CN207424619U - 新型智能电动执行机构控制板 - Google Patents
新型智能电动执行机构控制板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207424619U CN207424619U CN201820100656.4U CN201820100656U CN207424619U CN 207424619 U CN207424619 U CN 207424619U CN 201820100656 U CN201820100656 U CN 201820100656U CN 207424619 U CN207424619 U CN 207424619U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- control
- circuit
- phase
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种新型智能电动执行机构控制板，包括稳压滤波电路、控制信号输入电路、阀位信号输入电路、编码器信号输入电路、电机驱动电路、显示模块以及控制模块；所述控制模块的输入端分别与控制信号输入电路、阀位信号输入电路、编码器信号输入电路输出端连接，控制模块的输出端分别与电机驱动电路以及显示模块连接；所述电机驱动电路的输入端连接有纠相电路，纠相电路的电源端连接三相交流电源。本实用新型解决了因系统电源接线相序错误而导致的执行机构动作方向错误的问题，提高了阀门动作的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及执行器技术领域，特别是一种电动执行机构的控制装置。
背景技术
随着电子技术的快速发展，越来越多的工厂采用了自动化控制，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的桥接作用，更要求执行机构具有较高的工作安全性能和环境保护性能，由此，智能型、可靠性高的电动执行机构应运而生。
电动执行机构又称执行器，是一种自动控制领域常见的机电一体化设备，是自动化仪表的三大组成部分中的执行设备，广泛应用于现代制造业中。电动执行机构主要是控制阀门的开度，尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今电动执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应、力矩感应、电机保护、逻辑控制、数字通讯以及PID控制等功能，而实现这些功能的组件则全部安装在一个紧凑的外壳内，便于安装于控制，可以在较恶劣的环境工作；此类电动执行机构用于在接受的控制指令下驱动阀门稳定开启，不仅能够提高系统运行的可靠性，也能够保证工作的安全性能。
然而，目前的电动执行机构在运行过程中，仍然存在一定的缺陷，例如，在新建施工或者系统检修时，经常会出现电源接线相序错误，也即电源相序接错，从而导致执行机构动作方向错误等问题，而执行机构出现动作方向错误时，必将直接威胁到系统的安全运行。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种新型智能电动执行机构的控制板，能够在减小体积的基础上，保证阀门驱动的稳定性，进一步提高系统的运行可靠性。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：包括集成在一块PCB电路板上用于为控制板提供工作电源的稳压滤波电路、用于采集控制信号的控制信号输入电路、用于采集阀位信息的阀位信号输入电路、用于监测被控阀门参数信号的编码器信号输入电路、用于控制阀门动作的电机驱动电路、用于显示各项工作参数的显示模块以及接受控制信号并输出控制指令的控制模块；所述稳压滤波电路的电源端连接三相交流电源，稳压滤波电路的输出端连接控制模块的电源端；所述控制模块的输入端分别与控制信号输入电路、阀位信号输入电路、编码器信号输入电路输出端连接，控制模块的输出端分别与电机驱动电路以及显示模块连接；所述电机驱动电路的输入端还连接有用于自动纠正三相交流电源相序的纠相电路，纠相电路的电源端连接三相交流电源。
上述新型智能电动执行机构控制板，所述控制模块的主芯片采用KL-02CPU。
上述新型智能电动执行机构控制板，所述纠相电路包括依次连接的电压电流信号采集单元、隔离单元、比较单元以及切相单元，电压电流信号采集单元直接与三相交流电源连接，切相单元的输出端连接电机驱动电路的输入端。
上述新型智能电动执行机构控制板，所述电机驱动电路包括依次连接的信号与或门单元、隔离单元、继电器驱动单元以及可控硅触发单元；所述信号与或门单元的输入端分别连接控制模块的J1信号输出端、J2信号输出端以及切相单元的第一切相信号输出端和第二切相信号输出端，信号与或门单元的输出端分别经两路并列的隔离单元连接两个继电器驱动单元，继电器驱动单元的电源端连接三相交流电源的其中两相，两个继电器驱动单元的输出端分别连接BTI可控硅触发单元和BT2可控硅触发单元的受控端，BTI可控硅触发单元和BT2可控硅触发单元的输出端分别连接阀门电机的U信号端和V信号端；所述控制模块的J3信号输出端依次经晶体管和BT2可控硅触发单元连接阀门电机的W信号端。
上述新型智能电动执行机构控制板，所述控制模块的通信端还连接有与远方监控中心进行相互通信的MODBUS通信电路。
上述新型智能电动执行机构控制板，所述控制模块的输入端还连接有用于输入参数修改指令以及远程控制信号的红外接收电路。
上述新型智能电动执行机构控制板，所述控制模块的输入端还连接有用于采集远方开关控制指令、就地旋钮信号以及开关力矩信号的开关量信号输入电路。
上述新型智能电动执行机构控制板，所述显示模块为数码管显示电路。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型用于驱动阀门电机动作的过程中，通过设置纠相电路，解决了因系统电源接线相序错误而导致的执行机构动作方向错误的问题，通过设置的具有延时输出功能的电机驱动电路，避免了控制信号波动等问题而引发的阀门电机频繁动作的现象发生，从而大大提高了阀门动作的稳定性以及系统运行的可靠性。
本实用新型的所有电路集中在了一个PCB电路板上，大大减小了体积，且核心控制功能统一，编程指令代码统一，控制板卡的外形尺寸、安装孔位以及接插件形式都是可以通用的，现场在不需要增加任何焊点和接线的情况下就可以直接替换，节约了生产成本，方便了电动执行机构整机生产厂家的生产技术管理以及用户现场对不同控制系统中众多不同功能参数的执行机构设备运维管理，特别适合于国内外大多数电动执行机构的电气控制单元提升智能化水平，以及对于国内外电动执行机构的现场技术升级改造。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型所述控制信号输入电路的电路图；
图3为本实用新型所述阀位信号输入电路的电路图；
图4为本实用新型所述显示模块的电路图；
图5为本实用新型所述开关量信号输入电路的电路图；
图6为本实用新型所述稳压滤波电路的电路图；
图7为本实用新型所述电机驱动电路与纠相电路的电路图；
图8为本实用新型所述通信电路的电路图；
图9为本实用新型所述红外接收电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
一种新型智能电动执行机构控制板，其结构如图1所示，包括集成在一块PCB电路板上的稳压滤波电路、控制信号输入电路、阀位信号输入电路、编码器信号输入电路、电机驱动电路、显示模块、MODBUS通信电路、开关量信号输入电路、红外接收电路、纠相电路以及控制模块；其中稳压滤波电路的电源端连接三相交流电源，稳压滤波电路的输出端连接控制模块的电源端；控制模块的输入端分别与控制信号输入电路、阀位信号输入电路、编码器信号输入电路输出端、红外接收电路的输出端连接，控制模块的输出端分别与电机驱动电路以及显示模块连接，控制模块还与MODBUS通信电路相互通信。
本实用新型中的稳压滤波电路用于为控制板提供工作电源，包括变压器B1以及稳压滤波单元，如图6所示，实现三相交流电源的降压、整流与滤波，从而直接或间接为控制模块以及其他电路提供工作电源。
控制模块的主芯片采用KL-02CPU，KL-02CPU为特制的微处理器芯片，KL-02CPU内置了时钟基准以及存储器，主要的电路元件均采用微功耗的高精度贴片、高集成度的厚膜电路元件，大大减少了分立器件的数量，使得整个控制板的电源功耗小于3瓦，从而减少了设备长期运行中由于分离元器件参数的离散型变化以及自身发热引起的控制精度改变问题。
控制信号输入电路用于采集采集4~20mA的模拟量控制信号，经滤波后送入控制模块。
阀位信号输入电路用于采集4~20mA的模拟量阀位信号，经光耦隔离后变送输出给控制模块，如图3所示。编码器信号输入电路也用于采集阀位信号，以监测被控阀门参数；编码器信号可以是单圈绝对值或者多圈绝对值编码器信号，本实用新型采用绝对值编码器作为阀位信号传感器，避免了电位器信号传感器受环境因素影响以及接触不良引起的参数变化，以及避免了增量型编码器后备电源故障时数据丢失的问题，适应了国内外该类技术的发展方向。
开关量信号输入电路用于采集远方开关控制指令、就地旋钮信号以及开关力矩信号。本实施例中的开关量信号输入电路如图5所示，其中开关力矩信号TSOASK6-1、TSOASK6-2经光耦隔离后输入到KL-02的W1、W2、DINK端；远方开关控制指令33/35以及紧急停止指令34等开关量控制信号经光耦隔离后输入到KL-02的DINK、W3、W4、WF引脚；就地旋钮信号K1、K2、K3经光耦隔离后输入到KL-02的KINK、W1、W3、W4、WF引脚。
显示模块用于显示各项工作参数，本实用新型中，采用数码管以及发光二极管进行显示，其电路图如图4所示。
电机驱动电路用于控制阀门电机动作，包括依次连接的信号与或门单元、隔离单元、继电器驱动单元以及可控硅触发单元。本实施例中，电机驱动电路的电路如图7所示，其中信号与或门单元包括与电路U26A、U26B、U26C、U26D和或电路U27、U28，信号与或门单元的输入端分别连接KL-02的J1信号输出端、J2信号输出端以及切相单元的第一切相信号输出端和第二切相信号输出端，信号与或门单元的输出端分别经两路并列的隔离单元连接两个继电器驱动单元；隔离单元采用光耦隔离芯片U21、U22。继电器驱动单元的电源端连接三相交流电源的其中AB两相，两个继电器驱动单元的输出端分别连接BTI可控硅触发单元和BT2可控硅触发单元的受控端，BTI可控硅触发单元和BT2可控硅触发单元的输出端分别连接阀门电机的U信号端和V信号端。KL-02芯片的J3信号输出端依次经晶体管T2和BT3可控硅触发单元连接阀门电机的W信号端。
本实用新型中的继电器驱动单元中的继电器采用延时继电器，当KL-02检测到控制信号与阀位信号的差值大于设定的灵敏度值时，通过J1或J2信号输出端输出正反转信号，控制两个继电器吸合后，延时一定时间后，通过J3信号输出端输出控制指令，控制BT3可控硅触发阀门电机开始动作。当KL-02检测到控制信号与阀位信号的差值小于设定的灵敏度值时，J3信号输出端输出停止指令，阀门电机停止工作，延时一定时间后，通过J1或J2信号输出端输出停止指令，继电器断开。从而实现延时启闭的功能，可靠保障了阀门动作的稳定性以及控制板的运行可靠性。
纠相电路连接在三相交流电源与电机驱动电路的输入端之间，用于对三相交流电源在相序接反时进行自动换相，避免执行机构动作方向错误的问题发生，进一步保证阀门动作的可靠性。本实施例中，纠相电路的电路图如图7所示，包括依次连接的电压电流信号采集单元、隔离单元、比较单元以及切相单元，电压电流信号采集单元直接与三相交流电源连接，切相单元的输出端连接电机驱动电路的输入端。其中电压电流信号采集单元包括电阻R45、R46以及现流二极管D5、D6；隔离单元采用两个光耦隔离芯片U17、U18；比较单元采用电压比较器U20芯片，用于采集的电压相序进行比较判断，当出现相序接反时输出指令都给切相单元；切相单元包括晶体管T18和反相器U19B，当接收到换相指令时完成换相操作，如没有接受到换相指令，则维持正常电源输出。
MODBUS通信电路的设置，用于实现KL-02与远方监控中心的相互通信，与KL-02芯片的J4、J5、J6端连接。本实施例中，电路图如图8所示，主芯片采用LBC184。
红外接收电路用于输入参数修改指令以及远程控制信号，可远程设定工作参数、功能方式选择、模拟量信号输入以及输出准确度的标定等操作。本实施例中，红外接收电路的电路如图9所示，接收到红外信号后经电容和电阻滤波电路滤波后输入到KL-02芯片中，与KL-02芯片的HWin端连接。
本实用新型由于不设置有触点的线性的或者开关类元件，而且对于电动执行机构动作的上下限限位也采用远程设定并配合KL-02芯片来实现，可以不再只依靠原来有触点的限位开关，从而避免了由于设备长期运行在恶劣的环境下触点腐蚀氧化、弹簧疲劳引起的接触不良等问题，提高了系统运行的可靠性。
Claims (8)
1.新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：包括集成在一块PCB电路板上用于为控制板提供工作电源的稳压滤波电路、用于采集控制信号的控制信号输入电路、用于采集阀位信息的阀位信号输入电路、用于监测被控阀门参数信号的编码器信号输入电路、用于控制阀门动作的电机驱动电路、用于显示各项工作参数的显示模块以及接受控制信号并输出控制指令的控制模块；所述稳压滤波电路的电源端连接三相交流电源，稳压滤波电路的输出端连接控制模块的电源端；所述控制模块的输入端分别与控制信号输入电路、阀位信号输入电路、编码器信号输入电路输出端连接，控制模块的输出端分别与电机驱动电路以及显示模块连接；所述电机驱动电路的输入端还连接有用于自动纠正三相交流电源相序的纠相电路，纠相电路的电源端连接三相交流电源。
2.根据权利要求1所述的新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：所述控制模块的主芯片采用KL-02CPU。
3.根据权利要求1所述的新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：所述纠相电路包括依次连接的电压电流信号采集单元、隔离单元、比较单元以及切相单元，电压电流信号采集单元直接与三相交流电源连接，切相单元的输出端连接电机驱动电路的输入端。
4.根据权利要求3所述的新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：所述电机驱动电路包括依次连接的信号与或门单元、隔离单元、继电器驱动单元以及可控硅触发单元；所述信号与或门单元的输入端分别连接控制模块的J1信号输出端、J2信号输出端以及切相单元的第一切相信号输出端和第二切相信号输出端，信号与或门单元的输出端分别经两路并列的隔离单元连接两个继电器驱动单元，继电器驱动单元的电源端连接三相交流电源的其中两相，两个继电器驱动单元的输出端分别连接BTI可控硅触发单元和BT2可控硅触发单元的受控端，BTI可控硅触发单元和BT2可控硅触发单元的输出端分别连接阀门电机的U信号端和V信号端；所述控制模块的J3信号输出端依次经晶体管和BT2可控硅触发单元连接阀门电机的W信号端。
5.根据权利要求1所述的新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：所述控制模块的通信端还连接有与远方监控中心进行相互通信的MODBUS通信电路。
6.根据权利要求1所述的新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：所述控制模块的输入端还连接有用于输入参数修改指令以及远程控制信号的红外接收电路。
7.根据权利要求1所述的新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：所述控制模块的输入端还连接有用于采集远方开关控制指令、就地旋钮信号以及开关力矩信号的开关量信号输入电路。
8.根据权利要求1所述的新型智能电动执行机构控制板，其特征在于：所述显示模块为数码管显示电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820100656.4U CN207424619U (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 新型智能电动执行机构控制板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820100656.4U CN207424619U (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 新型智能电动执行机构控制板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207424619U true CN207424619U (zh) | 2018-05-29 |
Family
ID=62397265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820100656.4U Expired - Fee Related CN207424619U (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 新型智能电动执行机构控制板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207424619U (zh) |
-
2018
- 2018-01-22 CN CN201820100656.4U patent/CN207424619U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5452201A (en) | Industrial controller with highly distributed processing | |
| CN101630149B (zh) | 一种数字式多点开关控制电路系统及其控制器 | |
| CN109254245A (zh) | 一种继电器回路短路和开路检测电路 | |
| CN103362678B (zh) | 一种柴油机自动控制装置 | |
| JPH05106786A (ja) | 複数の軸の回転を行なう機械の保護装置における安全監視装置 | |
| CN207424619U (zh) | 新型智能电动执行机构控制板 | |
| CN202056383U (zh) | 一种智能交流电机阀门控制执行器 | |
| CN103244736A (zh) | 一种带有电位器的电动执行器及其控制方法 | |
| CN202196305U (zh) | 一种数控机床刀架的检测装置 | |
| CN102561929B (zh) | 卷帘门智能控制器及其控制方法 | |
| CN100353175C (zh) | 小型断路器可靠性试验装置 | |
| CN104836239B (zh) | 低压智能同步开关 | |
| CN204408009U (zh) | 变电站用交流电源监控装置 | |
| CN110473724A (zh) | 一种中压电力开关自动三相控制系统 | |
| CN2898939Y (zh) | 电源开关状态循环测试的自动计数装置 | |
| CN100368819C (zh) | 漏电保护器可靠性试验装置 | |
| CN101881967B (zh) | 一种两层升降横移停车设备控制系统及其控制方法 | |
| CN203587764U (zh) | 一种断路器监控装置 | |
| CN2640135Y (zh) | 连接高速以太网与hart总线的网络互联单元 | |
| CN201146033Y (zh) | 一种用于在硬盘上安装螺钉的控制设备 | |
| CN200959533Y (zh) | 自动转换开关电器的控制器 | |
| CN201315474Y (zh) | 电动机保护系统 | |
| CN206839591U (zh) | 数控机床电器控制柜 | |
| CN201282357Y (zh) | 数字式备用电源自投装置 | |
| CN214378190U (zh) | 一种多类型断路器用分合闸操作装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180529 |