之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準,現(xiàn)在介紹精小型智能型電動執(zhí)行器工作原理電動閥門執(zhí)行器是回轉(zhuǎn)型電子閥門驅(qū)動裝置,可以通過外接電源的切換或外部輸入信號,實現(xiàn)閥門開、關(guān)和中間位置的控制。由于本體材質(zhì)采用了鋁合金壓鑄件,實現(xiàn)了小型、輕量、高性能、高輸出、功率的電動驅(qū)動裝置。精小型智能型電動執(zhí)行器電動閥門控制器工作原理和功能閥門的控制量為閥門開度,在應(yīng)用場合往往會根據(jù)實際需要將閥門開或關(guān),或者開到一定程度,甚至動態(tài)的以某種規(guī)律開關(guān)。在傳統(tǒng)的模擬控制方式中用時間、電流的大小來表示閥門的開啟角度。由于影響時間、電流(電壓)等參數(shù)的因素很多,因此顯示的開啟角度與閥門的實際位置不易達到同步,經(jīng)常出現(xiàn)明顯的誤差。同時,簡單的模擬量控制提供的信息極為有限,不利于系統(tǒng)的調(diào)試和檢修。筆者設(shè)計的智能型控制系統(tǒng)采用數(shù)字化的方法來控制電動執(zhí)行機構(gòu)運行。 精小型智能型電動執(zhí)行器工作原理采用MOTOROLA公司單片微處理器和外圍芯片組成智能化的位置控制單元,接收統(tǒng)一的標準直流信號(如4~20mA的電流信號),經(jīng)信號處理及A/D轉(zhuǎn)換送至微處理器,微處理機將處理后的數(shù)據(jù)送至顯示單元顯示調(diào)節(jié)結(jié)果,運算處理后產(chǎn)生的控制信號驅(qū)動交流電機。此外,系統(tǒng)帶通訊功能,可以接收上位機的指令,進行遠程數(shù)字控制。同時也可以在智能控制器本地的人機界面上通過菜單和按鈕實現(xiàn)現(xiàn)場手動控制。 精小型智能型電動執(zhí)行器工作原理主要功能描述: (1)一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計,直接接收4~20mA/4~12mA/12~20mA/0~5V/1~5V等控制信號,輸出隔離的4~20mA閥位反饋信號; (2)具有仿真運行功能,并可根據(jù)用戶設(shè)定的流量特性曲線運行; (3)控制信號斷路故障判斷、報警及保護功能。斷路故障時可使執(zhí)行機構(gòu)或開、或關(guān)、或保特、或在0~100%之間預(yù)置的任意值; (4)數(shù)字顯示,顯示控制信號值、閥位值、故障類別; (5)RS485遠程通訊功能,通過通訊協(xié)議在上位機進行編程組態(tài),對過程量、開關(guān)量作數(shù)據(jù)或圖形處理。 (6)閥門行程自整定,輸入輸出模擬信號自校準。
選用MOC308X系列。 精小型電動閥門執(zhí)行器特征 ·小型、輕量、緊湊。 ·使用簡便,且可以在狹窄的地方使用。 ·與閥門的連接、保養(yǎng)、檢查簡單、結(jié)實堅牢、可。 ·手動操作機能 切斷電源后可進行手動操作 可使用附帶的曲柄式手柄作手動操作。 SZ-05系列閥門電動執(zhí)行器保護功能 萬一陷入了負荷狀態(tài),為了防止電機過熱燒損,在電機設(shè)置了過熱保護器。 ·配線作業(yè)簡單 因為備有內(nèi)部接線端子臺,配線作業(yè)很簡單。 SZ-05系列電動閥門執(zhí)行器安裝 精小型電動閥門執(zhí)行器安裝場所 (室內(nèi)安裝的注意事項) 因為是非防爆產(chǎn)品,所以安裝時避開危險氣體的環(huán)境。 安裝在長期有水、原料等飛濺物的場合,需要保護全體的蓋子。 請預(yù)留接線,手動操作等維修用空間。 (室外安裝的注意事項) 為了避免雨水水,陽光直射等問題,需要安裝保護全體的蓋子。 (陽光直射會導(dǎo)致操作機內(nèi)部的溫度上升以及雨水導(dǎo)致膠墊等發(fā)生耐候性的問題) 請預(yù)留接線、手動操作等維修用空間。 周圍溫度、流體溫度條件 (周圍溫度) 周圍溫度在一25℃~55℃范圍內(nèi)。 (流體溫度條件) ·與閥門配套使用的場合,流體溫度,傳到機體上面,機體溫度會升高,流體溫度是高溫 的場合,與閥門連接支架起減少熱傳導(dǎo)作用。 ·標準規(guī)格 流體溫度+65℃以下標準支架 ·高溫規(guī)格 流體溫度65℃以上高溫規(guī)格支架※流體溫度有時隨著周圍溫度以及對流的 狀態(tài)發(fā)生變化,因此,在高溫中使用的場合請和本公司技術(shù)部。
2系統(tǒng)硬件組成 上海申弘閥門有限公司主營閥門有:截止閥,電動截止閥智能控制器根據(jù)智能化、可靠性高、抗干擾能力強、成本低等原則,控制核心采用8位微處理器MC68HC908SR12(SR12),電機控制的主電路采用電力電子技術(shù)實現(xiàn)。 SR12具有速度快、功能強和價格低等特點。其較高工作頻率可達8MHz,有512字節(jié)的片內(nèi)RAM、12K字節(jié)的片內(nèi)FLASH存儲器,14路10位A/D,及SCI、I2C、SPI等通訊接口[1,4]。 系統(tǒng)應(yīng)用SR12內(nèi)部的A/D進行閥門位置信號及輸入控制信號的采集,利用PWM輸出經(jīng)過濾波后的位置信號,利用I2C總線與外部存儲器AT24C08進行通訊存儲設(shè)置值,利用SCI接口通過MAX485與上位機進行數(shù)據(jù)交換,充分利用了該芯片的內(nèi)部資源,節(jié)約了成本。
2.1信號輸入部分 利用SR12內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換,將輸入的模擬信號和閥門位置反饋的模擬信號進行量化。采用REF02作為A/D的基準電壓,其溫度漂移系數(shù)為3PPM/℃。 2.2信號輸出部分 SR12有3通道8位高速PWM,每個通道有獨立的計數(shù)器,可選擇PWM輸入時鐘以產(chǎn)生各種PWM頻率,并有自動相位控制。利用其中一路PWM作為模擬量輸出信號,其余兩路作為電機控制信號。同時選擇I/O口PTB6作為繼電器開關(guān)量輸出的控制信號。
2.3輸入輸出隔離 系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場使用時,涉及到各種儀表、傳感器及執(zhí)行機構(gòu),會由于各種原因引入信號干擾以及各種危險的強電壓信號。為了保證系統(tǒng)的安全,保證檢測的正確性和運行的可靠性,采用光耦LOC210對輸入輸出信號進行隔離。 2.4通訊部分 為了完成工業(yè)現(xiàn)場遠程控制和組網(wǎng)的需要,系統(tǒng)支持RS485通訊方式。電平轉(zhuǎn)換芯片采用MAX485。實際工作時,可以與上位機進行遠程通訊,進行運行方式設(shè)定并監(jiān)控運行狀態(tài)。
2.5電機驅(qū)動部分 電機的驅(qū)動采用電力電子開關(guān)雙向可控硅BTA16。雙向可控硅具有開關(guān)速度快、壽命長、無火花和拉弧現(xiàn)象等特點[2],保證執(zhí)行機構(gòu)在高溫條件下的長期可靠運行,同時有助于對電機的保護。主電路與CPU之間采用光耦MOC302X驅(qū)動,如圖3所示,圖中ZL為電機負載。 在設(shè)計中,MOC3020的二極管前向電流為15mA,MOC3021和MOC3023分別為8mA和3mA,所以可以由MC68HC908SR12的I/O口采用灌電流方式直接驅(qū)動。在實際工作時RC吸收回路的實際參數(shù)需要根據(jù)電機參數(shù)(ZL)的不同確定。需要注意的是,MOC302X的耐壓是400V,如果電機需要工作在380V下或者電機的反電勢比較大時,要與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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