CN209146453U - 一种直联式电动执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直联式电动执行机构，包括固定结构和电气控制机构，所述固定结构包括直联输出端，其特征在于，电气控制机构包括：控制单元，用于进行数据处理；报警单元，包括蜂鸣器，所述报警单元与控制单元相连，用于控制报警单元进行报警；伺服控制单元，包括编码器和伺服电机，编码器和伺服电机相连，用于对伺服电机的旋转角度进行标记；编码器和控制单元相连，用于将该标记发送至控制单元；伺服电机和控制单元相连，用于对伺服电机进行控制；旋钮操作单元，所述旋钮操作单元与控制单元相连，用于将旋钮控制信号传送至控制单元。本实用新型可以实现对电动执行机构的多种控制方式，并能够通过显示单元显示阀门的开度。

Description

一种直联式电动执行机构

技术领域

本实用新型涉及电动控制技术领域，尤其是一种直联式电动执行机构

背景技术

基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置，大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，

因为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界面作用，能够对阀门开度进行精确显示的功能，并且要求具备集多种控制方式为一体的功能；但是，现有的电动式执行机构都不具备集多种控制方式为一体的功能，不具备远程操控的功能，且不具备对阀门开度进行精确显示的功能。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种底座式电动执行机构，可以实现对电动执行机构的多种控制方式，具备远程操控的功能，并能够通过显示单元显示阀门的开度。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种直联式电动执行机构，包括固定结构和电气控制机构，所述固定结构包括直联输出端，其特征在于，电气控制机构包括：

控制单元，用于进行数据处理；

报警单元，包括蜂鸣器，所述报警单元与控制单元相连，用于控制报警单元进行报警；

伺服控制单元，包括编码器和伺服电机，编码器和伺服电机相连，用于对伺服电机的旋转角度进行标记；编码器和控制单元相连，用于将该标记发送至控制单元；伺服电机和控制单元相连，用于对伺服电机进行控制；

旋钮操作单元，所述旋钮操作单元与控制单元相连，用于将旋钮控制信号传送至控制单元；

第一通讯模块，与控制单元相连，用于将远端控制信号传送至控制单元；

远端触控板，所述远端触控板通过RS485通讯线与第二通讯模块相连，第二通讯模块和第一通讯模块之间无线连接；

传感器模块，与控制单元相连，用于检测是否过力矩；

显示单元，与控制单元相连，用于显示阀门开度。

优选的，所述第一通讯模块采用型号为DTD434M的工业级无线数据通信终端。

优选的，所述第一通讯模块内嵌有RS232/RS485双通讯接口。

优选的，所述传感器模块与控制单元相连，用于将检测到的压力值传送至控制单元。

优选的，所述伺服电机和阀门相连，用于控制阀门开度。

优选的，所述旋钮操作单元包括第一旋钮，所述第一旋钮用于进行模式选择，包括停止档位、远控档位和就地控制档位。

优选的，所述旋钮操作单元包括第二旋钮，所述第二旋钮，包括开阀和闭阀两个档位，用于进行就地控制。

优选的，所述编码器采用单圈绝对值编码器。

优选的，所述传感器模块包括第一压力传感器和第二压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型实施例带来了以下有益效果：

1、电动执行机构包括旋钮操作单元，旋钮操作单元包括第一旋钮，第一旋钮包括停止档位、远端控制档位和就地控制档位三个档位可以供用户进行不同模式的选择，由此实现了对电动执行机构的多种控制方式，而且，在实际系统中，人机界面与PLC不在一起，中心计算机一般放置在控制室，而PLC 安装在现场车间，二者之间距离往往从几十米到几公里，如果布线的话，需要挖沟施工，比较麻烦，这种情况下就比较适合采用远端控制档位对应的无线通信方式进行远程操控。

2、电动执行机构包括伺服控制单元和显示单元，伺服控制单元可用于控制阀门的开度，显示单元实现了能够通过显示单元显示阀门的开度的功能。

3、电动执行机构包括传感器模块，传感器模块包括第一压力传感器和第二压力传感器，用于检测是否过力矩，如果发生阀门开过矩或关过矩，报警单元中的蜂鸣器进行报警提示。

4、伺服控制单元包括编码器，编码器采用单圈绝对值编码器，单圈绝对值编码器由机械位置确定编码，它无需记忆，无需找参考点，且不用一直计数，需要的时候去读取它的位置就可以了。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性就大大提高了，而且，单圈绝对值编码器以转动中测量光电码盘的各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，适用于旋转范围360度以内的测量，能够适用球阀、蝶阀等阀门由开到闭90度的旋转过程。

附图说明

图1为本实用新型一种直联式电动执行机构的电路框图示意图；

图2为本实用新型一种直联式电动执行机构的详细电路框图；

图3为本实用新型一种直联式电动执行机构的电气原理图；

图4为本实用新型中电动执行机构在远控模式下的电路框图示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种直联式电动执行机构，包括固定结构和电气控制机构，所述固定结构包括直联输出端，电气控制机构包括控制单元，用于进行数据处理；本实施例中，控制单元采用西门子PLC 控制器，具体型号为6ES7214-1BD23-0XB8CPU224，包括14路输入接口和10 路输出接口，且均为继电器输出；报警单元，包括蜂鸣器，蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，蜂鸣器的具体型号为XB2-BA32C；所述报警单元与控制单元相连，用于控制报警单元进行报警；伺服控制单元，包括编码器和伺服电机，编码器和伺服电机相连，用于对伺服电机的旋转角度进行标记，所述伺服电机和阀门相连，用于控制阀门开度；编码器和控制单元相连，用于将该标记发送至控制单元，其中，所述编码器采用单圈绝对值编码器，单圈绝对值编码器由机械位置确定编码，它无需记忆，无需找参考点，且不用一直计数，需要的时候去读取它的位置就可以了。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性就大大提高了，而且，单圈绝对值编码器以转动中测量光电码盘的各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，适用于旋转范围360度以内的测量，能够适用工业上常用的球阀、蝶阀等阀门由开到闭90度的旋转过程，编码器的具体型号为 60-A4A00256ARS60。

伺服电机和控制单元相连，用于对伺服电机进行控制；旋钮操作单元，所述旋钮操作单元与控制单元相连，用于将旋钮控制信号传送至控制单元，所述旋钮操作单元包括第一旋钮，所述第一旋钮用于进行模式选择，包括停止档位、远控档位和就地控制档位，所述旋钮操作单元包括第二旋钮，所述第二旋钮，包括开阀和闭阀两个档位，用于进行就地控制；第一通讯模块，与控制单元相连，用于将远端控制信号传送至控制单元，其中，所述第一通讯模块采用型号为DTD434M的工业级无线数据通信终端，所述第一通讯模块内嵌有RS232/RS485双通讯接口，可以通过RS485通讯线与PLC控制器进行数据传输；传感器模块，与控制单元相连，用于将检测到的压力值传送至控制单元，可以检测是否过力矩，所述传感器模块包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器用于检测是否开过矩，第二压力传感器用于检测是否关过矩；所述第一压力传感器和第二压力传感器均采用标准型工控压力传感器，具体型号为PT124G-210；显示单元，与控制单元相连，用于显示阀门开度，其中，显示单元采用LCD显示屏进行显示，具体型号为P50AN3AP03。

工作原理：电动执行机构包括旋钮操作单元，旋钮操作单元包括第一旋钮，第一旋钮包括停止档位、远端控制档位和就地控制档位三个档位可以供用户进行不同模式的选择，由此实现了对电动执行机构的多种控制方式。电动执行机构包括伺服控制单元和显示单元，伺服控制单元可用于控制阀门的开度，显示单元实现了能够通过显示单元显示阀门的开度的功能。电动执行机构包括传感器模块，传感器模块包括第一压力传感器和第二压力传感器，用于检测是否过力矩，如果发生阀门开过矩或关过矩，报警单元中的蜂鸣器进行报警提示。绝对编码器的光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码)，这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘进行记忆的。绝对编码器由机械位置确定编码，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。单圈绝对值编码器以转动中测量光电码盘的各道刻线，来获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，适用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器，能够适用球阀、蝶阀等阀门由开到闭90度的旋转过程。

具体实施：将该直联式电动执行机构，通过直联输出端与阀门固定连接在一起，然后根据现场的实际使用需求，操作人员通过调节旋钮操作单元上的第一旋钮，来选择停止档位、远端控制档位和就地控制档位，这三种档位对应的操作模式，就地控制档位对应就地控制模式，在就地控制模式下，PLC 控制器允许接收旋钮操作单元上第二旋钮的操作信号(通过PLC控制器的内部程序编写可以实现此功能)，第二旋钮上对应设有开阀和关阀两个档位，在该就地控制模式下，操作人员可以通过方便的操作第二旋钮，来控制阀门的开通和关断；远端控制档位对应远控模式，在远控模式下，PLC控制器不允许接收旋钮操作单元上第二旋钮的操作信号，PLC控制器仅能通过第一通讯模块接收远控信号(同样，通过PLC控制器的内部程序编写可以实现此功能)；在实际的工业控制系统中，人机界面与PLC不在一起，中心计算机一般放置在控制室，而PLC安装在现场车间，二者之间距离往往从几十米到几公里，如果布线的话，需要挖沟施工，比较麻烦，这种情况下就比较适合采用远端控制档位对应的无线通信方式进行远程操控。

如图4所示，远端触控板通过RS485通讯线与第二通讯模块相连，第二通讯模块和第一通讯模块之间无线连接，其中，第二通讯模块的型号和第一通讯模块的型号相同，均采用型号为DTD434M的工业级无线数据通信终端，远端触控板的型号为EPC7062DL，远端触控板上有正转按钮和反转按钮，且正转按钮和反转按钮均为点动控制按钮，即按下正转按钮，阀门持续正转，松开正转按钮，阀门停止正转(PLC控制器可以通过控制正转和反转的继电器，控制伺服电机正转或反转，PLC控制器控制伺服电机正反转的过程均为现有技术)；按下反转按钮，阀门持续反转，松开反转按钮，阀门停止反转；由于编码器对伺服电机的旋转角度具有标记作用，编码器将该旋转角度的标记信号传送给PLC控制器，PLC控制器控制显示单元可以实时显示阀门的开度。

当不需要控制阀门工作时，将第一旋钮扳到停止档位，此时控制单元不接收遥控器发送的控制信号，也不接收第二按钮的操作信号；保证了在停止档位的控制模式下，不会由于第二按钮或遥控器的误操作导致阀门的误动作，由此充分保证了电动执行机构使用时的安全性能。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种直联式电动执行机构，包括固定结构和电气控制机构，所述固定结构包括直联输出端，其特征在于，电气控制机构包括：

控制单元，用于进行数据处理；

报警单元，包括蜂鸣器，所述报警单元与控制单元相连，用于控制报警单元进行报警；

伺服控制单元，包括编码器和伺服电机，编码器和伺服电机相连，用于对伺服电机的旋转角度进行标记；编码器和控制单元相连，用于将该标记发送至控制单元；伺服电机和控制单元相连，用于对伺服电机进行控制；

旋钮操作单元，所述旋钮操作单元与控制单元相连，用于将旋钮控制信号传送至控制单元；

第一通讯模块，与控制单元相连，用于将远端控制信号传送至控制单元；

远端触控板，所述远端触控板通过RS485通讯线与第二通讯模块相连，第二通讯模块和第一通讯模块之间无线连接；

传感器模块，与控制单元相连，用于检测是否过力矩；

显示单元，与控制单元相连，用于显示阀门开度。

2.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述第一通讯模块采用型号为DTD434M的工业级无线数据通信终端。

3.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述第一通讯模块内嵌有RS232/RS485双通讯接口。

4.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述传感器模块与控制单元相连，用于将检测到的压力值传送至控制单元。

5.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述伺服电机和阀门相连，用于控制阀门开度。

6.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述旋钮操作单元包括第一旋钮，所述第一旋钮用于进行模式选择，包括停止档位、远控档位和就地控制档位。

7.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述旋钮操作单元包括第二旋钮，所述第二旋钮，包括开阀和闭阀两个档位，用于进行就地控制。

8.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述编码器采用单圈绝对值编码器。

9.根据权利要求1所述的一种直联式电动执行机构，其特征在于，所述传感器模块包括第一压力传感器和第二压力传感器。