专利名称：两位式电动执行机构智能控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动执行器控制器领域，尤其是一种两位式电动执行机构智能控 制电路。
背景技术：
电动执行机构是工业过程控制系统中的末端执行设备，其主要作用是将上位机控 制系统发出的控制信号转换成相应的动作，达到控制阀门内截流件的位置或其他调节机构 位置的目的，广泛应用于电力、冶金、石化、供热、水泥、建材、轻纺、食品等行业。目前，市场 上广泛使用开关量调节型电动执行机构，这种开关量调节型电动执行机构的控制功能比较 简单，只能实现简单的开、关操作，显示面板也只能显示简单的开关信息。这种单一工作方 式的开关量调节型电动执行机构已经不能满足用户对电动执行机构的特殊要求。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功能丰富、控制方式灵活 的两位式电动执行机构智能控制电路。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种两位式电动执行机构智能控制电路，由微处理器、220V开关量输入模块、信号 检测及电源监控模块、显示输出及按键输入模块、2路12V驱动输出模块和4路开关量输出 模块构成，微处理器分别通过I/O接口与各模块相连接。而且，所述的信号检测及电源监控模块包括信号检测部分和电源监控部分，力矩、 位置及力矩选择模式信号分别通过信号检测接线端子和模式选择接线端子连接到微处理 器的I/O接口上；电源监控部分包括电压监控芯片，该电压监控芯片的输出端与微处理器 的I/O接口相连接。而且，所述的2路12V驱动输出模块主要由光耦、三极管及12V驱动接线端子构 成，微处理器的两I/O接口分别与两个光耦的输入端相连接，该两个光耦的输出端分别通 过两个三极管与12V驱动接线端子相连接。而且，所述的4路开关量输出模块主要由光耦、三极管及开关量接线端子构成，微 处理器的四个I/O接口分别连接到四个光耦的输入端，该四个光耦的输出端分别通过四个 三极管与四个延时继电器相连接，该四个延时继电器的输出端与开关量接线端子相连接。而且，所述的微处理器还通过两个I/O接口直接与开关量接线端子相连接。而且，所述的微处理器采用的是ATMEGA48芯片。本实用新型的优点和积极效果是1、本智能控制电路采用微处理器与220V开关量输入模块、信号检测及电源监控 模块、显示输出及按键输入模块、2路12V驱动输出模块和4路开关量输出模块进行连接， 能够对外部输入信号进行检测和分析并通过输出12V驱动信号和开关量信号对电动执行 机构进行相应的智能控制，使得控制电路的功能更加丰富、灵活，满足了各种用户的特殊要求。2、本智能控制电路的微处理器通过显示及按键接线端子扩展连接显示屏及按键， 微处理器能够将检测及分析处理的结果通过显示屏显示，也可以通过按键进行灵活多样的 工作模式设置，给用户的使用带来极大的便利，扩展了其应用范围。3、本实用新型设计合理，具有功能丰富、使用灵活、便于扩展等特点，可广泛适用 于两位式电动执行机构领域。
图1是本实用新型的电路方框图；图2是微处理器部分的电路图；图3是信号检测及电源监控模块的电路图；图4是220V开关量输入模块的电路图；图5是显示输出及按键输入模块的电路图；图6是2路12V驱动输出模块的电路图；图7是4路开关量输出模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。一种两位式电动执行机构智能控制电路，如图1所示，由微处理器、220V开关量输 入模块、信号检测及电源监控模块、显示输出及按键输入模块、2路12V驱动输出模块及4路 开关量输出模块构成，微处理器分别通过I/O接口与相应的模块相连接，其具体连接关系 如下如图2所示，控制电路中的微处理器采用的是ATMEGA48芯片，该微处理器作为控 制电路的核心与各个模块相连接，进行各种输入信号的检测、显示输出、按键操作、12V驱动 信号及开关量信号的输出等检测、分析及控制功能。如图3所示，信号检测及电源监控模块主要包括信号检测部分、电源监控部分、接 线端子。力矩信号及位置信号通过信号检测接线端子J4连接到ATMEGA48芯片的PD5、PB5、 PB6接口上；力矩选择模式信号通过模式选择接线端子J5连接到ATMEGA48芯片的PC5接 口上；电源监控部分采用的是IMP809电压监控芯片，该电压监控芯片的输出端与ATMEGA48 芯片的PC6接口相连接。ATMEGA48芯片分别通过I/O接口检测上述力矩、位置、力矩选择模 式及电源等信号，并对上述信号进行分析处理。如图4所示，220V开关量输入模块主要包括一 220V至5V电源转换模块和220V开 关量接线端子J1，外部220V开关量信号连接到220V开关量接线端子J1上并通过220V至 5V电源转换模块与ATMEGA48芯片的PC5接口相连接。ATMEGA48芯片通过PC5接口采集 220V开关量信号。如图5所示，显示输出及按键输入模块包括显示及按键接线端子6，显示屏的数 据线及控制线连接到显示及按键接线端子J6上，并通过显示及按键接线端子J6连接到 ATMEGA48芯片的PBO、PB1、PB2、PB3、PB7接口上；按键矩阵连接到显示及按键接线端子J6 上，通过显示及按键接线端子J6连接到ATMEGA48芯片的PD6、PD7接口上，实现对外接的显示屏及按键进行控制。如图6所示，2路12V驱动输出模块主要由光耦、三极管及12V驱动接线端子J3构 成，ATMEGA48芯片的两个输出接口 PC1和PC0与两个光耦U5、U6的输入端相连接，两个光 耦U5、U6的输出端分别通过两个三极管Q5、Q6后与12V驱动接线端子J3相连接，ATMEGA48 芯片通过2路12V驱动输出模块经12V驱动接线端子J3分别输出两路12V的驱动信号。如图7所示，4路开关量输出模块主要由光耦、三极管及开关量接线端子构成， ATMEGA48芯片的PB4、PC2、PC3、PC4接口分别连接到四个光耦Ul、U2、U3、U4的输入端， 该四个光耦的输出端分别经过四个三极管Ql、Q2、Q3、Q4与四个延时继电器RELAY1、 RELAY2、RELAY3、RELAY4相连接，该四个延时继电器的输出端连接到开关量接线端子J2上， ATMEGA48芯片经4路开关量输出模块后通过开关量接线端子J2分别输出4路开关量信号。 同时，ATMEGA48芯片还可以两个I/O端口直接与开关量接线端子J2相连接作为可编程信 号扩展输出。本实用新型的工作过程如下U220V开关量模块将用户给定的220V开关量信号转换成5V信号送给微处理器；2、微处理器对用户给定信息进行分析后，通过2路12V驱动输出模块向外输出12V 驱动信号；3、微处理器输出12V驱动信号后，通过信号检测接线端子J4和电源监控芯片输入 的力矩、位置、电源等信息进行实时监控和分析处理；4、微处理器将分析处理的结果一方面通过显示输出及按键输入模块送给显示屏 进行显示，另一方面通过4路开关量输出模块送给开关量接线端子J2，分析处理后的信息 包括开力矩状态、关力矩状态、开到位状态、关到位状态、就地操作状态、远程控制状态、开 运行状态、关运行状态、运行正状态、运行错误状态等，这些状态可以根据用户的预先编程 对4路可编程开关量输出进行设置，或者通过I/O端口对2路可编程扩展输出进行设置。5、微处理器同时还可以通过模式选择接线端子J5输入的力矩选择模式信号，改 变控制器的关断模式，用来适应工作现场的力矩关断模式和限位关断模式的不同要求。本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限 于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出 的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求一种两位式电动执行机构智能控制电路，其特征在于由微处理器、220V开关量输入模块、信号检测及电源监控模块、显示输出及按键输入模块、2路12V驱动输出模块和4路开关量输出模块构成，微处理器分别通过I/O接口与各模块相连接。
2.根据权利要求1所述的两位式电动执行机构智能控制电路，其特征在于所述的信 号检测及电源监控模块包括信号检测部分和电源监控部分，力矩、位置及力矩选择模式信 号分别通过信号检测接线端子和模式选择接线端子连接到微处理器的I/O接口上；电源监 控部分包括电压监控芯片，该电压监控芯片的输出端与微处理器的I/O接口相连接。
3.根据权利要求1所述的两位式电动执行机构智能控制电路，其特征在于所述的2 路12V驱动输出模块主要由光耦、三极管及12V驱动接线端子构成，微处理器的两I/O接口 分别与两个光耦的输入端相连接，该两个光耦的输出端分别通过两个三极管与12V驱动接 线端子相连接。
4.根据权利要求1所述的两位式电动执行机构智能控制电路，其特征在于所述的4 路开关量输出模块主要由光耦、三极管及开关量接线端子构成，微处理器的四个I/O接口 分别连接到四个光耦的输入端，该四个光耦的输出端分别通过四个三极管与四个延时继电 器相连接，该四个延时继电器的输出端与开关量接线端子相连接。
5.根据权利要求4所述的两位式电动执行机构智能控制电路，其特征在于所述的微 处理器还通过两个I/O接口直接与开关量接线端子相连接。
6.根据权利要求1 5任一项所述的两位式电动执行机构智能控制电路，其特征在于 所述的微处理器采用的是ATMEGA48芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种两位式电动执行机构智能控制电路，其主要技术特点是由微处理器、220V开关量输入模块、信号检测及电源监控模块、显示输出及按键输入模块、2路12V驱动输出模块和4路开关量输出模块构成，微处理器分别通过I/O接口与各模块相连接。本实用新型设计合理，具有功能丰富、使用灵活、便于扩展等特点，可广泛适用于两位式电动执行机构领域。
文档编号G05B19/042GK201562146SQ200920250129
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者刘伟, 宋喆, 张中远, 桑卫东 申请人:天津市津达执行器有限公司