚， T3的发射极接+5V电压，LED1的俩个阴极分别经过电阻R22和电阻R23 后接于LED驱动芯片U6的16脚和15脚，LED2的俩个阴极分别经过电阻 R24和电阻R25后接于LED驱动芯片U6的14脚和13脚，LED3的俩个阴极 分别经过电阻R26和电阻R27后接于LED驱动芯片U6的12脚和11脚，微 处理器U1的20脚经电阻R29后接于三极管T4基极，三极管T4的集电极 依次经过电阻R30和发光二极管LED4后接于+5V电压，三极管T4的发射 极接地，所述LED驱动芯片U6采用ULN2003。
7、 根据权利要求l所述的一种智能位置定位器模块，其特征在于 所述功能设定按钮开关电路由按钮开关K1-K4、 二极管D4-D7和电阻 R31组成；微处理器U1的6脚依次经二极管D10和按钮开关K1后接于微 处理器U1的25脚上，微处理器U1的2脚依次经二极管D11和按钮开关K2 后接于微处理器U1的25脚上，微处理器U1的51脚依次经二极管D12和 按钮开关K3后接于微处理器U1的25脚上，微处理器U1的3脚依次经二 极管D13和按钮开关K4后接于微处理器U1的25脚上，二极管D10-D13 为保护二极管，电阻R31为上拉电阻，且接于+5V电压和微处理器Ul 的25脚之间。
8、 根据权利要求l所述的一种智能位置定位器模块，其特征在于 所述电机控制电路由可控硅BT1-BT2、光耦U7-U8、三极管T5-T6、电 阻R32-R39、端子CT2-1、端子CT2-2、端子CT2-3、端子CT2-4、端子 CT2-5和端子CT2-6组成；电机控制电路内置2路大功率双向可控硅BT1 和BT2，微处理器U1的19脚依次经过电阻R32、三极管T5、电阻R34、 光耦U7、可控硅BT1后接于端子CT2-1上，电阻R32接于微处理器U1的 19脚和三极管T5的基极之间，电阻R34接于三极管T5的集电极和光耦 U7的2脚之间，光耦U7的3脚经过电阻R36后接于端子CT2-l上，光耦U7 的4脚经过电阻R37后接于端子CT2-2上，且光耦U7的4脚接可控硅BT1 的3脚，可控硅BT1的1脚和2脚分别接于端子CT2-2和端子CT2-l上，微 处理器U1的18脚依次经过电阻R33、三极管T6、电阻R35、光耦U8、可 控硅BT2后接于端子CT2-3上，电阻R33接于微处理器U1的18脚和三极 管T6的基极之间，电阻R35接于三极管T6的集电极和光耦U8的2脚之 间，光耦U8的4脚经过电阻R39后接于端子CT2-3上，光耦U8的3脚经过电阻R38后接于端子CT2-2上，光耦U8的4脚接可控硅BT2的3脚，可控 硅BT2的1脚和2脚分别接于端子CT2-3和端子CT2-2上。
9、根据权利要求1所述的智能位置定位器模块，其特征在于设 有通讯接口，端子COM-VCC接+5V电压，端子COM-TXD经过电阻R40 后接于微处理器Ul的23脚上，端子C0M-RXD经过R41后接微处理器 Ul的24脚上，端子C0M-GND接地。
专利摘要本实用新型涉及一种智能位置定位器模块，它由模拟量控制信号输入电路、开关量控制信号输入电路、阀位信号采集电路、阀位信号输出电路、状态指示灯及其驱动电路、功能设定按钮开关、电机控制电路、通讯接口和微处理器组成；本实用新型将上位机传来的控制信号与通过阀位传感器采集到的阀位信号送入微处理器，微处理器先将这两个信号在其内部进行高精度的A/D采样，转换成数字量，然后按照预先设定的性能特性关系进行比较，判断阀门开度是否与控制信号相匹配，若匹配即偏差为零，则切断电机的电源回路，禁止电动执行机构动作；使电动执行机构准确定位。
文档编号G05D3/12GK201435010SQ20092010344
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者支树龙, 朱世芹, 王新国, 裴建峰, 裴梦昭 申请人:河北申科电子股份有限公司