一种高性能自适应智能电动执行机构的制作方法

本实用新型涉及远程自动控制技术领域，特别是一种高性能自适应智能电动执行机构。

背景技术：

阀门是流体输送系统中的控制部件，起着开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质压力、流量等参数的作用。相比传统的手动打开或者关闭阀门，电动执行机构利用驱动能源在控制信号的作用下对阀门进行控制，既可以选择远程操作，也可以现场操作，特别是在一些不适合人工去现场的场合，在很大程度上带来了方便，但同时阀门控制的安全可靠性及精准性就显得非常重要，尤其是在复杂环境中输送带有一定危险性流体上应用的阀门。

现有技术中，采用步进电机作为驱动能源的电动执行机构通过对角度的控制可实现高精度控制，但是价格昂贵；而采用普通电机虽然成本低，但只能进行开关控制，而且受到电源、配备的电机控制模块、运动惯性等不可控因素的影响，只有根据电机的工作环境调整电机的控制才可实现精准控制。

同时，现有的电动执行机构普遍缺少电源检测电路，无法在电源出现故障前采取相应的措施及发送反馈信号，因而存在非常大的隐患。

此外，现有的电动执行机构为了防止外部干扰，在输入输出端往往会采用光耦隔离和继电器控制，而由于电流通断所带来的新干扰往往被忽视，不利于系统的可靠性及精准控制。

中国专利(专利申请号为201010273108.X)公开的“自巡检式智能型阀用电动执行器”，通过在控制电路设置包括速度与位置检测单元和扭矩检测单元,在中央处理单元的控制下,可定时发出自检信号进行自我检查,通过执行机构驱动单元来驱动阀门动作,并在启动阀门过程中通过扭矩检测单元检测电机输出轴上所受到的负载扭矩,如果电机输出轴上所受到的负载扭矩大于一定的数值,就认为阀门卡死,显示装置显示故障信息,并将故障信息通过远程数据通讯口向监控中心报告,通知维修人员前来检修或更换。

另一中国专利(专利申请号为201110236070.3)公开的“一种智能型电动执行器的控制系统”，包括主控单元以及与所述主控单元相连接的电机驱动装置、旋钮板、转矩传感器、阀位绝对编码器和显示屏,所述电机驱动装置与电源、电机相连接,所述旋钮板上设置有操作旋钮和方式旋钮,其特征在于:所述控制系统还包括总线卡和FCS控制系统,所述FCS控制系统通过总线卡与所述主控单元相连接,所述总线卡上设置有相互连接的数据处理单元和通信接口。

还有中国专利(专利申请号为201110270887.2)公开的“具有多通讯的电动执行机构智能控制器”，包括微型计算机，微型计算机的控制信号输出端与电动执行机构三相电机正反转控制器的信号输入端连接；微型计算机的信号输入端与电能计量芯片输出端连接；电能计量芯片输入端分别通过A/D转换模块与霍尔电流传感器、相位及电压检测模块信号输出端连接；在微型计算机的信号输入端连接有用于检测电动执行机构三相电机旋转角度的角度传感器；微型计算机的通讯接口分别连接有RS485总线、GPRS通讯模块、TCP/IP通讯模块。

还有中国专利(专利申请号为201420423526.6)公开的“电动执行器智能型电路控制装置”，供电电源经由整流滤波电路和稳压电路与CPU控制电路连接；功能拨码电路、控制信号采集电路和行程自检测按钮电路分别与CPU控制电路连接；CPU控制电路分别与反馈输出、LED驱动电路和电机驱动电路连接，其中，LED驱动电路与LED显示模块连接，电机驱动电路与电机连接；电机又与电位器连接，电位器经由反馈信号采集电路与CPU控制电路连接。本实用新型能够通过技术性能设定，方便现场调试及使用。具有运行指示灯、故障指示灯及数码管显示功能，便于观察运行状态。适宜作为电动执行器控制的装置应用。

还有中国专利(专利申请号为201520921854.3)公开的“一种智能型电动执行器”，包括执行器本体以及执行器控制装置，所述执行器本体包括壳体、动力机构、传动机构、执行机构和执行轴复位机构。所述壳体内设有热风循环机构，所述热风循环机构包括循环风扇、加热器以及湿度感应器。所述壳体上设有温控机构，所述温控机构包括温度传感器和温度控制器，所述壳体内设有电容组。该实用新型所述的智能型电动执行器，既能够在电动执行器完成执行动作后自动断电，又能够在电路发生断电后自动开启，同时能够在潮湿环境下正常工作。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种信号稳定、适用性强、控制精准的电动执行机构。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是设计一种高性能自适应智能电动执行机构，包括依次连接的电源模块1、控制模块2和执行模块；

㈠、所述的控制模块2包括自适应控制模块9、电机控制模块10、角度传感器11、远程控制模块12、远程反馈模块13、现场控制模块14和现场状态显示模块15；所述自适应控制模块9接受角度传感器11、远程控制模块12和现场控制模块14的信号，并向电机控制模块10、远程反馈模块13和现场状态显示模块15发送信号；

㈡、所述的执行模块包括依次连接的电机3、阀门控制模块4和阀门5。

所述的自适应控制模块9是STM32自适应控制模块。

所述的电源模块1包括依次连接的电源输入模块6、电源检测模块7和电压转换模块8。

所述的电源检测模块7是相序/相位检测模块。

所述电源模块1、控制模块2和执行模块组成密封体，现场控制模块14突出密封体外、并设置为三角旋钮。

所述电源模块1的布线采用数模地线分割的形式。

所述控制模块2的布线采用数模信号地线分隔以及重要信号地线分隔的防干扰形式。

本实用新型的高性能自适应智能电动执行机构，与现有技术相比，具有如下有益技术效果：

一是带有电源检测功能，能够避免电源问题对整个系统的影响；

二是其电源模块与控制模块采用地线分隔的方式布线，减少了信号之间的互相干扰，消除了电流断开产生的干扰信号，提高了系统了可靠性；

三是采用了STM32自适应控制模块，可以根据电机的固有属性及工作环境等各种因素对电机进行控制，精准度大大提高；

四是现场控制模块的设置是采用旋钮方式，避免了因开盖设置而破坏电动执行机构的密封性。

附图说明

图1是本实用新型的电原理方框图。

图中：

1是电源模块，2是控制模块，3是电机，4是阀门控制模块，5是阀门，6是电源输入模块，7是电源检测模块，8是电压转换模块，9是自适应控制模块，10是电机控制模块，11是角度传感器，12是远程控制模块，13是远程反馈模块，14是现场控制模块，15是现场状态显示模块。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式，但本实用新型的保护范围不应局限于此。

本实施例的高性能自适应智能电动执行机构，是由依次连接的电源模块1、控制模块2和执行模块构成；

电源模块1用于电源滤波、检测以及分压，并提供合适稳定的电压给控制模块；电源模块1是由依次连接的电源输入模块6、电源检测模块7和电压转换模块8构成，电源检测模块7采用相序/相位检测模块；电源模块1的布线采用地线分割的形式，可以避免模拟信号和数字信号间的相互干扰。

控制模块2是由自适应控制模块9、电机控制模块10、角度传感器11、远程控制模块12、远程反馈模块13、现场控制模块14和现场状态显示模块15构成；自适应控制模块9接受角度传感器11、远程控制模块12和现场控制模块14的指令信号，并向电机控制模块10、远程反馈模块13和现场状态显示模块15发送指令信号；自适应控制模块9采用STM32自适应控制模块，可根据电机情况和工作环境等因素自动调节适应控制；控制模块2的布线也采用地线分割的方式，可以避免模拟信号和数字信号间的相互干扰。

执行模块是由依次连接的电机3、阀门控制模块4和阀门5构成。

电源模块1、控制模块2和执行模块中的电机3、阀门控制模块4和阀门5形成密封体，其中：现场控制模块14突出密封体外，设置为三角旋钮。

本实施例的高性能自适应智能电动执行机构的工作原理如下：外供三相交流电通过电源输入模块6滤波变压，经电源检测模块7进行相序/相位检测，再经电压转换模块8转换成多种电压提供给控制模块2；控制模块2在上电后将进行多次试控制，得到电机控制过程中的惯性停止时间、阀门角度等参数并予以保存作为实际控制的参考，在接到远程控制模块12或者现场控制模块14的指令时，STM32自适应控制模块9通过调用电机控制参数和角度传感器11检测阀门角度，计算合适的控制方式并发出控制指令，同时检查控制结果并对存储的控制参数予以修正；系统的运行情况及阀门情况将在远程反馈模块13及现场状态显示模块15上显示；为了保证执行机构的密封性，现场设置采用三角旋钮的方式进行。

以上的具体实施方式，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的高性能自适应智能电动执行机构，适用于各种场合的流体输送系统中的阀门控制。