LonWorks总线式智能电动执行机构制造技术

本实用新型专利技术属工业自动化控制仪器、仪表技术领域，特别涉及一种ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线式智能电动执行机构，主要由总线（１）、控制器中的ＵＡＲＴ串行接口电路（７）、显示电路（３）、手动电路（４）、驱动电路（６）、模拟量输入电路（５）、存储器扩展电路（８）、神经元芯片附加电路（９）和执行器（１０）中的伺服电机、位置发送器、减速器组成，其特点是控制器中设置了通信控制电路（２），ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线式智能电动执行机构可以广泛用于冶金、石油、电力、化工、轻纺等工业生产自动调节，可靠性高。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属工业自动化控制仪器、仪表
，特别涉及一种LonWorks总线式智能电动执行机构。技术背景目前，我国各工业部门普遍应用的传统电动执行机构，其控制方式落后、精度差、不灵敏区大，可靠性不高，接线复杂且无法进行网络通信，缺乏完善的保护和故障报警措施，使现有的电动执行机构不便调试和维护，给现场总线的应用带来一定的困难。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种利用单片机和现场总线通信技术将伺服放大器与执行机构合为一体；根据控制电信号，直接操作改变阀的位移，实现双向通信和故障报警功能的LonWorks总线式智能电动执行机构。本技术解决技术问题采用的技术方案是LonWorks总线式智能电动执行机构主要由总线、控制器中的UART串行接口电路、显示电路、手动电路、驱动电路、模拟量输入电路、存储器扩展电路、神经元芯片附加电路和执行器中的伺服电机、位置发送器、减速器组成，其特点是控制器中设置了通信控制电路，通信控制电路包括单片机U1、神经元芯片U2、收发器U3、二极管D1～D8、电容C1～C4；它们的连接关系是，单片机U1的32、37、38、39脚分别接神经元芯片U2的13、14、15、16脚，神经元芯片U2的28、29、23脚分别接收发器U3的4、5、6脚，收发器U3的3脚接二极管D2、D1和电容C1的一端，C1的另一端接总线LON，U3的2脚接D4、D3和C3的一端，C3另一端接LON总线，D1、D2、D3、D4另一端相接并接C2的一端，C2另一端接地；U3的1脚接D5、D7、C4的一端和+5V电源，7脚接D5另一端和D6一端；9脚接D7和D8一端，8脚接D6、D8、C4另一端和地。本技术的有益效果LonWorks总线式智能电动执行机构是利用微机和现场总线通信技术将伺服放大器与执行机构合为一体，根据控制电信号，直接操作改变阀的位置，不仅实现了双向通信，PID调节、在线自动标定、自诊断等多种控制技术要求的功能，有效地提高了控制水平，还增设了故障报警功能，可以现场操作或远方操作，完成手动/自动之间的无扰切换，可以广泛用于冶金、石油、电力、化工、轻纺等工业生产自动调节，可靠性高。以下结合附图以实施例具体说明。附图说明图1示LonWorks总线式智能电动执行机构控制程序框图。图2示图1中通信控制电路、存储器扩展电路、神经元芯片附加电路、UART串行接口电路原理图。图3示图1中手动电路、驱动电路、显示电路、模拟量输入电路原理图。图中，1-LON总线；2-通信控制电路；3-显示电路；4、手动电路；5、模拟量输入电路；6-驱动电路；7-UART串行接口电路；8-存储器扩展电路；9-神经元芯片附加电路；10-执行器；11-控制对象；U1-单片机；U2-神经元芯片；U3-收发器；U4-存储器；U5、U7-或门；U6-或非门；U8、U9-复位芯片；U10-数据接收/驱动芯片；U11-插座；U12～U17-与非门；U18、U19-与门；U20、U21-固态继电器；U22、U23-非门；U24-译码器；U25-锁存器；U26-液晶显示模块；UA1-运算放大器；D1～D10-二极管；D11-发光二极管；C1～C9-电容；C10、C11-电解电容；R1～R19-电阻；R20-可变电阻；K1～K5-开关；Q1、Q2-三极管；T-线圈；A-火线；N-零线；AI0-输入信号；具体实施方式实施例，参照附图1，LonWorks总线式智能电动执行机构是由Lon总线1、控制器中的通信控制电路2、显示电路3、手动电路4、模拟量输入电路5、驱动电路6、UART串行接口电路7、存储器扩展电路8、神经元芯片附加电路9、执行器10和控制对象11组成，执行器包括伺服电机、减速器和位置发送器。它的工作原理是控制器实时采集执行机构的位置反馈信号，并通过LON总线1接收上位控制系统发来的4～20mA给定信号，位置信号和给定信号经过单片机U1内部集成的A/D转换器变成数字信号后在单片机U1中进行比较，然后单片机U1将两者的差值利用内部的控制算法实现调节规律并发出控制信号，控制信号经过驱动电路6来控制电机运转，电机的运动通过减速器最终带动控制对象11，使它稳定在所需位置上。参照附图2，通信控制电路2包括单片机U1、神经元芯片U2、收发器U3、二极管D1～D8、电容C1～C4；它们的连接关系，单片机U1的32、37、38、39脚分别接神经元芯片U2的13、14、15、16脚，神经元芯片U2的28、29、23脚分别接收发器U3的4、5、6脚，收发器U3的3脚接二极管D2、D1和电容C1的一端，C1的另一端接总线LON，U3的2脚接D4、D3和C3的一端，C3另一端接LON总线，D1、D2、D3、D4另一端相接并接C2的一端，C2另一端接地；U3的1脚接D5、D7、C4的一端和+5V电源，7脚接D5另一端和D6一端；9脚接D7和D8一端，8脚接D6、D8、C4另一端和地。存储器扩展电路8包括，存储器U4、或门U5、U7、或非门U6；它们的连接关系是U2的50～64脚，43、42、28、29、30、31、32、33、47脚分别接U4的10～2、26、27、25、24、23、12～19、21、20脚，U2的41脚接U5、U7的2脚，45脚接U5的3脚、U6的2脚，U5的1脚接U4的1脚，U6的1脚接U7的3脚，U7的1脚接U4的22脚，U6的3脚接+5V电源。神经元芯片附加电路9包括复位芯片U8、晶体振荡器Y1、发光二极管D11、开关K4、电容C5、C6、电阻R1～R4；它们的连接关系是U2的6脚接U8的1脚、R1的一端，U8的2脚接电源，3脚接地，R1的另一端接K4一端，K4另一端接地；U2的24脚接R2、Y1、C5的一端，C5另一端接模拟地，U2的23脚接R2另一端、R3的一端，R3另一端接Y1另一端、C6的一端，C6另一端接模拟地；U2的20脚接D11的一端，D11另一端接R4一端，U2的17脚接R4另一端和K5的一端，K5另一端接模拟地。UART串行接口电路7包括数据接收/驱动芯片U10、复位芯片U9、插座U11、电阻R5；它们的连接关系是U1的15脚接U9，41脚接R5一端，R5另一端接地，17脚接U10的11脚，16脚接U10的12脚，U10的14、13脚接U11的1、2脚。参照附图3，手动电路4包括与非门U12～U17、开关K1、K2、K3、电阻R1～R11；它们的连接关系是U1的30、31、36脚分别接U12、U14、U16的1脚和U13、U15、U17的5脚，U12、U14、U16的2脚分别接K1、K2、K3的a端、R6、R8、R10的一端，U13、U15、U17的6脚分别接K1、K2、K3的b端、R7、R9、R11的一端，R6～R11另一端接+5V电源，U12、U14、U16的3脚分别接U13、U15、U17的4脚。驱动电路6包括与门U18、U19、非门U22、U23、固体继电器U20、U21、三极管Q1、Q2、电阻R12～R15、电容C7、线圈T、火线A、零线N；它们的连接关系是U1的28脚接U18的2脚、U23的一端，29脚接U19的3脚、U22的一端，U18的3脚接U22的另一端，U19的2脚接U23另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线式智能电动执行机构，主要由总线（１）、控制器中的ＵＡＲＴ串行接口电路（７）、显示电路（３）、手动电路（４）、驱动电路（６）、模拟量输入电路（５）、存储器扩展电路（８）、神经元芯片附加电路（９）和执行器（１０）中的伺服电机、位置发送器、减速器组成，其特征在于控制器中设置了通信控制电路（２），通信控制电路（２）包括单片机Ｕ↓［１］、神经元芯片Ｕ↓［２］、收发器Ｕ↓［３］、二极管Ｄ↓［１］～Ｄ↓［８］、电容Ｃ↓［１］～Ｃ↓［４］；它们的连接关系是，单片机Ｕ↓［１］的３２、３７、３８、３９脚分别接神经元芯片Ｕ↓［２］的１３、１４、１５、１６脚，神经元芯片Ｕ↓［２］的２８、２９、２３脚分别接收发器Ｕ↓［３］的４、５、６脚，收发器Ｕ↓［３］的３脚接二极管Ｄ↓［２］、Ｄ↓［１］和电容Ｃ↓［１］的一端，Ｃ↓［１］的另一端接总线ＬＯＮ，Ｕ↓［３］的２脚接Ｄ↓［４］、Ｄ↓［３］和Ｃ↓［３］的一端，Ｃ↓［３］另一端接ＬＯＮ总线，Ｄ↓［１］、Ｄ↓［２］、Ｄ↓［３］、Ｄ↓［４］另一端相接并接Ｃ↓［２］的一端，Ｃ↓［２］另一端接地；Ｕ↓［３］的１脚接Ｄ↓［５］、Ｄ↓［７］、Ｃ↓［４］的一端和＋５Ｖ电源，７脚接Ｄ↓［５］另一端和Ｄ↓［６］一端；９脚接Ｄ↓［７］和Ｄ↓［８］一端，８脚接Ｄ↓［６］、Ｄ↓［８］、Ｃ↓［４］另一端和地。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪玉凤，毛君，李文江，姜艳华，
申请(专利权)人：阜新工大科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]