CN204664558U - 一种高精度数字阀门控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业自动控制技术领域，具体地讲是一种高精度数字阀门控制器，包括：基座、阀箱、蜗杆和步进电机，本实用新型与现有技术相比，采用高精度12位模拟量采集模块与CAN口通讯设备，精确的采集模拟量信号，并控制步进电机来实现位移的精准控制，比现阶段使用的普通电机精确度大大提高，而控制模块上集成了CAN口通讯，在没有模拟量控制仪表时，可以使用计算机对阀门进行控制，并且使用蜗杆推动，使得整个装置稳定性高。

Description

一种高精度数字阀门控制器

技术领域

本实用新型涉及工业自动控制技术领域，具体地讲是一种高精度数字阀门控制器。

背景技术

阀门是工业控制中应用非常广泛的部件之一，主要用来对工业自动化控制系统中的各种流体，包括气体、液体进行流量控制，是自动化设备和系统中不可缺少的重要部件之一。随着科技的发展，自动化设备和系统对于气体、液体流量的精度越来越高，但是现在使用的阀门控制器达不到所要求的精度标准，甚至丢失脉冲，造成系统设备不合格。为此设计一种具有高精度流量控制且不会丢失脉冲的阀门控制器是十分重要的。

发明内容

本实用新型突破现有技术的难题，提供了一种具有高精度流量控制且不会丢失脉冲的阀门控制器。

为了达到上述目的，本实用新型设计了一种高精度数字阀门控制器，包括：基座、阀箱、蜗杆和步进电机，其特征在于：基座上表面左前方设有部件安装基座，基座上表面中央偏左的位置固定有步进电机，步进电机的顶端固定有编码器，编码器的顶端设有步进电机控制模块，步进电机的右侧位置设有蜗杆，蜗杆的上部套有蜗杆限位块，蜗杆的后部位置设有蜗杆限位板，基座下表面的右侧设有阀箱，蜗杆穿过基座，与阀箱内部的蜗杆阀芯连接模的上部相连，蜗杆阀芯连接模的下部固定有阀芯。

所述基座内部设有齿轮减速模块，齿轮减速模块包括步进电机轴和大齿轮，步进电机轴设在基座内部步进电机的下方，步进电机轴的上部与步进电机相连，步进电机轴的下部设有齿轮，大齿轮设在基座内部蜗杆的下方，大齿轮的中心采用蜗杆螺母与蜗杆相固定，大齿轮与步进电机轴下部的齿轮相啮合。

所述步进电机控制模块的输入端与外部控制信号发生器相连，步进电机控制模块的输入端与编码器的输出端相连，步进电机控制模块的输出端与步进电机的输入端相连，编码器的输入端与步进电机轴相连。

所述步进电机控制模块内设有模拟量采集模块和CAN口。

本实用新型与现有技术相比，采用高精度12位模拟量采集模块与CAN口通讯设备，精确的采集模拟量信号，并控制步进电机来实现位移的精准控制，比现阶段使用的普通电机精确度大大提高，而控制模块上集成了CAN口通讯，在没有模拟量控制仪表时，可以使用计算机对阀门进行控制，并且使用蜗杆推动，使得整个装置稳定性高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型的基座剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参见图2和图3，本实用新型设计了一种高精度数字阀门控制器，包括：基座1、阀箱9、蜗杆6和步进电机3，基座1上表面左前方设有部件安装基座2，基座1上表面中央偏左的位置固定有步进电机3，步进电机3的顶端固定有编码器4，编码器4的顶端设有步进电机控制模块5，步进电机3的右侧位置设有蜗杆6，蜗杆6的上部套有蜗杆限位块7，蜗杆6的后部位置设有蜗杆限位板8，基座1下表面的右侧设有阀箱9，蜗杆6穿过基座1，与阀箱9内部的蜗杆阀芯连接模10的上部相连，蜗杆阀芯连接模10的下部固定有阀芯11。

本实用新型中基座1内部设有齿轮减速模块，齿轮减速模块包括步进电机轴12和大齿轮14，步进电机轴12设在基座1内部步进电机3的下方，步进电机轴12的上部与步进电机3相连，步进电机轴12的下部设有齿轮13，基座1内部蜗杆6的下方设有大齿轮14，大齿轮14的中心采用蜗杆螺母与蜗杆6固定，大齿轮14与步进电机轴12下部的齿轮13相啮合。

本实用新型中步进电机控制模块5的输入端与外部控制信号发生器相连，步进电机控制模块5的输出端与编码器4的输入端相连，编码器4的输出端与步进电机3的输入端相连，步进电机3的输出端与步进电机轴12相连。

本实用新型中步进电机控制模块5内设有模拟量采集模块和CAN口。

在具体实施中，本实用新型使用高精度12位模拟量采集模块或CAN口通讯设备，配合步进电机控制模块5，编码器4，步进电机3，齿轮减速模块，蜗杆6等，实现阀门开度的精确控制。12位模拟量采集的分辨率是4096倍，而目前使用较多的模拟量输出模块的精度是0.1%，所以采集器的分辨率已经超出使用要求，需要在程序中进行缩小倍数。而本实用新型在不使用模拟量的情况下，也可以直接通过CAN口，对控制器进行通讯控制，理论精度可以达到1/300000。

本实用新型的工作原理如下：

1.模拟量控制：

（1）用模拟量采集模块对上位机给出的模拟量进行采集，并通过程序处理，发出相应的脉冲数到步进电机控制模块5，控制步进电机3旋转的角度，通过编码器4进行闭环控制，使控制更加精确，不会出现丢失脉冲现象。

（2）步进电机轴12转动，带动步进电机轴上齿轮13旋转，步进电机轴上齿轮13再带动大齿轮14进行减速，大齿轮14的中心为蜗杆螺母，蜗杆6被固定只能上下移动而不能旋转，从而把步进电机3的旋转运动转变为蜗杆6的上下直线运动。

2．CAN口通讯：

不使用模拟量口，直接使用CAN口发送目标位置给控制器，控制器接受指令后通过运算发出相应的脉冲数，控制步进电机3旋转的角度，通过编码器4进行闭环控制，使控制更加精确，不会出现丢失脉冲现象。

本实用新型与现有技术相比，采用两种控制方式：高精度模拟量采集模块和CAN口通讯功能，使用步进电机3作为动力单元，精确度要比普通的电机高；使用编码器4作为位置反馈，使控制更加精准，不会有丢失脉冲的现象；另外本实用新型是将步进电机3的旋转变为了蜗杆6的推动，使整个设备更加稳定。

Claims (4)

1.一种高精度数字阀门控制器，包括：基座、阀箱、蜗杆和步进电机，其特征在于：基座（1）上表面左前方设有部件安装基座（2），基座（1）上表面中央偏左的位置固定有步进电机（3），步进电机（3）的顶端固定有编码器（4），编码器（4）的顶端设有步进电机控制模块（5），步进电机（3）的右侧位置设有蜗杆（6），蜗杆（6）的上部套有蜗杆限位块（7），蜗杆（6）的后部位置设有蜗杆限位板（8），基座（1）下表面的右侧设有阀箱（9），蜗杆（6）穿过基座（1），与阀箱（9）内部的蜗杆阀芯连接模（10）的上部相连，蜗杆阀芯连接模（10）的下部固定有阀芯（11）。

2.根据权利要求1所述的一种高精度数字阀门控制器，其特征在于：所述基座（1）内部设有齿轮减速模块，齿轮减速模块包括步进电机轴（12）和大齿轮（14），步进电机轴（12）设在基座（1）内部步进电机（3）的下方，步进电机轴（12）的上部与步进电机（3）相连，步进电机轴（12）的下部设有齿轮（13），基座（1）内部蜗杆（6）的下方设有大齿轮（14），大齿轮（14）的中心采用蜗杆螺母与蜗杆（6）底部固定，大齿轮（14）与步进电机轴（12）下部的齿轮（13）相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种高精度数字阀门控制器，其特征在于：所述步进电机控制模块（5）的输入端与外部控制信号发生器相连，步进电机控制模块（5）的输入端还与编码器（4）的输出端相连，步进电机控制模块（5）的输出端与步进电机（3）的输入端相连，编码器（4）的输入端与步进电机轴（12）相连。

4.根据权利要求1所述的一种高精度数字阀门控制器，其特征在于：所述步进电机控制模块（5）内设有模拟量采集模块和CAN口。