[实用新型]一种基于网络控制的智能定位模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业，化工领域的阀门电动执行器，特别是关于电动执行器内的智能定位模块。

背景技术

该智能定位模块是电动执行器的核心构成部分。电动执行器是指在控制系统中以电作为能源的一种执行器，它接受调节仪表的电信号，把它变成输出轴的角位移或直线行程位移，以推动调节执行机构——阀门动作执行调节任务。智能定位器模块安装于电动执行器内部，接受调节器来的0～10mA或4～20mA的标准直流电流信号，和来自内部位置传感器的输出信号，通过预先定义好的逻辑控制模式，转变为相应的逻辑电信号，控制电动执行器中的执行机构——通常是单向或者三相交流电机。

定位模块通常由模拟放大器、AD/DA转换器和微处理器构成。按控制逻辑可分为积分式和比例式。目前市场上常见的是比例式，请参阅图1，其是一种比例式定位模块的工作原理图。由调节来的0～10mA或4～20mA的直流电流输入信号与位置传感器来的位置反馈信号向减后，其误差信号经伺服放大器放大后驱动电机转动，经过位于执行器内部的减速器减速后输出一角位移或直行程位移，带动调节机构进行调节。同时执行器内部的位置传感器将输出位移转换成相应的直流输出信号作为位置反馈信号，送至伺服放大器输入端，它随着输出位移的大小而变化，当位移反馈信号与输入信号的差值等于零时，电动机停止转动，执行机构稳定在一定的位置上。

目前市场上的大部分定位模块通常采用比例式控制逻辑，输入4～20mA控制信号，输出4～20mA模拟位置信号。在国内市场上有很多定位模块，但基本都不具备网络连接功能，其结构复杂，可靠性欠佳，成本高。

发明内容

本实用新型的目的：为了降低多台电动执行器的控制成本和控制目标多样化的问题，本实用新型提供了一种拥有MODBUS网络协议，和内置PID调节功能的智能定位模块，能够通过RS485网络对处于网络中的任何一台电动执行器输入控制信息，并通过网络返回控制完成后的相应信息，被控量不仅仅是位置信号，也可以是压力，温度等。

本实用新型的技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型的详细技术方案如下：一种基于网络控制的智能定位模块，其具有一内部拥有程序存储器的Aduc832芯片，且所述Aduc832芯片集成有IO模块、D/A模块、A/D模块、并行口和串行口，其中，所述Aduc832芯片并行口连接有LCD显示器和键盘，所述Aduc832芯片串行口经一个光电隔离器与RS485驱动相连，所述Aduc832芯片的IO模块通过一光电隔离器以及电机驱动与控制电机相连，同时，该IO模块通过另一光电隔离器连接有一隔离开关，所述D/A模块与可调4～20mA输出直接相连以及经V/I变换器与4～20mA输出相连，所述可调4～20mA输出经信号调理器与A/D模块相连，所述A/D模块分别经两个I/V转换器与4～20mA外部控制信号以及4～20mA的变送器相连。

所述IO模块、D/A模块、A/D模块、并行口和串行口具有RS485总线物理通信接口，支持MODBUS网络通信协议，并连接有一网络中主控制器，共同构成一个控制网络。

所述网络中主控制器为计算机。

所述Aduc832芯片嵌有不仅能够控制电动执行器中执行机构的位移，而且能够控制流体的压力、流量、温度等相关参数的PID运算算法。

所述的基于网络控制的智能定位模块设有能监视过执行机构的电流参数的电流测量传感器。

本实用新型的有益效果：本实用新型基于网络控制的智能定位模块通过RS485网络对处于网络中的任何一台电动执行器输入控制信息，并通过网络返回控制完成后的相应信息，使得电动阀门执行机构在应用中变得更加简单，成本更低，自动化程度更高，可靠性更高。同时，该执行机构自带了PID控制器，可以实现外部单参数控制，为用户节约了调节仪表。液晶屏显示操作状态和当下运行时阀门的相关参数，方便操作人员对操作进行有效的监控。

附图说明

图1是一种现有技术比例式定位模块的工作原理图；

图2是本实用新型基于网络控制的智能定位模块一较佳实施方式的结构框图；

图3是本实用新型电机驱动和电流检测电路图；

图4是本实用新型RS485通信电路图；

图5是本实用新型基于网络控制的智能定位模块的工作原理图；

图6是本实用新型基于网络控制的智能定位模块的主流程图

图7是本实用新型对于MODBUS协议支持流程图；

图8是本实用新型控制流程图；

图9是本实用新型电机保护流程图。