CN105221813A - 基于cmc芯片的电动执行机构 - Google Patents

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侯世博
丁戍卫
朱权
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Shanghai Instrument And Meter For Automation Co Ltd
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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Abstract

本发明公开了一种基于CMC芯片的电动执行机构，其中，包括：一电子控制器与一执行机械结构连接，所述电子控制器包括：一CMC芯片，所述CMC芯片上连接有辅助MCU、总线通信卡、监控继电器、信号处理电路、电子力矩检测电路、驱动电路。本发明通过多个部分与CMC芯片的连接关系解决CMC540C128芯片与多种传感器，如温度和物位等的接口技术问题,能够解决CMC540C128芯片与位置感应装置、力矩感应装置、电极保护装置等的接口技术以及驱动实现问题。同时加入了故障检测和保护电路，使工作更加可靠，显示和操作人性化，具有灵活的功能，性能可靠。

Description

基于CMC芯片的电动执行机构
技术领域
本发明涉及一种电动执行机构，尤其涉及一种基于CMC芯片的电动执行机构。
背景技术
对于执行机构最广泛的定义是：一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。
智能电动执行机构通过判断控制信号和当前位置的偏差值，控制电机运行方向，驱动减速箱，使执行机构朝缩小偏差的方向运行。当偏差值小于灵敏度时，停止运行。智能电动执行机构加入了故障检测和保护电路使工作更加可靠，显示和操作人性化，具有灵活的功能。智能电动执行机构的核心在于逻辑判断与控制。主控制器对执行机构的各种采样信号、控制信号、故障信号等进行组合分析，控制执行机构的开关运行。但现有技术中的CMC芯片无法满足执行机构多样性的功能和性能的要求。
发明内容
本发明公开了一种基于CMC芯片的智能电动执行机构，用以解决现有技术中CMC芯片无法满足执行机构多样性的功能和性能的要求的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于CMC芯片的电动执行机构，其中，包括：一电子控制器与一执行机械结构连接，所述电子控制器包括：一CMC芯片，所述CMC芯片上连接有辅助MCU、总线通信卡、监控继电器、信号处理电路、电子力矩检测电路、驱动电路。
如上所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其中，所述执行机械结构包括：一减速器上连接有一三相电动机、一绝对编码器、一手轮。
如上所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其中，所述绝对编码器与所述辅助MCU连接，所述三相电动机与所述驱动电路连接。
如上所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其中，所述CMC芯片上还连接有电子力矩检测电路、相序电路、温度保护电路。
如上所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其中，所述CMC芯片上连接有本机手操电路。
如上所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其中，所述辅助MCU上连接有遥控接收装置、显示装置。
一种基于CMC芯片的电动执行机构的控制方式，其中，包括：步骤一：对控制方式进行判断，判断是就地控制方式、远程控制方式、停止，如果是就地控制方式，则进行步骤二；如果是远程控制方式则进行步骤三，如果是停止，则进行停止；步骤二：进行是否有就地开关的判断，如果有，则通过就地开关控制进行步骤四；步骤三：对远程控制信号类型进行分类，数字量进行数字量处理，开关量进行开关量处理，模拟量进行模拟量处理；步骤四：对信号进行采样滤波；步骤五：对位置进行检测；步骤六：对故障进行判别；步骤七：进行故障的保护；步骤八：进行故障的反馈；步骤九：对故障进行显示；步骤十：通过键盘进行控制。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中CMC芯片无法满足执行机构多样性的功能和性能的要求的问题，通过多个部分与CMC芯片的连接关系解决CMC540C128芯片与多种传感器，如温度和物位等的接口技术问题,能够解决CMC540C128芯片与位置感应装置、力矩感应装置、电极保护装置等的接口技术以及驱动实现问题。同时加入了故障检测和保护电路，使工作更加可靠，显示和操作人性化，具有灵活的功能，性能可靠。
附图说明
图1是本发明基于CMC芯片的电动执行机构的结构框图；
图2是本发明基于CMC芯片的电动执行机构的电路原理图；
图3是本发明基于CMC芯片的电动执行机构的控制方式的逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
图1是本发明基于CMC芯片的电动执行机构的结构框图，请参见图1，一种基于CMC芯片的电动执行机构，其中，包括：一电子控制器1与一执行机械结构2连接，电子控制器1包括：一CMC芯片11，CMC芯片11上连接有辅助MCU12、总线通信卡13、监控继电器14、信号处理电路15、电子力矩检测电路101、驱动电路19，信号处理电路15用于接收开关量数据，通过本发明的上述连接关系可以实现片内逻辑控制，程序处理及调度管理，多种数据接口通信。
本发明的CMC芯片11可以集成Flash、SRAM、通用定时器、PLL、实时钟，以及以太网MAC、UART、CAN、SPI、I2C等多种通信接口。
进一步的，本发明基于CMC芯片11的智能电动执行机构采用的是CMC540C128芯片，本发明通过硬件连接关系解决CMC芯片11位置感应装置、力矩感应装置、电极保护装置等的接口技术以及驱动实现问题。提高了电动执行机构的精度、减小死区与回差、减少振荡等，工作环境下电动执行机构电机惯性参数在线自动辩识技术、刹车控制参数的在线自动寻优自动整定技术等均有提高。
本发明的执行机械结构2包括：一减速器22上连接有一三相电动机25、一绝对编码器21、一手轮23。
本发明的绝对编码器21与辅助MCU12连接，三相电动机25与驱动电路19连接。
本发明的CMC芯片11上还连接有电子力矩检测电路101、相序电路18、温度保护电路17。
本发明的CMC芯片11上连接有本机手操电路16。
本发明的辅助MCU12上连接有遥控接收装置、显示装置，具体的，本发明的遥控接收装置可以为蓝牙/红外接收装置，显示装置可以为LCD显示103。
本发明的电子控制器1还包括电源模块，用以对电子控制器1进行供电。
图2是本发明基于CMC芯片的电动执行机构的电路原理图，请参见图2，在本发明的一个具体实施例中，本发明的具体工作原理可以为：由位置检测、显示键盘、保护装置、外围控制信号传输给控制器。控制器发指令，控制驱动器进行相应的操作，然后驱动电机运转，电机带动减速箱，减速箱带动输出轴运转，实现控制输出轴的转速和力矩。当转速或力矩发生变化时，系统会产生反馈信号并显示在显示器上，根据反馈信号与期望信号的差异来调节控制器，进而控制执行机构，使之达到期望的运行状态。
图3是本发明基于CMC芯片的电动执行机构的控制方式的逻辑框图，请参见图3，一种基于CMC芯片的电动执行机构的控制方式，其中，包括：步骤一：对控制方式进行判断，判断是就地控制方式、远程控制方式、停止，如果是就地控制方式，则进行步骤二；如果是远程控制方式则进行步骤三，如果是停止，则进行停止；步骤二：进行是否有就地开关的判断，如果有，则通过就地开关控制进行步骤四；步骤三：对远程控制信号类型进行分类，数字量进行数字量处理，开关量进行开关量处理，模拟量进行模拟量处理；步骤四：对信号进行采样滤波；步骤五：对位置进行检测；步骤六：对故障进行判别；步骤七：进行故障的保护；步骤八：进行故障的反馈；步骤九：对故障进行显示；步骤十：通过键盘进行控制，最终实现对执行机构的控制。
综上，通过本发明公开的结构及控制方式本发明可以实现：1、三相电源错相自动纠正。2、断相保护。3、电机过热保护。4、阀门卡死保护：如果阀门被卡死，当启动信号发出6秒内无任何动作，就将控制器断开，以防止电机过热。5、瞬时反向保护：当执行机构接到瞬时反转命令时，软件自动延时用以保护对阀杆和齿轮箱所产生不必要磨损。6、力矩保护：实时检测，大小可设定。7、阀门监控保护。8、ESD超越保护功能。9、EPA通信及MODBUS通信。

Claims (7)

1.一种基于CMC芯片的电动执行机构，其特征在于，包括：一电子控制器与一执行机械结构连接，所述电子控制器包括：一CMC芯片，所述CMC芯片上连接有辅助MCU、总线通信卡、监控继电器、信号处理电路、电子力矩检测电路、驱动电路。
2.根据权利要求1所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其特征在于，所述执行机械结构包括：一减速器上连接有一三相电动机、一绝对编码器、一手轮。
3.根据权利要求2所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其特征在于，所述绝对编码器与所述辅助MCU连接，所述三相电动机与所述驱动电路连接。
4.根据权利要求1所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其特征在于，所述CMC芯片上还连接有电子力矩检测电路、相序电路、温度保护电路。
5.根据权利要求1所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其特征在于，所述CMC芯片上连接有本机手操电路。
6.根据权利要求1所述的基于CMC芯片的电动执行机构，其特征在于，所述辅助MCU上连接有遥控接收装置、显示装置。
7.一种基于CMC芯片的电动执行机构的控制方式，其特征在于，包括：步骤一：对控制方式进行判断，判断是就地控制方式、远程控制方式、停止，如果是就地控制方式，则进行步骤二；如果是远程控制方式则进行步骤三，如果是停止，则进行停止；步骤二：进行是否有就地开关的判断，如果有，则通过就地开关控制进行步骤四；步骤三：对远程控制信号类型进行分类，数字量进行数字量处理，开关量进行开关量处理，模拟量进行模拟量处理；步骤四：对信号进行采样滤波；步骤五：对位置进行检测；步骤六：对故障进行判别；步骤七：进行故障的保护；步骤八：进行故障的反馈；步骤九：对故障进行显示；步骤十：通过键盘进行控制。
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