专利名称：能实现以太网通信并由网络冗余供电的电动执行机构的制作方法
技术领域：
本发明属于自动化仪器仪表技术领域，特别是涉及一种能实现以太网通信并由网络冗余供电的电动执行机构。
背景技术：
在公知技术中，电动执行装置一般由相互独立的伺服放大器和执行机构构成，伺服放大器通常由锁存器、程序存储器、数据存储器、微处理器、A/D转换器和驱动放大器组成，执行机构由伺服电动机、减速器和位置发送器组成；该电动执行机构通常只能将位置检测信号与输入信号进行比较，由此获得的控制信号送到驱动电路，以控制执行机构的位移输出，由于该信号不能直接连接到以太网上，也不能通过同一根电缆既传输信号又传送执行机构的直流工作电源，这就给实际使用带来了困难，而另外增加电源不仅会提高成本，还会影响到系统的安全性和可靠性。
发明内容
为了解决现有电动执行装置的不足，本发明提供一种能实现以太网通信并由网络冗余供电的电动执行机构，其技术解决方案是这样实现的它包括微处理器，在微处理器上分别接有锁存器、程序存储器、数据存储器、A/D转换器和驱动放大电路，驱动放大电路经伺服电动机与减速器相接，A/D转换器与减速器之间设有位置发送器，其特征在于所述微处理器与以太网信号收发控制器相连接，两者之间设有可编程逻辑阵列电路，以太网信号收发控制器还分别与RJ45接口和DC/DC电压转换器相接，在RJ45与DC/DC电压转换器之间接有电源冗余输入电路。本发明结构简单、设计合理，能实现以太网通信和网络冗余供电，为网络的安全、可靠运行创造了条件。
图1为本发明的电路方框2为本发明的电路原理3为本发明的电源冗余输入电路示意4为本发明的RJ45接口引脚示意图具体实施方式
在图1中，本发明包括微处理器7，在微处理器7上分别接有锁存器1、程序存储器2、数据存储器3、A/D转换器4和电机驱动放大电路5，驱动放大电路5经伺服电动机12与减速器13相接，A/D转换器4与减速器13之间设有位置发送器14，其特征在于所述微处理器7与以太网信号收发控制器8相连接，两者之间设有可编程逻辑阵列电路6，以太网信号收发控制器8还分别与RJ45接口9和DA/DA电压转换器11相接，电压转换器11与相关联的锁存器1、程序存储器2、数据存储器3、A/D转换器4、电机驱动放大电路5和微处理器7电路相接，在RJ45接口9与DC/DC电压转换器11之间接有电源冗余输入电路10。RJ45接口能将以太网信号传送给以太网信号控制器8，该信号与A/D转换器4输出的位置反馈信号经微处理器7处理和电机驱动放大电路5的驱动放大后，控制伺服电动机12的转动，再经减速器13得到位移输出信号；与此同时，由位置发送器14得到正比于位移输出的反馈信号，经A/D转换器4传送至微处理器7。可编程逻辑阵列电路6用于传输微处理器7和以太网信号收发控制器8之间信号收发时的中断信号和片选信号，以太网信号收发控制器用于接收和发送执行机构和以太网其它设备间的通信信号。
在图2中，微处理器7采用P51XA-G3集成块，其数据和地址线分别和锁存器1、程序存储器2、数据存储器3以及以太网信号收发控制器8相接，可编程逻辑阵列电路6采用集成块GAL16V8集成块，P51XA-G3集成块的高位地址线和信号线与可编程逻辑阵列集成块GAL16V8相应的输入脚相连接，以完成对以太网信号收发控制器8的选片，P51XA-G3集成块的脚6、脚7为控制信号的输出端，它们与驱动放大电路5相连。
A/D转换电路4采用AD7715集成块，其脚7、脚8为模拟量的输入，脚13为数字量的输入，它们与微处理器7相连，脚9、脚10接参考电压。
电机驱动放大电路5采用公知的方式实现，它由隔离模块和固态继电器组成，隔离模块的输入(即光耦集成块TLP521的引脚2、引脚4)分别接增脉冲和减脉冲(即微处理器7的引脚6和引脚7)控制输出，经光耦集成块TLP521光耦合后的脉冲再经放大电路放大，然后与固态继电器相连接，用于驱动固态继电器，固态继电器可采用市售的集成块SSP-380D10，通过继电器的正向与反向(开通与关断)来实现对电机的控制，从而实现对位移输出的控制。
以太网收发控制器8采用集成块93C46集成块，该集成块分别与线圈电路集成块LANF7236、E2PROM集成块93C46、可编程逻辑阵列电路集成块GAL16V8相连接，集成块LANF7236用于传输数据的线圈，其引脚12、引脚10、引脚9、引脚7分别接至RJ45接口9的引脚1、引脚2、引脚3、引脚6，集成块93C46用来给集成块93C46储存物理地址。以太网收发控制器8主要是完成对以太网信号的收发控制，将微处理器7信号传送到其它以太网设备，或是将其它以太网设备传送来的的信号输送给微处理器7处理。
在图3中，电源冗余输入电路10由一个“或”门(M1)和二极管D1组成，“或”门的输入端与RJ45接口9的引脚5、7的两路独立的直流电源(正极)相连，“或”门输出与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与DC/DC转换器11正极相连，RJ45接口9的引脚4、8接地，并接至DC/DC电压转换器11负极。DC/DC电压转换器11可采用市售集成块ZS1R52405，它将24V直流电转换成5V直流电，以作为直流工作电源。电源冗余输入电路10对具有相同输入电压的两路独立电源进行逻辑“或”处理后，互为冗余，这样其中任一路直流电源出现故障都不会影响整个电路的正常运行，而二极管电路可起到防止错误接线(如防反接)的作用。
在图4中，RJ45接口9的引脚1/2可接一组双绞线，引脚3/6接另一组双绞线，此两组绞线可作为信号传输线，引脚4/5可接一组电源输入线，引脚7/8可接另一组电源输入线，两组电源输入电压相同。
权利要求
1.一种能实现以太网通信并由网络冗余供电的电动执行机构，它包括微处理器，在微处理器上分别接有锁存器、程序存储器、数据存储器、A/D转换器和驱动放大电路，驱动放大电路经伺服电动机与减速器相接，A/D转换器与减速器之间设有位置发送器，其特征在于所述微处理器与以太网信号收发控制器相连接，两者之间设有可编程逻辑阵列电路，以太网信号收发控制器还分别与RJ45接口和DC/DC电压转换器相接，电压转换器与相关联的电路相接，在RJ45与DC/DC电压转换器之间接有电源冗余输入电路。
2.根据权利要求1所述的一种能实现以太网通信并由网络冗余供电的电动执行机构，其特征在于所述的以太网信号收发控制器是采用UM9008集成块。
3.根据权利要求1所述的一种能实现以太网通信并由网络冗余供电的电动执行机构，其特征在于所述的电源冗余输入电路由一个“或”门(M1)和二极管D1组成，“或”门的输入端与RJ45接口相连，“或”门输出与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与DC/DC转换器正极相连。
全文摘要
本发明属于自动化仪器仪表技术领域，特别是涉及一种能实现以太网通信并由网络冗余供电的电动执行机构。它包括微处理器，在微处理器上分别接有锁存器、程序存储器、数据存储器、A/D转换器和驱动放大电路，驱动放大电路经伺服电动机与减速器相接，A/D转换器与减速器之间设有位置发送器，其特征在于所述微处理器与以太网信号收发控制器相连接，两者之间设有可编程逻辑阵列电路，以太网信号收发控制器还分别与RJ45接口和DC/DC电压转换器相接，电压转换器与相关联的电路相接，在RJ45与DC/DC电压转换器之间接有电源冗余输入电路，其结构简单、设计合理，能实现以太网通信和网络冗余供电，为网络的安全、可靠运行创造了条件。
文档编号H04L12/10GK1430375SQ02110508
公开日2003年7月16日 申请日期2002年1月4日 优先权日2002年1月4日
发明者冯冬芹, 施一明, 赵联祥, 朱练 申请人:浙江浙大中控技术有限公司