阀门电动执行器及控制方法技术

本发明专利技术提供一种阀门电动执行器及控制方法，包括阀门电动执行器及控制装置，控制装置包括单片机、控制输入模块、控制界面模块、供电模块、自复位供电模块、驱动模块、步进电机、数模转换模块、RS485通信模块，单片机采集温度信号、电流输入信号、电压输入信号、压力变送器信号以及复位控制信号，控制界面模块用于显示阀门状态并输出用户控制信号给所述单片机，单片机根据接收到的各个信号输出控制指令给驱动模块，以及输出电流输出信号、电压输出信号给数模转换模块，控制指令包括控制驱动指令和复位指令，供电模块用于给所述单片机、驱动模块供电。本案使得阀门电动执行器的行程开关按电压、电流、温度、电压的输入改变而改变，具有自复位功能。

Valve electric actuator and control method

The invention provides a valve electric actuator and control method, including the valve electric actuator and control device, control device comprises a singlechip, a control input module, control interface module, power supply module, self reset power supply module, drive module, stepper motor, digital analog conversion module, RS485 communication module, MCU temperature signal acquisition and the current input signal, the input signal voltage, pressure transmitter signal and a reset control signal, the control interface module is used to display the state of the valve and the user control output signal to the microcontroller, microcontroller according to the received signal output control instructions to the driver module, and the output current of the output signal, the output signal voltage to the DAC module, the control instruction includes control driving instruction and reset command, power supply module for the MCU and drive mode Block power supply. In this case, the stroke switch of the valve electric actuator is changed according to the input of voltage, current, temperature and voltage, and has self resetting function.

【技术实现步骤摘要】
阀门电动执行器及控制方法
本专利技术涉及电动执行器
，尤其涉及一种阀门电动执行器及控制方法。
技术介绍
电动执行器是一种利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下提供直线或者旋转运动的驱动装置，因为其具有能源取用方便、信号传输速度快、传输距离远、便于集中控制的优点，常用于配套各种阀门构成电动阀门或者电动调节阀。目前现有的用于配套阀门的电动执行器，通常采用的控制装置中电机与单片机之间仅通过温度传感器进行连接，功能单一，不能保证电动执行器的精度，也不能根据用户的需求进行相应的控制，并且不能够自由控制阀门的开度大小，在使用过程中遇到特殊情况时，不能够主动复位，存在控制精度较低、智能化程度不高的缺陷与问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种可自由控制阀门的开度大小、自动复位的阀门电动执行器及控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种阀门电动执行器，包括阀门电动执行器及控制装置，所述控制装置包括：单片机、控制输入模块、控制界面模块、供电模块、自复位供电模块、驱动模块、步进电机、数模转换模块、RS485通信模块，其中，所述单片机的输入端连接所述控制输入模块，所述单片机的输出端连接所述数模转换模块、驱动模块，所述单片机与控制界面模块、自复位供电模块、RS485通信模块连接，所述控制输入模块包括温度传感器、电流采集模块、电压采集模块、压力变送器，所述单片机通过所述控制输入模块采集温度信号、电流输入信号、电压输入信号、压力变送器信号以及通过自复位供电模块采集复位控制信号，所述控制界面模块用于显示阀门状态并输出用户控制信号给所述单片机，所述单片机根据接收到的各个信号输出控制指令给所述驱动模块，以及输出电流输出信号、电压输出信号给数模转换模块，所述控制指令包括控制驱动指令和复位指令，所述控制驱动指令用于使所述驱动模块控制所述步进电机电源的通断以及步进电机的正反转、转动角度，所述数模转换模块用于输出电流输出信号、电压输出信号给阀门电动执行器中的阀门开度反馈模块，所述自复位供电模块用于接收来自所述单片机的复位指令并控制阀门关闭，以及当所述电源的电流输入信号和/或电压输入信号失真时，输出复位控制信号，所述供电模块用于给所述单片机、驱动模块供电。所述的阀门电动执行器包括机架，所述的机架设置有输出轴及驱动输出轴升降的电动驱动组件，所述的输出轴沿竖向设置，所述的电动驱动组件包括与输出轴外周呈螺纹配合且相对转动的配合件及驱动配合件旋转的电机，该电机由控制装置所控制，所述的机架位于输出轴上方设置有可相对机架转动的操作盘，所述的操作盘转轴与输出轴转轴位于同一直线上，所述的输出轴外周固定设置有与呈多边形的联动块，所述的操作盘同轴设置有内周与联动块形状相适配的联动套。更进一步的，所述的联动套与操作盘对应的端部与操作盘之间设置有穿过操作盘并与联动套螺纹配合的安装螺栓。更进一步的，所述的机架上设置有滑块及供滑块往复滑移的滑道，所述的滑道沿靠近及远离操作盘的方向设置，所述的操作盘边缘设置有功能缺口，所述的滑块设置有与功能缺口卡配构成操作盘的周向限位的功能限制部。更进一步的，所述的机架位于输出轴两侧设置有与输出轴平行的稳定导轨，所述的输出轴上套设有与输出轴同步升降的稳定导向块，所述的稳定导向块的两侧分别设置有滑移于稳定导轨的导向缺口。更进一步的，所述的电动驱动组件还包括主动齿轮，所述的驱动电机驱动主动齿轮转动，所述的机架位于主动齿轮与配合件之间设置有一个以上依次联动的传动齿轮。更进一步的，所述控制装置还包括与所述步进电机、单片机连接的光电编码器，所述光电编码器用于采集所述步进电机的转动角速度并输出给所述单片机。更进一步的，所述电流输入信号为0mA-20mA，电压输入信号为0v-10v。更进一步的，所述电流输入信号为4mA-20mA，电压输入信号为2v-10v。更进一步的，所述供电模块的供电电压为24V。本案还提供了一种阀门电动执行器的控制方法，所述控制方法包括：通过控制输入模块采集温度信号、电流输入信号、电压输入信号、压力变送器信号；通过控制界面模块采集用户控制信号；采集自复位供电模块当所述电源的电流输入信号和/或电压输入信号失真时，发出的复位控制信号；根据接收到的所述温度信号、电流输入信号、电压输入信号、压力变送器信号、用户控制信号、复位控制信号，发出控制指令、输出电流输出信号、电压输出信号，所述控制指令包括复位指令和控制驱动指令；采用驱动模块根据所述控制驱动指令控制步进电机电源的通断以及步进电机的正反转、转动角度；采用数模转换模块输出所述电流输出信号、电压输出信号给阀门电动执行器中的阀门开度反馈模块；采用所述自复位供电模块接收所述复位指令并控制阀门关闭；还包括采用RS485通信模块与计算机通信；上述过程中，通过所述控制界面模块显示阀门状态。本专利技术的阀门电动执行器的控制装置，使得阀门电动执行器的行程开关按电压、电流、温度、电压的输入改变而改变，使驱动模块控制步进电机电源的通断以及步进电机的正反转、转动角度，使阀门开度大小能够自由控制，当电流输入信号或电压输入信号失真时，控制阀门关闭，从而达到所需的要求，具有自复位功能，配合件作为输出轴的螺纹轨道，在操作盘通过联动套带动输出轴转动时，输出轴可沿联动套内部进行升降，从而实现手动驱动输出轴升降的功能，配合电动驱动组件，使单一阀门电动执行器同时具有手动和电动的驱动方式，可按需进行选择，扩展阀门电动执行器的实用功能，安装螺栓使联动套与操作盘之间为可拆卸的安装配合，增加可更换部件可延长使用寿命，也降低维修难度，在不使用操作盘时，将功能限制部移动至功能缺口与其卡配，使操作盘无法转动，避免产生误操作或被输出轴反向带动转动，在使用操作时，将功能限制部远离功能缺口与取消卡配，操作盘可自由转动，滑块作为手动驱动方式的锁定件，输出轴位于下方的部分由于长度较长，在输出过程中存在振动，增设稳定导向块增加输出轨道的导向位，配合两侧的稳定导轨与输出轴同步稳定升降，多个传动齿轮用于衔接主动齿轮与配合件，保证稳定传动，此外，安装不同的传动齿轮使执行器具有不同的输出转速及扭矩，可调功能更多。附图说明图1为本专利技术的阀门电动执行器的控制装置的结构示意图；图2为为本专利技术具体实施方式中阀门电动执行器的立体图；图3为本专利技术具体实施方式中阀门电动执行器去除部分壳体的结构图；图4为本专利技术具体实施方式中阀门电动执行器的输出轴和操作盘的爆炸图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，一种阀门电动执行器的控制装置，所述控制装置包括：单片机10、控制输入模块20、控制界面模块30、供电模块40、自复位供电模块50、驱动模块60、步进电机70、数模转换模块80、RS485通信模块100。其中，单片机10的输入端连接控制输入模块20，单片机10的输出端连接数模转换模块80、驱动模块60，单片机10与控制界面模块30、自复位供电模块50、RS485通信模块100连接，RS485/MODBUS是现在流行的一种布网方式，其特点是实施简单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀门电动执行器,包括阀门电动执行器及控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：单片机、控制输入模块、控制界面模块、供电模块、自复位供电模块、驱动模块、步进电机、数模转换模块、RS485通信模块，其中，所述单片机的输入端连接所述控制输入模块，所述单片机的输出端连接所述数模转换模块、驱动模块，所述单片机与控制界面模块、自复位供电模块、RS485通信模块连接，所述控制输入模块包括温度传感器、电流采集模块、电压采集模块、压力变送器，所述单片机通过所述控制输入模块采集温度信号、电流输入信号、电压输入信号、压力变送器信号以及通过自复位供电模块采集复位控制信号，所述控制界面模块用于显示阀门状态并输出用户控制信号给所述单片机，所述单片机根据接收到的各个信号输出控制指令给所述驱动模块，以及输出电流输出信号、电压输出信号给数模转换模块，所述控制指令包括控制驱动指令和复位指令，所述控制驱动指令用于使所述驱动模块控制所述步进电机电源的通断以及步进电机的正反转、转动角度，所述数模转换模块用于输出电流输出信号、电压输出信号给阀门电动执行器中的阀门开度反馈模块，所述自复位供电模块用于接收来自所述单片机的复位指令并控制阀门关闭，以及当所述电源的电流输入信号和/或电压输入信号失真时，输出复位控制信号，所述供电模块用于给所述单片机、驱动模块供电；所述的阀门电动执行器包括机架，所述的机架设置有输出轴及驱动输出轴升降的电动驱动组件，所述的输出轴沿竖向设置，所述的电动驱动组件包括与输出轴外周呈螺纹配合且相对转动的配合件及驱动配合件旋转的电机，该电机由控制装置所控制，所述的机架位于输出轴上方设置有可相对机架转动的操作盘，所述的操作盘转轴与输出轴转轴位于同一直线上，所述的输出轴外周固定设置有与呈多边形的联动块，所述的操作盘同轴设置有内周与联动块形状相适配的联动套。...

【技术特征摘要】
1.一种阀门电动执行器,包括阀门电动执行器及控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：单片机、控制输入模块、控制界面模块、供电模块、自复位供电模块、驱动模块、步进电机、数模转换模块、RS485通信模块，其中，所述单片机的输入端连接所述控制输入模块，所述单片机的输出端连接所述数模转换模块、驱动模块，所述单片机与控制界面模块、自复位供电模块、RS485通信模块连接，所述控制输入模块包括温度传感器、电流采集模块、电压采集模块、压力变送器，所述单片机通过所述控制输入模块采集温度信号、电流输入信号、电压输入信号、压力变送器信号以及通过自复位供电模块采集复位控制信号，所述控制界面模块用于显示阀门状态并输出用户控制信号给所述单片机，所述单片机根据接收到的各个信号输出控制指令给所述驱动模块，以及输出电流输出信号、电压输出信号给数模转换模块，所述控制指令包括控制驱动指令和复位指令，所述控制驱动指令用于使所述驱动模块控制所述步进电机电源的通断以及步进电机的正反转、转动角度，所述数模转换模块用于输出电流输出信号、电压输出信号给阀门电动执行器中的阀门开度反馈模块，所述自复位供电模块用于接收来自所述单片机的复位指令并控制阀门关闭，以及当所述电源的电流输入信号和/或电压输入信号失真时，输出复位控制信号，所述供电模块用于给所述单片机、驱动模块供电；所述的阀门电动执行器包括机架，所述的机架设置有输出轴及驱动输出轴升降的电动驱动组件，所述的输出轴沿竖向设置，所述的电动驱动组件包括与输出轴外周呈螺纹配合且相对转动的配合件及驱动配合件旋转的电机，该电机由控制装置所控制，所述的机架位于输出轴上方设置有可相对机架转动的操作盘，所述的操作盘转轴与输出轴转轴位于同一直线上，所述的输出轴外周固定设置有与呈多边形的联动块，所述的操作盘同轴设置有内周与联动块形状相适配的联动套。2.根据权利要求1所述的阀门执行器，其特征在于：所述的联动套与操作盘对应的端部与操作盘之间设置有穿过操作盘并与联动套螺纹配合的安装螺栓。3.根据权利要求1所述的阀门执行器，其特征在于：所述的机架上设置有滑块及供滑块往复滑移的滑道，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振杰，张清，
申请(专利权)人：张振杰，
类型：发明
国别省市：浙江,33