智能化控制与调节装置制造方法及图纸

技术编号:2776348 阅读:114 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种智能化控制与调节装置,特别是用于液态材料和介质的工艺过程,所述装置集成在一个调节驱动机构的壳体内或安装在该调节驱动机构上,所述装置具有一个调节器,它可根据传感器信号经一个辅助能源装置控制一个调节机构,本发明专利技术的特征是,所述调节器是一个参数化过程调节器(15),它从外部传感器(17、18、19)获得调节输入信号。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

Intelligent control and adjustment device

The invention relates to an intelligent control and adjustment device, especially for the material and process of liquid medium, the device is integrated in a control driving mechanism installed in the shell or adjust the driving mechanism, the device has a regulator, it can according to the sensor signal by a the auxiliary energy device to control a regulating mechanism, the invention is characterized in that the regulator is a parameterized process regulator (15), which from the external sensor (17, 18, 19) for regulating the input signal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能化控制与调节装置,特别是用于液态材料和介质的工艺技术,所述装置集成在一个调节驱动机构的壳体内或安装在该调节驱动机构上,所述装置具有一个调节器,它可根据传感器信号经一个辅助能源装置控制一个调节机构。在例如用于工艺技术中的调节驱动机构上,有一个位于工艺范围内的传感器向一个中央调节器发出描述过程实际状态的特征信号,所述中央调节器例如设置在一个控制器或一个类似的工艺控制装置内。该中央调节器将上述过程实际值与一个调节的过程额定值进行比较。对该比较进行估值后向调节驱动机构发出一个相应的调节信号。在调节驱动机构内设置一个位置调节器,它从中央调节器获得调节信号,并将该信号转换成与调节信号成比例的行程位置或转角,该调节位置或转角经一个电机传输给调节机构。当存在许多测量和调节点时,这种调节机构是十分昂贵和复杂的,因为许多独立的调节器造成必须设置大量的连接电缆。为避免在空间上始终隔开的调节驱动机构和中央调节器之间设置复杂的连接电缆,在德国专利说明书DE3928451Al中公开了一种电驱动系统的调节和控制装置,其中在同一个装有电机的壳体内安装了用于位置识别和转速测量、用于电子通信、用于控制和调节以及完成通信连接的装置。该方案的缺点是,在有大量的调节回路以及过程中央控制计算器的调节速度很快时,不能足够迅速地循环查询所有的调节值,也不能迅速处理其实际值,所以会产生不希望的延迟,相应造成调节质量下降。本专利技术的任务因而是,提供一种调节和控制装置,它工作可靠,对变化的工艺条件反应迅速,特别对变化的环境条件反应迅速。本专利技术解决以上任务的方案是,所述调节器是一个参数化过程调节器,它从外部传感器获得调节输入信号。本专利技术的优点是,过程调节器本身在结构上与调节驱动机构相连。所以它构成一个独立的系统。由此相联系的结果是,减小了中央过程控制器的负荷以及降低了安装成本。在调节量的实际值,即外部传感器的输出信号直接通向调节驱动机构的条件下,集成的过程调节器独立计算出其调节量,可以无延迟地作用于调节驱动机构,从而实现很短的循环时间。因为过程调节器可以自由进行参数化,所以控制和调节性能可随时改变并针对新的应用进行调节。在一种改进方案中,所述过程调节器是一个功率模块的组成部分,它经一个接口模块与一个上位控制装置双向连接。这样便存在可能,将过程引导装置的功能限定在显示数据和提供引导量及额定值上。所述功率模块除了具有过程调节器外还有一个辅助能源控制器,并经输入端与内部的收集驱动特性数据的传感器以及外部的提供过程特性数据的传感器连接。集成这些元件可降低成本,提高调节的可靠性。在一种结构中,所述接口模块构成插件形式。其优点是,控制与调节装置可容易地匹配过程引导装置的通信条件,这是通过更换所需要的接口模块实现的。可简单地采用模拟和/或二值信号,经所述接口模块进行和上位控制装置之间的数据交换。相应的接口模块也可采用通过数据总线实现的串行数据传输。使用普通接口模块时,它至少具有一个零电位继电器,用于在接口模块和和环境之间建立电连接。模块化结构允许使用标准化系统。一种有利的结构是,所述过程调节器在第一次装配模块后利用调节驱动机构进行驱动特性数据的参数化。所述调节驱动机构在装配后才能进行配置设定。所以可简单地实现调节投入使用。制造所述调节驱动机构时可不必知道其具体的用途。对具体使用条件的匹配可容易地使用软件实现,而无需更换模块。在一种结构中,所述过程调节器是一个P、PI或PID数字调节器。在一个PID调节器上可在第一次模块装配后独立调节比例范围、超前时间和调整时间。参数化的一种特别简单的方式是,所述过程调节器通过一个微处理器实现。一个操作装置用于手动控制调节驱动机构和/或用于驱动功能的参数化,它与功率模块,特别是与过程调节器相连。所述操作装置固定安装在调节驱动机构上或者采用插接方式连接。也可让所述操作装置用于固定式壁板装配,使其设在调节驱动机构的周围。并且操作装置经一根电缆与功率模块连接。为监测调节驱动机构的运作条件,所述过程调节器与内部传感器相连,用于监测驱动位置和/或调节驱动机构在驱动时输出的调节力或转矩。所述过程调节器经辅助能源控制装置作用于辅助能源装置。如果所述辅助能源装置是一个电子控制的电机,特别是一个直流电机时,其转矩或调节力的测定可简单地通过电机电流实现。但是,所述辅助能源装置不限于是电机。它也可是一个液压装置或气动装置。在另一种结构中,在功率模块内一个存储器内永久存存储内部的驱动特性数据,用于进行诊断。通过对该数据的连续监测实现自诊断,而且能对出现的错误作出快速反应。该方案也可对故障源作出快速判断。所存储的内部驱动特性数据通过一个集成在功率模块内的串行接口或经接口模块通过数据总线读取。驱动参数可经集成在功率模块内的接口写入。有利的是,由内部传感器和外部传感器测量的数值在功率模块内被作为过程特性值计算,并为继续处理经接口模块传输给上位控制装置。为改善调节质量,可在功率模块内以一个表格或特性曲线的方式存储调节校正数据。本专利技术允许具有大量的实施方式。下面对照附图中所示的框图对其中的一种实施例作详细说明。附图说明图1表示一个调节驱动机构的原理图,图2表示驱动机构电子线路图,图3表示驱动机构电子线路的功率模块,图4表示一个微处理器构成的过程调节器。图1表示一个阀门控制装置的调节驱动机构的简图。它通常用于液态材料和介质的过程控制技术,例如在供水或排水工程、化学工业或电站工程中使用的阀门控制装置。在一块安装板1上设有一个电机2。电机2根据驱动电子线路3的控制信号通过传动机构4驱动调节驱动机构的驱动杆5动作。电机2和驱动电子线路3以及安装板1设置在一个外壳9内,该外壳由传动机构4封闭。驱动电子线路3在结构上与调节驱动机构相连。驱动电子线路3通常布置在调节驱动机构内。但它也可安装在调节驱动机构的外面。驱动杆5具有一个连接件6,被调节的阀门8的操纵杆7伸入该连接件6内,并且传递调节驱动机构的运动。所述调节驱动机构可以做提升运动或转动。所述驱动电子线路3以模块方式构成,如图2所示,它包括以下部分一个用于向调节驱动机构供电的线路电压变压器10,一个功率模块11,用于执行过程调节和控制电机2,以及一个接口模块12,用于将调节驱动机构连接到过程控制系统14。一个操纵装置13位于所述调节驱动机构的外面,其作用是进行手动驱动控制。但是它也可用于进行驱动功能的参数化。所述操纵装置最好安装在调节驱动机构的外面(图1),它可以固定安装或采用插接方式安装。当然也可设想所述操纵装置13采用遥控方式,即在调节驱动机构上设置一个接收器,用于接收无线信号,例如红外信号。在另一种结构中,操纵装置13是可移动地经一根未画出的电缆与驱动电子线路3相连。所述驱动电子线路3,特别是功率模块11在任何情况下均经一根双向数据电缆与操纵装置13相连。该操纵装置13具有一个键盘13a和一个显示器13b,其作用是让使用者直接对调节驱动机构进行控制,而且执行调节驱动机构的所有主要功能。在图3中表示出一个功率模块11的结构。该模块包括一个过程调节器15,它的输入端与位于外部的、能提供过程特性数据的传感器相连。该传感器是一个温度传感器17、一个压力传感器18和一个流量计19。所述过程调节器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能化控制与调节装置,特别是用于液态材料和介质的工艺技术,所述装置集成在一个调节驱动机构的壳体内或安装在该调节驱动机构上,所述装置具有一个调节器,它可根据传感器信号经一个辅助能源装置控制一个调节机构,本专利技术的特征是,所述调节器是一个参数化过程调节器(15),它从外部传感器(17、18、19)获得调节输入信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:马克斯施米德胡伯
申请(专利权)人:PS自动控制驱动技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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