[發(fā)明專利]全數(shù)字化智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910051100.6
• 申請(qǐng)日: 2009-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN101604149A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳棟;梁海峰;葉嵩;林曉鐘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海源致信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/04
• 分類號(hào): G05B19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全數(shù)字化智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，具體地說是用于智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，屬于智能儀器儀表和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

本發(fā)明之前，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)普遍使用的是采用簡(jiǎn)單的模擬信號(hào)控制，基于PLC或者簡(jiǎn)單的單片機(jī)控制，存在著控制方式落后，可靠性不高，缺乏完善的保護(hù)和故障報(bào)警措施，以及必要的遠(yuǎn)程通信方法等問題，使得現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)不便于調(diào)試和維護(hù)，也不能根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際要進(jìn)行參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，不能組成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)不僅抗干擾性差，而且功能單一，不利于系統(tǒng)功能擴(kuò)展；同時(shí)控制精度也很差，無法用于現(xiàn)在精度要求越來越高的應(yīng)用要求。因此研發(fā)數(shù)字化、高精度、集成化高、適用性強(qiáng)的智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)是迫切需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種全數(shù)字化智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種全數(shù)字化智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具有電源模塊，將380VAC或220VAC供電電源轉(zhuǎn)換為控制器內(nèi)部電源；通過檢測(cè)部分的相序、溫度、扭矩和位置檢測(cè)模塊，檢測(cè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警；檢測(cè)信號(hào)輸入32位主控制芯片后，主控制芯片運(yùn)算后輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的動(dòng)作控制；控制系統(tǒng)同時(shí)還具備了人機(jī)接口，提供了就地操作人員和控制器之間的交互接口；控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通訊接口提供了多種接口與遠(yuǎn)程系統(tǒng)完成信息交換；控制系統(tǒng)采用低成本的32位芯片作為核心控制芯片，其內(nèi)置的軟件完成了整個(gè)系統(tǒng)的控制功能，系統(tǒng)軟件采用時(shí)間輪詢系統(tǒng)，分為驅(qū)動(dòng)層、中間層和應(yīng)用層等三層結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明由于采用了低成本的32位芯片作為核心控制芯片，克服了使用PLC和單片機(jī)的缺點(diǎn)，大大提高了控制速度和精度的同時(shí)，降低了控制系統(tǒng)的成本。在檢測(cè)部分，采用了數(shù)字式的位置檢測(cè)模塊將精確檢測(cè)閥門的實(shí)時(shí)位置；采用了數(shù)字式的扭矩檢測(cè)模塊將以精確的數(shù)字量反饋閥門的實(shí)時(shí)扭矩；采用了數(shù)字式的相序檢測(cè)模塊，可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)電源相序并發(fā)出缺相報(bào)警。這些都確保了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)很高的控制水平。

同時(shí)由于本發(fā)明采用的硬件模塊化、軟件結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，因此在多種模塊的選擇上，可以自由選擇。例如電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，可以選擇交流接觸器，可以選擇伺服驅(qū)動(dòng)器，也可以選擇變頻器，以適合驅(qū)動(dòng)不同電機(jī)。因此本發(fā)明可以適應(yīng)于各種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，只需要對(duì)軟硬件模塊進(jìn)行選擇。

本發(fā)明具有全數(shù)字化的系統(tǒng)控制功能，運(yùn)行安全穩(wěn)定可靠，控制水平先進(jìn)，功能完善，操作簡(jiǎn)便，可靠性強(qiáng)，抗干擾性高，大大提高了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制水平，并降低了使用成本，解決了目前電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所面臨的難題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)無低成本數(shù)字化智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的空白。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地闡述本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的硬件組成示意圖；

圖3是本發(fā)明的軟件組成示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1，本發(fā)明主要共由六大部分組成，即電源模塊；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；檢測(cè)部分，包括四個(gè)模塊；人機(jī)接口部分，包括四個(gè)模塊；遠(yuǎn)程通訊接口部分，包括三大模塊；以及32位主控制芯片。其中檢測(cè)部分、32位主控制芯片以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊構(gòu)成控制系統(tǒng)的主回路；電源模塊作為控制系統(tǒng)的供電部分；人機(jī)對(duì)話接口和遠(yuǎn)程通訊接口作為輔助部分，完成系統(tǒng)與操作人員和遠(yuǎn)程系統(tǒng)的信息交互。

本發(fā)明的硬件組成如圖2。其中，電源模塊采用變壓器、整流橋和意法半導(dǎo)體公司的LM2576-05、LM2576-12等非線性電源穩(wěn)壓芯片構(gòu)成，將380VAC或220VAC轉(zhuǎn)化為5V、12V等穩(wěn)壓電源。

傳感器部分包括由安華高公司AEAS-7500和AEAT-86AD組成的30位多轉(zhuǎn)圈絕對(duì)值編碼器，其輸入信號(hào)由德州半導(dǎo)體公司的SN26LS31和SN26LS32芯片組成的SSI串行接口接入主控制芯片，由基于安華高公司的HCPL200線性光耦的組成模擬量輸入電路用于接入扭矩信號(hào)，由基于日立公司的光耦TLP521的三路開關(guān)量輸入接口5用于電源相序檢測(cè)和電機(jī)過熱檢測(cè)信號(hào)輸入。

主控制芯片采用基于ARM公司Cortex-M3內(nèi)核的意法半導(dǎo)體公司32位控制器STM32F103芯片。主控制芯片輸出的電機(jī)控制信號(hào)經(jīng)接觸器驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)交流接觸器。