[實(shí)用新型]電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位閉環(huán)控制電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820144217.X
• 申請(qǐng)日: 2008-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN201307227Y
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉;張中遠(yuǎn);桑衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市津達(dá)執(zhí)行器有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/04
• 分類號(hào): G05B19/04;G05D3/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王來(lái)佳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于工業(yè)儀器儀表領(lǐng)域，尤其是一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位閉環(huán)控制電路。

背景技術(shù)

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中的末端執(zhí)行設(shè)備，其主要作用是將上位機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的動(dòng)作，達(dá)到控制閥門內(nèi)截流件的位置或其他調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的目的，廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、供熱、水泥、建材、輕紡、食品等行業(yè)。目前，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要以集散式控制系統(tǒng)為主，上位機(jī)控制系統(tǒng)中的控制信號(hào)及反饋信號(hào)等均為模擬信號(hào)，其控制電路通常采用CPU為控制核心的模擬與數(shù)字混合電路，CPU對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行處理并處理的結(jié)果以數(shù)字信號(hào)經(jīng)光耦傳送給D/A模塊，D/A模塊將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并回送給上位機(jī)控制系統(tǒng)。這種采用光耦進(jìn)行信號(hào)隔離的控制電路，有時(shí)會(huì)由于隔離導(dǎo)致輸出的電路受到干擾而導(dǎo)致反饋信號(hào)發(fā)生變化，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，即作為控制核心的CPU只能對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行開環(huán)控制，而不能對(duì)反饋信號(hào)的非正常變化進(jìn)行處理，因此存在著抗干擾能力差、可靠性低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位閉環(huán)控制電路。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位閉環(huán)控制電路，由CPU、光耦和D/A模塊構(gòu)成，CPU的兩個(gè)I/O接口分別通過(guò)第一光耦和第二光耦連接到D/A模塊的時(shí)鐘端口和數(shù)據(jù)輸入端口，D/A模塊的數(shù)據(jù)輸出端口端通過(guò)第三光耦連接到CPU的第三個(gè)I/O接口上。

而且，所述的CPU為ATMEGA88V芯片，所述的D/A模塊為AD420芯片，所述的第一光耦、第二光耦和第三光耦均為HCPL0601芯片。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1.本閉環(huán)控制控制電路在CPU、光耦及D/A模塊之間建立一輸出信號(hào)的監(jiān)控環(huán)路，D/A模塊除完成正常的DA轉(zhuǎn)換功能外，同時(shí)將接收的數(shù)據(jù)通過(guò)光耦發(fā)送給CPU，CPU對(duì)接收的數(shù)據(jù)與其前次發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較即可準(zhǔn)確地判斷出CPU發(fā)送的數(shù)據(jù)是否被正常輸出，對(duì)于非正常變化的輸出信號(hào)采用重新發(fā)送的形式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，保證了信號(hào)輸出的準(zhǔn)確性，提高了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的抗干擾能力及可靠性。

2.本閉環(huán)控制電路充分利用的D/A模塊的數(shù)據(jù)輸出端口的特性，通過(guò)該端口將接收數(shù)據(jù)發(fā)送給CPU，由CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性的檢驗(yàn)，該電路在現(xiàn)有電路的基礎(chǔ)上僅需增加一光耦即可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制功能，其控制電路簡(jiǎn)單，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本和硬件成本。

3.本實(shí)用新型通過(guò)CPU、光耦和D/A模塊構(gòu)成閉環(huán)控制電路對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性，提高了輸出信號(hào)的抗干擾能力及可靠性，該控制電路非常簡(jiǎn)單，從而節(jié)約了設(shè)計(jì)成本和硬件成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；

圖2是本實(shí)用新型的電路圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。

如圖1所示，一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位閉環(huán)控制電路，由CPU、光耦和D/A模塊構(gòu)成，CPU的兩個(gè)I/O接口分別通過(guò)第一光耦和第二光耦連接到D/A模塊的時(shí)鐘端口(CLOCK)和數(shù)據(jù)輸入端口(DATAIN)，D/A模塊的數(shù)據(jù)輸出端口(DATAOUT)端通過(guò)第三光耦連接到CPU的第三個(gè)I/O接口上。

該電路的具體連接關(guān)系如圖2所示，在該電路中CPU選用了ATMEL公司的ATMEGA88V高性能微處理器，D/A模塊選用AD公司工業(yè)級(jí)D/A(數(shù)模)轉(zhuǎn)換專用芯片AD420，其能夠?qū)PU通過(guò)串行方式發(fā)送的16位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬的電流或電壓信號(hào)，第一光耦、第二光耦和第三光耦均為HCPL0601芯片。在CPU的輸出接口(PD3)與AD420芯片的數(shù)據(jù)輸入端(DATAIN)之間連接光耦1，在AD420的數(shù)據(jù)輸出端(DATA?OUT)與CPU的一輸入接口(PC3)之間連接第二光耦，這樣，AD420芯片將接收的數(shù)據(jù)通過(guò)其數(shù)據(jù)輸出端經(jīng)第二光耦回送到CPU的輸入接口上，CPU連續(xù)兩次將輸出的數(shù)據(jù)傳送給AD420芯片，并在第二次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)接收AD420芯片回送的數(shù)據(jù)，CPU將接收的數(shù)據(jù)與上一周期發(fā)送的數(shù)據(jù)作比較，相同則完成本次數(shù)據(jù)的傳輸；如不相同則重復(fù)發(fā)送，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)閉環(huán)控制功能。