专利名称：多功能电动伺服放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种伺服放大器，确切地说是一种与电动执行器配用的一种电动伺服放大器。
目前见到的电动伺服放大器，仅能接收单一模拟调节仪表的控制信号和手动信号，不能和微型机算机配用，控制信号之间相互切换时常带来扰动，影响工作，并且不具备分程调节功能，使用不便，应用适应性不广泛。
本实用新型的目的是提供一种不仅能接收调节仪表的模拟信号，还能和微型计算机配套，接受微机的控制信号，工作状态受微机识别和跟踪，能分程调节、正反作用切换及上、下限双向限幅功能，以及各路信号之间的切换无扰动的一种多功能电动伺服放大器。
为完成上述的目的所采用的技术方案图2为多种功能电动伺服放大器电路图；
图1为多功能电动伺服放大器结构原理方框图；根据图1和图2所示，本实用新型由模拟仪表、手动和微机三路输出信号转换器、阀位信号转换器、显示选择开关、控制选择开关、输入信号和阀位信号指示表、分程调节转换器、正反作用转换器、双向限幅电路、比较器、三位开关电路、输出触点保护电路、直流稳压电源组成，其中a.输入信号转换电路，由输入端与模拟调节仪表输出相连接的模拟信号转换电路，模拟转换电路由运算放大器F1、电阻R1～R8、电容器C1和C2、电位器W1组成；输入端与微型计算机输出端相连接的微机信号转换电路，微机信号转换电路由运算放大器F2、电阻R9～R13、电容器C3和C4组成；输入端与电位器W3中心抽头相连接的手动信号转换电路构成，手动信号转换电路由运算放大器F3、电阻R14～R18、电容C5、电位器W2组成；上述三个信号转换电路的输出端分别和控制选择开关K1－2及显示选择开关K2的三个分接点相连接。
b.执行回路，由运算放大器F4、电阻R19～R24、电位器W4和W5、电容C6和C7、二极管D1组成的分程调节转换电路的输入端和控制选择开关K1－2总接点相连接，输出端和由运放F6～F8、电阻R33～R43、电容C12～C13、二极管D2和D3、电位器W7和W8组成双向限幅电路的输入端相接；双向限幅电路的输出端和正反作用转换电路的输入端相接，其正、反作用转换电路由运放F9、电阻R44～R52、电容C14～C18、二极管D4、电位器W9组成；正反作用输入端和正反作用选择开关K3分接点“反”端相连，分接点“正”端和双向限幅电路二极管D2负端相接，选择开关K3总接点和由运算放大器F10、电阻R53～R58、电容C19～C22组成，比较器中的运算放大器F10正输入通道端相接，负输入通道端与阀位信号转换电路运放F14输出端相接；比较器输出端和由运算放大器F11～F13、电阻R59～R75、电容C23和C24、电位器W10、二极管D5和D6、三极管T1和T2组成三位开关的输入端相接；三位开关输出端和由电阻R76和R77、电容C25和C26、二极管D7和D10组成输出触点保护电路的输入端及继电器J1和J2线包相接所组成，上述的输入端中的继电器J1和J2也可改用可控硅触点输出电路，克服继电器触点经常打火造成接触不良的问题。
c.微机跟踪信号回路微机跟踪信号转换电路由运算放大器F5、电阻R25～R32、电容C8～C11、电位器W6组成，其输入端与控制选择开关K1－2总端相连接，输出端提供控制信号与微机相连组成。
d.显示回路由模拟信号转换电路、手动信号转换电路、微机信号转换电路三路信号输出端分别与显示选择开关K2的分接点相接，选择开关K2的总接点与由电阻R94和R95、电位器W11、二极管D11组成信号转换电路输入端相接，输出端和电表M1相连而组成。
e.阀位信号回路由三极管F3、电阻R80～R82、电位器W12、二极管D12组成阀位信号转换电路1，输入端接电动执行器阀位信号，输出端接比较器与由运算放大器F14、电阻R83～R93、电位器W13～W15、电容C33～C35、二极管D13组成阀位信号转换电路2输入端连接，阀位信号转换电路2输出端和表头M2相连接。阀位信号电源由电源变压器、二极管桥路D14、电容C27～C32、滤波器Z1和Z2、电阻R78和R79组成进行供电；阀位信号选择开关K4总端通过电阻R85与运放F14正输入端相连，分端I与电阻R89相接组成。
本实用新型根据图1结合图2作进一步说明本实用新型由三路输入信号转换器、阀位信号转换器、显示选择开关、控制选择开关、输入信号和阀位信号指示表、分程调节转换器、正反作用转换器、双向限幅电路、比较器、三位开关电路、输出触点保护电路、手动操作齿轮、直流稳压电源等组成。模拟调节仪表输入信号、微机输入信号、手动信号和阀位信号、分别通过各自的信号转换电路将信号转换为仪表内部统一信号，使仪表既可接收模拟仪表的0～10mA和4～20mA控制信号，又可接收微机的0～10mA和4～20mA或1～5V的控制信号，从而增强与外部仪表和执行器的适配能力。
与阀位信号转换电路联接设置阀位信号电源和阀位选择开关K4、K4有W和I两个位置，若阀位信号是电位器信号，将K4置W位置即可，若阀位信号是连续电流信号为0～10mA或4～20mA，则将K4置I位置。若阀位信号是电位器信号，一般需该仪表向“阀位电位器”提供一直流稳压电源，本实用新型设置了阀位信号电源。当K4置“W”位置时，将阀位信号电源和阀位电位器接通，并将阀位开度信号取来，当K4置“I”位置时；便将阀位信号电源和仪表外部断开，同时将连续电流式阀位信号取回来，上述阀位输出信号由表头M2显示出来，完成阀位转电路既可接收0～10mA和 4～20mA连续电流阀位信号，又可接收0～1KΩ电位器阀位信号。
“显示选择开关”K2，欲显示哪路信号时，将K2置相应位置，各路输入信号，经K2选择后送“显示信号转换器”其大小由表头M1显示出来，阀位信号经信号转换器转换后，直接由表头M2连续显示出来。
K1为控制选择开关，系统欲用哪路信号控制电动执行器，将K1置相应位置即可。K1共有二把刀、三个位置，其中一把刀(K1－2)用于控制信号切换，一把刀(K1－1)用于输出，即将“控制状态”信号输出给微机，K1置“模拟”位置时，则阀门开度由模拟调节仪表送来的0～10mA或4～20mA信号控制；K1置“微机”位置时，则阀门开度由微机送来的0～10mA或4～20mA信号控制；K1置“手动”位置时，则阀门开度直接由手动齿轮控制，欲使阀门开大，则逆时针旋转齿轮即可；欲使阀门关小，则反之。
仪表控制信号经K1选择送“分程调节电路”，其输出经“双向限幅电路”处理后，再送“正反作用转换电路”，在“正反作用转换电路”部分，设置了“正反作用选择开关”K3，将K3置“正”位置，则仪表为“正作用”；将K3置“反”位置，则仪表为“反作用”使用、调整方便。
经处理后的仪表控制信号UK和阀位反馈信号UF同时送比较器，其输出送三位开关电路，三位开关输出经“输出触点保护电路”处理后，直接驱动电动执行器。若电动执行器功率较大，外接两个中间继电器J1J2起此作用。
本实用新型在进行手动，模拟和微机信号之间相互切换时能实现无扰动切换。主要采取措施一方面将经K1选择后的控制信号转换为驱动电动执行器的开关信号，另一方面将经K1选择后的“控制信号”和“控制状态”信号同时送给微机判别和跟踪，使系统可随时由“手动”或“模拟”向“微机”切换，不需“平衡”，即可做到无扰动。微机只需识别本实用新型送给它的“控制状态”信号是“0”还是“1”，便知道是否需要跟踪。当“控制状态”信号为“1”时，表明选择的微机控制信号，因而微机不必跟踪；相反，当“控制状态”信号为“0”时，表明选择的“控制信号”不是微机送来的，因而微机必须随时跟踪本实用新型的控制信号。控制状态信号是从“控制选择开关”K1获得。当K1置“微机”位置时，K1－1输出接通，本实用新型的“控制状态”信号为“1”；当K1是“手动”或“模拟”位置时，K1－1输出断开，本实用新型的“控制状态”信号为“0”，微机就是根据K1－1信号是“0”还是“1”，来决定是否跟踪，因此微机跟踪电路不但能将输出状态送给微机识别，而且还能将控制信号送给微机跟踪。
分程调节功能是分程调节转换电路能将输出信号任意分程，输入0～5mA，对应阀位开度为0％～100％或100％～0％，5～10mA时，对应阀位开度为0％～100％或100％～0％。在使用时有“分程调节”要求的，则可自行调整分程调节电位器，可满足“分程调节”的所有要求。
对于可靠性要求较高的电力、石化等行业中，为了克服继电器触点经常打火造成接触不良问题，本实用新型还可将输出触点保护电路中的继电器用可控硅即固态继电器触点输出。
采用本实用新型后，由于有微机配套，微机能对控制信号识别和跟踪，各路信号之间实现无扰动切换，仪表内部设有手动信号，更提高了系统的可靠性，仪表有分程调节功能，满足了在空调系统中常常一路控制信号需控制二个或二个以上执行器动作的要求，并有正反作用切换功能和上、下限双向限幅功能给系统设计带来极大方便。
权利要求1.一种多功能电动伺服放大器，由信号转换电路，限幅电路，比较器电路，三位开关电路。输出触点保护电路，信号指示表头，及电源所组成，其特征在于a.输入信号转换电路，由输入端与模拟调节仪表输出相连接的模拟信号转换电路(运放F1，电阻R1～R8，电容C1，C2，电位器W1组成)；输入端与微型计算机输出端相连接的微机信号转换电路(运放F2，电阻R9～R13，电容C3～C4组成)；输入端与电位器W3中心抽头相接的手动信号转换电路(运放F3，电阻R14～R18，电容C5，电位器W2组成)构成；三个信号转换电路的输出端分别和控制选择开关K1-2，及显示选择开关K2的三个分接点相连接；b.执行回路，由分程调节转换电路(运放F4，电阻R19～R24，电位器W4，W5，电容C6，C7，二极管D1组成)输入端和控制选择开关K1-2总接点相连接，输出端和双向限幅电路(运放F6～F8，电阻R33～R43，电容C12～C13，二极管D2，D3，电位器W7，W8组成)的输入端相接；双向限幅电路的输出端和正反作用转换电路(运放F9，电阻R44～R52，电容C14～C18，二极管D4，电位器W9组成)的输入端相接，正反作用输出端和正反作用选择开关K3分接点“反”端相连；分接点“正”端和双向限幅电路二极管D2负端相接；K3总接点和比较器(运放F10，电阻R53～R58，电容C19～C22组成)运放后F10正输入通道端相接；负输入通道端与阀位信号转换电路运放F14输出端相接；比较器输出端和三位开关(运放F11～F13，电阻R59～R75，电容C23，C24，电位器W10，二极管D5，D6，三极管T1，T2组成)的输入端相接；三位开关输出端和输出触点保护电路(电阻R76，R77，电容C25，C26，二极管D7～D10组成)的输入端及继电器J1、J2线包相接所组成；c.微机跟踪信号回路，由微机跟踪信号转换电路(由运放F5，电阻R25～R32，电容C8～C11，电位器W6组成)的输入端与控制选择开关K1-2总端相连接，输出端提供控制信号与微机相连组成；d.显示回路，由模拟信号转换电路，手动信号转换电路，微机信号转换电路，三路信号输出端分别与显示选择开关K2的分接点相接，K2的总接点与信号转换电路(电阻R94，R95，电位器W11，二极管D11组成)输入端相接，输出端和电表M1相连而组成；e.阀位信号回路，由阀位信号转换电路1(三极管T3，电阻R80～R82，电位器W12，二极管D12组成)输入端接电动执行器阀位信号，输出端接比较器和阀位信号转换电路2(由运放F14，电阻R83～R93，电位器W13～W15，电容C33～C35，三极管D13组成)阀位信号转换电路2输出端和表头M2相连接；并由阀位信号电源(由电源变压器，二极管桥式整流块D14，电容C27～C32，滤波器Z1，Z2，电阻R78，R79组成)供电；阀位信号选择开关K4总端通过电阻R85与运放F14正输入端相连，分端I与电阻R89相接组成。
2.根据权利要求1所述的多功能电动伺服放大器，其特征在于所述的输入信号转换电路既可接收模拟仪表的0～10mA(或4～20mA)控制信号，又可接收微机的0～10mA(或4～20mA，或1～5V)的控制信号。
3.根据权利要求1所述的多功能电动伺服放大器，其特征在于所述的阀位转换电路既可接收0～10mA(或4～20mA)连续电流阀位信号，又可接收0～1KΩ电位器阀位信号。
4.根据权利要求1所述的多功能电动伺服放大器，其特征在于所述的微机跟踪电路不但能将输出状态送给微机识别，而且还能将控制信号送给微机跟踪。
5.根据权利要求1所述的多功能电动伺服放大器，其特征在于所述的分程调节转换电路能将输入信号任意分程；输入0～5mA，对应阀位开度为0％～100％(或100％～0％)，5～10mA时对应阀位开度为0％～100％(或100％～0％)。
6.根据权利要求1所述的多功能电动伺服放大器，其特征在于所述的输出开关电路既可用继电触触点输出，又可用可控硅(固态继电器)触点输出。
专利摘要一种多功能电动伺服放大器，是由信号转换电路，限幅电路、比较器电路、三位开关电路、输出触点保护电路信号指示表头及电源所组成，其特征在于还包括有输入信号转换电路，执行回路，微机跟踪信号回路、显示回路和阀位信号回路。该放大器能同时接收模拟调节仪表和微机送来的控制信号，微机能对控制信号识别和跟踪，实现无扰动信号切换，并设有手动信号，更提高了系统可靠性；同时有“分程调节”功能，正反作用切换功能，和上、下限双向限幅功能给系统设计带来极大方便。
文档编号G05B11/18GK2068251SQ9020718
公开日1990年12月26日 申请日期1990年4月27日 优先权日1990年4月27日
发明者丁明涛, 刘明, 王德芳, 邱钦伦, 陈汉民 申请人:江苏靖江县扬子江自动化仪表厂