CN102287571A

CN102287571A - 基于绝对值编码器的阀位信息转换模块

Info

Publication number: CN102287571A
Application number: CN 201110143438
Authority: CN
Inventors: 张中远; 刘伟; 宋喆
Original assignee: Tianjin Jinda Actuation Co Ltd
Current assignee: Tianjin Jinda Actuation Co Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明涉及一种基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，包括微处理器、RS422电路、数模转换电路、RS485电路和电源电路，电源电路将交流电源转换为直流电源并与各个电路相连接，RS422电路的输入端与绝对值编码器输出的位置数据相连接，RS422电路的输出端与微处理器的输入端相连接，微处理器的输出端分别与数模转换电路、RS485电路相连接输出模拟信号和RS485数据。本发明设计合理，通过微处理器对绝对值编码器的RS422格式数字信号进行处理和转换，在电动执行机构中增加本转换模块即可实现绝对值编码器功能，能够对不同型号执行机构进行快速升级，提高电动执行机构的其稳定性、精度以及增加多圈计数的能力。

Description

基于绝对值编码器的阀位信息转换模块

技术领域

本发明属于电动执行机构领域，尤其是一种基于绝对值编码器的阀位信息转换模块。

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。阀位检测装置是电动执行机构的重要组成部分，阀位检测装置的位置发生部分主要有导电电位器和增量式编码器两种。导电电位器价格低廉，但精度较低，稳定性差，只能实现360度以内的位置检测；增量式编码器成本较导电电位器成本较高，精度很高，可实现多圈计数，但与其对应的控制系统不能断电，否则位置信息将全部混乱。而采用绝对值编码器则可以在一定程度上解决上述两种方式的不足，因为绝对值编码器中的每一个位置都是唯一的，所以无需通电就可以保持住当前的位置，而且绝对值编码器还具有精度高、稳定性好、体积小等诸多优点，采用绝对值编码器作为阀位检测装置的位置发生部分的电动执行机构将在精度、应用范围以及稳定性方面有着更加明显的优势。但是，由于绝对值编码器输出RS422格式的数字信号，与导电电位器的模拟量信号和增量式编码器的数字信号都不相同，因此绝对值编码器并不能直接应用于现有的电动执行机构中，造成针对绝对值编码器单独研发控制主板的研发周期较长、研发费用较高，并且只能研发出应用绝对值编码器的单一型号电动执行机构，因而不能在短期内实现其最大价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、适用于不同型号执行机构的基于绝对值编码器的阀位信息转换模块。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，包括微处理器、RS422电路、数模转换电路、RS485电路和电源电路，电源电路将交流电源转换为直流电源并与各个电路相连接，RS422电路的输入端与绝对值编码器输出的位置数据相连接，RS422电路的输出端与微处理器的输入端相连接，微处理器的输出端分别与数模转换电路、RS485电路相连接输出模拟信号和RS485数据。

而且，所述的微处理器还通过I/O接口与按键电路和显示电路相连接。

而且，所述的电源电路由变压器、整流电路及电源芯片7824和7805芯片连接构成，其输入端与交流电源相连接，其输出端分别输出24V和5V直流电源。

而且，所述的微处理器采用ATMEGA88芯片，所述的RS422电路采用MAX488接口芯片，所述的数模转换电路采用AD420数模转换芯片，所述的RS485电路采用MAX485接口芯片。

而且，所述的电源电路通过接线端子连接交流电源；所述的RS422电路通过接线端子接收绝对值编码器输出的位置数据；所述的数模转换电路和RS485电路分别通过接线端子向外输出。

本发明的优点和积极效果是：

本发明设计合理，通过微处理器对绝对值编码器的RS422格式数字信号进行处理和转换，转换后的信号格式与导电电位器或增量式编码器的输出信号格式一致，在电动执行机构中增加本转换模块即可做到将现有电动执行机构中的导电电位器或增量式编码器直接替换为绝对值编码器，实现了对不同型号执行机构的快速升级功能，提高了其稳定性、精度以及增加多圈计数的能力。

附图说明

图1是本发明的电路方框图；

图2是电源电路的电路图；

图3是微处理器与键盘电路的连接示意图；

图4是显示电路的电路图；

图5是RS422电路的电路图；

图6是数模转换电路的电路图；

图7是RS485电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，如图1所示，包括微处理器、RS422电路、数模转换电路、RS485电路、按键电路、显示电路和电源电路。电源电路将交流电源转换为直流电源并与各个电路相连接，RS422电路的输入端与绝对值编码器输出的位置数据相连接，RS422电路的输出端与微处理器的输入端相连接，微处理器的输出端分别与数模转换电路、RS485电路相连接输出模拟信号和RS485数据。下面对各部分电路分别进行说明：

电源电路由接线端子J1、变压器、整流电路及电源芯片7824和7805芯片连接构成，如图2所示，外部交流电源接入到接线端子J1并经变压器降压后，经整流电路分别接入到电源芯片7824和7805后分别输出24V和5V电源并连接到各部分电路提供直流电源。

微处理器采ATMEGA88芯片，其通过I/O接口与RS422电路、数模转换电路、RS485电路、按键电路和显示电路相连接。如图3所示，微处理器的三个I/O端口与按键电路进行连接，通过三个按键实现按键输入功能。如图4所示，微处理器的四个I/O端口与显示电路相连接，该显示电路为四个LED灯，微处理器控制LED灯来进行信息显示。如图5所示，RS422电路包括MAX488接口芯片、接线端子J4和J5，外部绝对值编码器输出的位置数据通过接线端子J4和J5接入到MAX488接口芯片上，MAX488接口芯片将接收到的位置数据转换成RS422格式的位置数据并输入到微处理器中。微处理器对接收的数据进行计算和转换然后通过I/O接口分别传输给数模转换电路、RS485电路。如图6所示，数模转换电路采用AD420数模转换芯片，其接收微处理器输出的数据并将其转换为0～5V的模拟量经接线端子J2进行输出。如图7所示，RS485电路采用MAX485接口芯片，其接收微处理器输出的数据并将其转换成RS485格式的数据经接线端子J3向外输出。

本发明的工作步骤如下：

1、绝对值编码器输出RS422格式的位置数据通过接线端子J4、J5进入MAX488芯片。

2、MAX488接口芯片将转换后的位置数据传送给微处理器ATMEGA88。

3、ATMEGA88根据预先的设置参数对传送进来的位置数据进行计算和转换，并以两种数据格式分别传输给AD420芯片和MAX485芯片。

4、MAX485芯片将收到的数据转换为RS485格式的数据通过J3向外输出；AD420芯片将收到的数据转换为0～5V的模拟量通过J2向外输出。

5、ATMEGA88实时对按键电路进行扫描，当有按键出现后，ATMEGA88对该按键信息进行处理，并将处理信息送给LED显示电路进行相应的信息显示。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明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发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，其特征在于：包括微处理器、RS422电路、数模转换电路、RS485电路和电源电路，电源电路将交流电源转换为直流电源并与各个电路相连接，RS422电路的输入端与绝对值编码器输出的位置数据相连接，RS422电路的输出端与微处理器的输入端相连接，微处理器的输出端分别与数模转换电路、RS485电路相连接输出模拟信号和RS485数据。

2.根据权利要求1所述的基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，其特征在于：所述的微处理器还通过I/O接口与按键电路和显示电路相连接。

3.根据权利要求1所述的基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，其特征在于：所述的电源电路由变压器、整流电路及电源芯片7824和7805芯片连接构成，其输入端与交流电源相连接，其输出端分别输出24V和5V直流电源。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，其特征在于：所述的微处理器采用ATMEGA88芯片，所述的RS422电路采用MAX488接口芯片，所述的数模转换电路采用AD420数模转换芯片，所述的RS485电路采用MAX485接口芯片。

5.根据权利要求4所述的基于绝对值编码器的阀位信息转换模块，其特征在于：所述的电源电路通过接线端子连接交流电源；所述的RS422电路通过接线端子接收绝对值编码器输出的位置数据；所述的数模转换电路和RS485电路分别通过接线端子向外输出。