专利名称：智能电动头自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种阀执行机构电动头控制装置，特别是涉及一种智能电动头自动控制装置。
背景技术：
目前，现有的调节阀电动头控制装置，是由可调电位器、预置输入信号电路、调节阀开度反馈信号输入电路、比较电路、放大电路与正反向控制电路构成的用模拟集成电路搭接的控制模块，该控制装置能够接收模拟信号，并按所给的模拟信号控制电机的正反转，从而实现执行机构的开启与关闭。该控制装置采集阀杆位置信号作为调节阀的开度反馈信号。其的缺点在于一是该控制装置是将预置标准信号与调节阀开度反馈信号进行比较，根据比较结果进行相应动作，但是若阀使用一定时间后出现磨损，该控制装置采集的阀杆位置信号不能准确反应阀门打开或关闭情况，并且该控制装置不能对阀座的磨损进行自动修正，会出现操作误差；二是该控制装置电路采用模拟电路，其信号转换传输环节多，系统可靠性差，其作用方式的转换用物理开关实现，其操作不便且人机对话功能差。
发明内容
本实用新型为克服上述缺陷提供一种即能监测阀杆位置又能监测阀门开关状态且能自动对阀座的磨损进行修正的智能电动头自动控制装置。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案如下一种智能电动头自动控制装置，包括电机、连接于电机输出端的减速装置及检测控制装置，其特征在于与电机相连的减速装置的输出轴为中空轴，在中空轴内贯穿有一丝杠，所述检测控制装置包括在上述电机的输出轴上安装的推力传感器、与减速装置的输出轴相连的阀位传感器、通过导线与推力传感器、阀位传感器相连的A/D转换器，与所述A/D转换器的输出端相连的单片机以及与单片机相连的电机控制模块。
所述电机控制模块是由译码器、固态继电器I、固态继电器II、固态继电器III构成，所述译码器与单片机相连，其输出端分别与固态继电器I、固态继电器II、固态继电器III相连，所述固态继电器I的常开触点中的触点A分别与固态继电器II、固态继电器III常开触点的触点B、C相连，所述固态继电器I常开触点中的触点A’与电源相连，固态继电器II常开触点中的触点B’与电机的正转线路相连，固态继电器III常开触点中的触点C’与电机的反转线路相连。
所述减速装置为蜗轮、蜗杆减速机构。
所述丝杠为滚珠丝杠，蜗轮轴的内孔与滚珠丝杠相配，蜗轮轴上部外缘为一蜗杆，与蜗杆相配有一蜗轮，其输出轴与阀位传感器相连。
所述阀位传感器为转角式电位器。
所述电机的输出轴上还可安装有一推力传感器。
所述推力传感器为直滑式电位器，其动触头与电机的输出轴相连。
本实用新型的控制装置采用嵌入式单片机开发而成，控制功能丰富，根据实际需要能够很容易的进行控制方式的选择，可接受模拟、手动、总线等多种输入信号，并且使用数字开关代替物理开关，通过单片机所带输入设备键盘就可以轻松的完成功能转换和设置，采用独特的机械结构和高性能的直滑式电位器配合完成了双向过载保护的限位功能，使电动头不但能够配普通阀，还可在不增加任何设备的情况下配带三通阀，同时通过对直滑式电位器的监测，使电动头的输出力从定值变为输出力可调，扩展了配带阀的范围，增加阀位记忆功能，通过对高精度的阀位反馈电位器的检测，使其能够在阀座磨损后自动补偿，使阀门能够可靠的关闭，保证泄漏等级，延长了阀的使用寿命。本实用新型设计合理、使用效果好，有利于推广应用。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型A-A剖示意图；图3为本实用新型检测控制装置电气结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的说明如图1、2所示，电机1输出端连接有蜗杆9，在所述蜗杆9与电机1输出端之间安装有直滑式电位器22的动触头，在蜗杆9的底端安装有弹簧23，所述蜗杆9与蜗轮8相啮合，蜗轮轴18为中空，一滚珠丝杠10贯穿蜗轮轴18与阀杆24相连，蜗轮轴18的内孔与滚珠丝杠10相配，蜗轮轴18上部外缘为一蜗杆19，与蜗杆19相配有一蜗轮20，其输出轴与转角式电位器21相连，转角式电位器21通过底座固定在机壳上。
如图3所示，上述直滑式电位器22与转角式电位器23都通过导线与A/D转换器5相连，A/D转换器5的输出端与单片机6相连，所述单片机6控制信号输出端与译码器11相连，所述译码器11的三个输出端分别与固态继电器I12、固态继电器II13、固态继电器III14相连，所述固态继电器I12的常开触点中的触点A分别与固态继电器II13、固态继电器III14常开触点的触点B、C相连，所述固态继电器I12常开触点中的触点A’与电源15相连，固态继电器II13常开触点中的触点B’与电机的正转线路16相连，固态继电器III13常开触点中的触点C’与电机的反转线路17相连。
本实用新型控制硬件采用嵌入式单片机开发而成，单片机程序的设计采用先进的面向对象技术根据键盘输入信号及推力传感器3、阀位传感器4的反馈信号触发相应的事件处理程序，事件的触发顺序根据事件的重要程度优先级别来工作。实际工作中，当操作人员从键盘输入阀门打开或关闭的控制指令后，单片机6根据键盘输出的信号发出相应的控制信号，使固态继电器I12、固态继电器II13和固态继电器I12、固态继电器III14组合通断，给电机1供正反方向的电，使电机1正转或反转。在电机1转动过程中，转角式电位器21根据阀杆24的运动位置输出与控制信号对应的电流信号、电流信号经A/D转换器5转换成数字信号，单片机6根据所得到的数字信号实现对电机1及其连接的机械机构状态的监控，直滑式电位器22根据电机输出轴上传递的扭矩信号对阀的开关状态进行监控，单片机6会根据直滑式电位器22监测到的扭矩信号来确定电机1运行状态，当阀关闭时，电机输出扭矩不断增大，直滑式电位器22会不断将扭矩信号传递给单片机6，当扭矩达到一定值时，单片机6控制电机1停转，阀实现可靠关闭。当阀打开时，电机1输出扭矩减小，单片机6根据直滑式电位器22和转角式电位器21反馈的信号，根据其优先级别单片机综合发出控制信号，控制电机1的运动状态。本实现新型不仅能实现电机正转、反转和停三种状态的自动控制，当阀座出现磨损后，单片机6也能根据直滑式电位器22和转角式电位器21反馈的信号，对磨损状况进行自动补偿，使阀门能够可靠的关闭，保证泄漏等级，延长了阀的使用寿命。
另外，本实用新型还可将远程控制信号送入A/D转换器5，由A/D转换器5转换成数字信号后，送入单片机6，由单片机6根据远程控制信号来控制电动头完成相应的动作，实现调节阀的远程控制操作功能。
权利要求1.一种智能电动头自动控制装置，包括电机(1)、连接于电机输出端的减速装置及检测控制装置(2)，其特征在于与电机(1)相连的减速装置的输出轴为中空轴，在中空轴内贯穿有一丝杠，所述检测控制装置包括在上述电机(1)的输出轴上安装的推力传感器(3)、与减速装置的输出轴相连的阀位传感器(4)、通过导线与推力传感器(3)、阀位传感器(4)相连的A/D转换器(5)，与所述A/D转换器(5)的输出端相连的单片机(6)以及与单片机(6)相连的电机控制模块(7)。
2.根据权利要求1所述的一种智能电动头自动控制装置，其特征在于所述电机控制模块(7)是由译码器(11)、固态继电器I(12)、固态继电器II(13)、固态继电器III(14)构成，所述译码器(11)与单片机(9)相连，其输出端分别与固态继电器I(12)、固态继电器II(13)、固态继电器III(14)相连，所述固态继电器I(12)的常开触点中的触点A分别与固态继电器II(13)、固态继电器III(14)常开触点的触点B、C相连，所述固态继电器I(12)常开触点中的触点A’与电源(15)相连，固态继电器II(13)常开触点中的触点B’与电机的正转线路(16)相连，固态继电器III(14)常开触点中的触点C’与电机的反转线路(17)相连。
3.根据权利要求1所述的一种智能电动头自动控制装置，其特征在于所述减速装置为蜗轮(8)、蜗杆(9)减速机构。
4.根据权利要求1所述的一种智能电动头自动控制装置，其特征在于所述丝杠为滚珠丝杠(10)，蜗轮轴(18)的内孔与滚珠丝杠(10)相配，蜗轮轴(18)上部外缘为一蜗杆(19)，与蜗杆(19)相配有一蜗轮(20)，其输出轴与阀位传感器(4)相连。
5.根据权利要求4所述的一种智能电动头自动控制装置，其特征在于所述阀位传感器(4)为转角式电位器(21)。
6.根据权利要求5所述的一种智能电动头自动控制装置，其特征在于所述推力传感器(3)为直滑式电位器(22)，其动触头与电机的输出轴相连。
专利摘要本实用新型涉及一种阀执行机构电动头控制装置，特别是一种智能电动头自动控制装置，包括电机、连接于电机输出端的减速装置及检测控制装置，其特征在于与电机相连的减速装置的输出轴为中空轴，在中空轴内贯穿有一丝杠，所述检测控制装置包括在上述电机的输出轴上安装的推力传感器、与减速装置的输出轴相连的阀位传感器、通过导线与推力传感器、阀位传感器相连的A/D转换器，与所述A/D转换器的输出端相连的单片机以及与单片机相连的电机控制模块。本实用新型能实现对电机正、反转和停状态的自动控制且具有阀位记忆功能并在阀座磨损后也能自动补偿，使阀门可靠关闭。本实用新型应用范围广、设计合理、使用效果好，有利于推广应用。
文档编号G05D3/12GK2674494SQ20032013144
公开日2005年1月26日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者冯奇峰, 马玉山, 李芃, 田志华, 崔学智, 贾华 申请人:吴忠仪表股份有限公司