CN203162290U - 用于控制阀门定位的微处理器单元、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了用于控制阀门定位的微处理器单元、设备及系统，该处理器单元包括：控制端口(I)，直接连接到一控制单元(204)，并且接收对应于阀门定位的第一信号；马达端口(VII)，直接连接到一马达控制模块(212、214)，并且向该马达控制模块输出第二信号以驱动马达(215)；位置传感端口(V)，直接连接到马达位置传感器(218)，并且接收指示该马达(215)的位置的第三信号；处理器，连接到该控制端口(I)、该马达端口(VII)和该位置传感端口(V)，根据该第一信号和该第三信号来控制该第二信号。

Description

用于控制阀门定位的微处理器单元、设备及系统

技术领域

本实用新型涉及阀门控制。

背景技术

图1示出了用于阀门定位的已知系统100。该系统100包括串行通信接口104，控制单元106，电压控制及电压参考108。串行通信接口104可以是通用串行总线(USB)或RS-232端口。在操作中，控制单元106接收来自操作员的、将阀门109移动到特定位置的命令。基于接收到的该命令，控制单元106确定与该特定阀门位置和/或该阀门需要制动至该特定位置的量相关的电压。在一些例子中，该控制单元106控制电压、电流和/或开关，并且包括由硬件或固件实现的解弹跳开关(switch debounce)。该电压控制及电压参考108实质性地避免使用在系统100中的电压漂移，和/或减少和/或改变该电压至由该系统100安全地使用的等级。

该系统100还包括第一微处理器110和第二微处理器112，马达驱动114和马达116。第一微处理器110控制和/或接收来自串行通信端口104、控制单元106和电压控制及电压参考108的输入。该第一微处理器110还包括算法和/或函数，用于基于所接收的输入决定输出。该第二微处理器112控制和/或接收来自霍尔效应传感器，马达116，马达接口和/或传感器118、120和122的反馈。该霍尔效应传感器可以与阀门102的位置相关。在一些例子中，该第二微处理器112直接地与马达驱动114接口连接，并且因此第二微处理器112能够发送信号直接地至马达驱动114，而并不使用单独的马达接口。基于接收的来自第二微处理器112的输入，马达驱动114产生电流以移动马达116并且继而移动阀门109。

实用新型内容

这些现有系统被两个微处理器实现，其中的一个接收输入，而另一个驱动和/或控制耦接至阀门的马达，这增加了现有系统的复杂度。多个微处理器在系统中造成了更大的复杂性，这是因为微处理器必须被接口连接并且写更多的计算机代码。

这里公开的示例涉及用于控制阀门的定位的系统和方法，与现有系统相比，该系统具有简化的电子器件和固件。与此不同，为了简化电子器件和固件，这里公开的示例由单个处理器所实现，该处理器接收输入并且驱动和/或控制耦接至阀门的马达。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于阀门定位的微处理器单元，其特征在于，包括：

-控制端口，直接连接到一控制单元，并且接收对应于阀门定位的第一信号；

-马达端口，直接连接到一马达控制模块，并且向该马达控制模块输出第二信号以驱动马达；

-位置传感端口，直接连接到马达位置传感器，并且接收指示该马达的位置的第三信号；

处理器，连接到该控制端口、该马达端口和该位置传感端口，根据该第一信号和该第三信号来控制该第二信号。

根据本方面，本实用新型的优点是：马达定位功能由单个微处理器单元所实现，降低了复杂性。

优选地，该微处理器单元还包括：通信端口，直接连接到串行通信单元并且接收指令。

优选地，该微处理器单元还包括：参考电压端口，直接连接到电压调整和电压参考单元，并且接收参考电压。

优选地，该微处理器单元还包括：电流传感端口，直接连接到该马达的电流传感器，并接收指示该马达中的电流的第四信号；该处理器进一步根据该第四信号来控制该第二信号。

优选地，该微处理器单元还包括：温度传感端口，直接连接到温度传感器，并且接收指示该马达控制控制模块的温度的第五信号；该处理器进一步根据该第五信号来控制该第二信号。

优选地，该微处理器单元还包括：存储器端口，用于连接到数据存储器，并且将与包括该微处理器单元的系统相关的数据输出给该数据存储器进行存储。

优选地，该马达端口直接地连接到马达接口，该马达接口耦接到该马达的马达驱动器，或，该马达端口直接连接到该马达的马达驱动器。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种用于阀门定位的设备，其特征在于，包括：

-控制单元，接收将阀门移动至一定位置的命令，并且决定电压，该电压对应于该一定位置和/或该阀门被移动到该一定位置的移动量；

-根据本实用新型的第一个方面所述的微处理器单元，其中，该微处理器单元的控制端口直接连接到该控制单元。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种用于阀门定位的系统，其特征在于，包括：

-马达，连接到阀门并且移动该阀门；

-马达控制模块，连接到该马达，控制该马达来移动该阀门；

-马达位置传感器，传感该马达的位置；

-根据本实用新型的第二个方面所述的设备，其中，该设备的微处理器单元的马达端口直接连接到该马达控制模块，且该设备的微处理器单元的位置传感接口直接连接到该马达位置传感器。

本实用新型的以上以及其它优点、特性将在下文中的实施方式部分进行明确地阐述。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了用于阀门定位的已知系统100；

图2示出了用于根据本实用新型的实施方式的控制阀门定位的示例系统200；

图3是一个示例的处理器平台P100的示意图，它能够用于实现本实用新型的实施方式。

具体实施方式

本实用新型的实施方式提供了微处理器单元，包括：

-控制端口，直接连接到一控制单元，并且接收对应于阀门定位的第一信号；

-马达端口，直接连接到一马达控制模块，并且向该马达控制模块输出第二信号以驱动马达；

-位置传感端口，直接连接到马达位置传感器，并且接收指示该马达的位置的第三信号；

处理器，连接到该控制端口、该马达端口和该位置传感端口，根据该第一信号和该第三信号来控制该第二信号。

图2示出了用于控制阀门定位的示例系统200。该系统200包括串行通信端口202，控制单元204和电压控制及电压参考206。该串行通信端口202可以是通用串行总线(USB)或RS-232端口。在操作中，控制单元204接收来自操作员的、将阀门208移动到特定位置的命令。基于接收到的该命令，控制单元204确定与该特定阀门位置和/或该阀门需要制动至该特定位置的量相关的电压。在一些例子中，该控制单元204控制电压、电流和/或开关，并且包括由硬件或固件实现的解弹跳开关(switch debounce)。该电压控制及电压参考206实质性地避免使用在系统200中的电压漂移，和/或减少和/或改变该电压至由该系统200安全地使用的等级。

该系统200还包括微处理器单元210，以及还包括马达接口212，马达驱动器214，马达215和数据存储器217。与示例系统100不同，微处理器单元210具有：

控制端口I，直接连接到控制单元204；

通信端口II，直接连接到串行通信202；

参考电压端口III，直接连接到电压调节和电压参考单元206；

电流传感端口IV，直接连接到传感器216；

位置传感端口V，直接连接到传感器218；

温度传感端口VI，直接连接到传感器220；

马达端口VII，直接连接到马达控制模块。马达控制模块包括马达接口21。

该微处理器单元210还包括处理器，它使用算法和/或函数，用于基于所接收的输入，即来源于控制单元的对应于阀门定位的第一信号、来自位置传感器218的指示马达位置的第三信号、来自电流传感器216的指示该马达中的电流的第四信号、来自温度传感器220的指示马达控制模块的温度的第五信号，来决定获得的输出，即向该马达控制模块输出的驱动马达的第二信号。虽然没有示出，但是在一些示例中，微处理器单元210被直接接口连接到马达驱动214，因此微处理器单元210能够发送信号直接地至马达驱动214，而并不使用单独的马达接口212。

在操作中，电流传感器216监控马达215的电流，马达位置传感器218监控马达215的位置，温度传感器220监控马达驱动214和/或马达215的温度。在一些例子中，基于所接收的、来自微处理器单元210和/或马达接口212的输入，马达驱动214电流以移动马达216并且继而移动阀门208。微处理器单元210包括存储器端口VIII，连接到数据存储器217，以存储与系统200相关的数据，例如所接收的命令，阀门位置历史等等。

如图2所示，虚线所框的微处理器单元210和控制单元204可以构成一个用于阀门定位的设备。优选地，该设备还包括虚线所框的其他部件：串行通信202、电压调节和电压参考单元206、数据存储器217、和可能存在的马达接口212。

图3是一个示例的处理器平台P100的示意图，该平台可以被用于和/或被编程以实现串行通信端口202，控制单元204，电压控制及电压参考206，微处理器单元210，马达接口212，数据存储器217和/或这里描述的任何示例。例如，处理器平台P100能够由一个或多个通用目的处理器、处理器内核、微控制器等实现。

图3的例子的处理器平台P100包括至少一个通用目的的可编程处理器P105。该处理器P105执行存在于处理器P105的存储器中(例如，RAM P115和/或ROM P120中)的代码化的指令P110和/或P112。处理器P105可以是任何类型的处理单元，例如处理器内核、处理器和/或微控制器。除了执行别的之外，该处理器P105可以执行这里描述的示例方法和设备。

处理器P105通过总线P125与主存储器(包括ROM P120和/或RAMP115)通信。RAM P115可以由动态随机访问存储器(DRAM)，同步动态随机访问存储器(SDRAM)和/或任何其他类型的RAM设备来实现，ROM可以由闪存和/或任何所需类型的存储器设备来实现。对存储器P115和存储器P120的访问可以由存储器控制器(未示出)来控制。

处理器平台P100还包括接口电路P130。该接口电路P130可以由任何类型的接口标准来实现，例如外部存储器接口、串行端口、通用目的输入/输出等。一个或多个输出设备P135和一个或多个输出设备P140被连接到接口电路P130。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本实用新型不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (9)

1.一种用于阀门定位的微处理器单元(210)，其特征在于，包括：

-控制端口(I)，直接连接到一控制单元(204)，并且接收对应于阀门定位的第一信号；

-马达端口(VII)，直接连接到一马达控制模块，并且向该马达控制模块输出第二信号以驱动马达(215)；

-位置传感端口(V)，直接连接到马达位置传感器(218)，并且接收指示该马达(215)的位置的第三信号；

处理器，连接到该控制端口(I)、该马达端口(VII)和该位置传感端口(V)，根据该第一信号和该第三信号来控制该第二信号。

2.根据权利要求1所述的微处理器单元，其特征在于，还包括：

-通信端口(II)，直接连接到串行通信单元(202)并且接收指令。

3.根据权利要求1所述的微处理器单元，其特征在于，还包括：

-参考电压端口(III)，直接连接到电压控制和电压参考单元(206)，并且接收参考电压。

4.根据权利要求1所述的微处理器单元，其特征在于，还包括：

-电流传感端口(IV)，直接连接到该马达的电流传感器(216)，并接收指示该马达中的电流的第四信号；

该处理器进一步根据该第四信号来控制该第二信号。

5.权利要求1所述的微处理器单元，其特征在于，还包括：

-温度传感端口(VI)，直接连接到温度传感器(220)，并且接收指示该马达控制控制模块的温度的第五信号；

该处理器进一步根据该第五信号来控制该第二信号。

6.权利要求1所述的微处理器单元，其特征在于，还包括：

-存储器端口(VIII)，用于连接到数据存储器(217)，并且将与包括该微处理器单元的系统相关的数据输出给该数据存储器(217)进行存储。

7.权利要求1所述的微处理器单元，其特征在于，该马达端口(VII)直接地连接到马达接口(212)，该马达接口耦接到该马达的马达驱动器(214)，或，

该马达端口(VII)直接连接到该马达(215)的马达驱动器(214)。

8.一种用于阀门定位的设备，其特征在于，包括：

-控制单元(204)，接收将阀门移动至一定位置的命令，并且决定电压，该电压对应于该一定位置和/或该阀门被移动到该一定位置的移动量；

-根据权利要求1至7中任一项所述的微处理器单元，其中，该微处理器单元的控制端口(I)直接连接到该控制单元。

9.一种用于阀门定位的系统，其特征在于，包括：

-马达(215)，连接到阀门并且移动该阀门；

-马达控制模块，连接到该马达，控制该马达来移动该阀门；

-马达位置传感器(218)，传感该马达的位置；

-根据权利要求8所述的设备，其中，该设备的微处理器单元(210)的马达端口(VII)直接连接到该马达控制模块，且该设备的微处理器单元的位置传感接口(V)直接连接到该马达位置传感器(218)。

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