專利名稱：非侵入式智能型閥門電動裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于閥門的電動執行裝置的技術領域，涉及閥門的電動執行裝置的控制技 術，更具體地說，本發明涉及一種非侵入式智能型閥門電動裝置。
背景技術：
目前，閥門電動裝置一般都是采用以機械方式對閥門行程和力矩進行控制的結 構，包括行程傳動系統和力矩蝸桿傳動系統，對于非侵入式的閥門電動裝置，采用本地磁控 開關和遠程線控開關進行控制。智能型電裝大都采用霍爾磁性增量型位置傳感器，或者采 用多圈光電絕對值位置編碼器。前者采用霍爾傳感元件，結構簡單，性價比高，應用廣泛，但 相應功能不夠完善，精度也不夠高；后者定位精度高，但價格昂貴，而且耗電量大，在電裝斷 電時難以長期保證閥位顯示，常用于高端閥門。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種非侵入式智能型閥門電動裝置，其目的是提高 電動裝置對閥門控制的智能化水平，使得對閥門的控制更加精確、更加可靠和更加靈活。為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為本發明所提供的這種非侵入式智能型閥門電動裝置，包括主控單元、控制電源、備 用電源、操控部分、顯示單元、電機、傳動機構、閥位傳感器、扭矩傳感器以及軸出軸，所述的 閥位傳感器中設有霍爾磁性增量型位置傳感器或多圈光電絕對值位置編碼器。所述的電動裝置的模擬信號的輸入、輸出電路采用獨立電源供電，模擬信號輸入、 輸出電路與主控單元之間設有線性光電耦合器進行隔離。所述的電動裝置為遠端控制開關提供兩種獨立的信號電源，即交流信號電源和直 流信號電源，并將遠端開關信號即外部信號經過光電耦合器隔離后送給控制電路使用。所述的顯示單元采用圖形點陣式液晶顯示器，能夠顯示文字、圖標和曲線。所述的主控單元在發送電機動作命令的同時，通過動靜轉換電路產生接觸器勵磁 或固態繼電器驅動時所用的控制電源。所述的操控部分設有非接觸式的磁控開關，以提高安全等級所述的紅外遙控器既能控制電動裝置，也能進行各種對話操作。所述的扭矩傳感器與主控單元連接，所述的扭矩傳感器采集的轉矩信號送主控單 元進行處理。所述的控制器的主控單元設有現場總線接口，所述的現場總線接口用于連接CAN 現場總線適配器實現工業現場的數據通信。所述的控制器外部命令設有常規的開、關、停控制模式、二線制開關控制模式、 4-20mA模擬量控制模式。所述的控制器的備用電源由鋰電池及控制電源模塊上的逆變電路組成。所述的電動裝置可存貯電動裝置的運行和設置情況。可利用紅外遙控器的查詢功能顯示電動裝置的運行記錄和力矩曲線等信息。所述的電動裝置的操控部分采用完全隔離的磁控旋鈕開關進行。本發明采用上述技術方案，使電動裝置能夠兼容霍爾磁性增量型位置傳感器和多 圈光電絕對值位置編碼器兩種閥位監測功能，滿足用戶對中端或高端的不同需求，并提高 參數的精度；使用線性光電耦合器進行隔離，提高了設備運用的安全性和信號傳輸的可靠 性；電動裝置運行時可通過文字、圖標、數字和進度尺全面、準確、直觀地顯示電動裝置運行 狀況；維護時可通過查詢功能用列表和曲線的方式顯示電動裝置的運行記錄和力矩曲線； 還能以人機對話方式進行參數設置、功能選擇和電動裝置整定；紅外線遙控器不但能夠操 控電動裝置開關閥門，還能夠用非侵入方式對電動裝置進行參數設置、位置整定及運行調 試ο


下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明圖1為本發明的結構示意圖。圖中標記為1、主控單元，2、動力電源，3、操控部分，4、電機，5、傳動機構，6、閥位傳感器，7、扭 矩傳感器，8、紅外控制，9、輸出軸，10、顯示單元，11、控制電源，12、備用電源，13、總線接口， 14、光電隔離。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構 件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝 及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的構思、技術 方案有更完整、準確和深入的理解。圖1所表達的是本發明的結構，這一種非侵入式智能型閥門電動裝置控制器，包 括主控單元1、控制電源11、備用電源12、操控部分3、顯示單元10、電機4、傳動機構5、閥位 傳感器6、扭矩傳感器7以及輸出軸9。本發明中的現場操作，采用完全隔離的非接觸式的磁性旋鈕開關或紅外線遙控器 進行。為克服在本說明書的背景技術部分所指出的現有技術存在的問題，實現本發明的 目的，本發明提出了如下的技術方案本發明所提供的這種非侵入式智能型閥門電動裝置，其中，所述的閥位傳感器6 中設有霍爾磁性增量型位置傳感器或多圈光電絕對值位置編碼器(兩者兼容)。與現有技術不同，除了采用增量編碼器外，還可以采用絕對編碼器采集行程信號， 對用戶來說多了一種選擇。閥位反饋通過閥位傳感器6獲得閥位信號，為適應不同的需求，電動裝置能接收 兩種類型的閥位傳感器之一的信號即霍爾磁性增量型位置傳感器或多圈光電絕對值位 置編碼器。霍爾磁性增量型位置傳感器，采用多圈光電絕對值位置編碼器數據形式，但需加裝手輪動作感應裝置，以便在電動裝置失電時對編碼器用電進行管理。傳感器的類型必須在軟件安裝前確定，以便選擇不同的軟件版本。在本發明的結構中，摒棄現有技術的電動裝置中原以機械方式對閥門行程和力矩 進行控制的結構，而以含集成電路芯片的線路板電路完成。其中行程的采集使用霍爾磁性 增量型位置傳感器或多圈光電絕對值編碼器。力矩量的采集使用置于電機軸與蝸桿軸之間 的軸向推力應變盤橋路和精密放大器完成，這樣就由機械式控制轉化成電子式控制。不僅 大大提高了控制精度(位置設定范圍2. 5-100000圈，中心軸輸出角分辨率7. 5° )，還能以 程序設計產生智能化的效果。由于減除了行程傳動系統、力矩蝸桿竄動系統，故比現有技術 在機械上簡化了一大步。本發明是將微電子領域的新技術成果引入到閥門電動裝置的自動控制中來，使產 品自動控制的性能得以達到如計算機控制人工智能的水平，從而使得對閥門的控制更加可 靠、更加靈活、更加豐富，更加切合工程現場的實際需要，也更經濟。本發明的外部條件1、輸入電源三線制工頻三相交流電源，基本電壓等級為380V士 10% ；2、工作環境環境溫度范圍-20°C 60°C，濕度等級可參考或遵照有關標準 (彡 95%，25°C時)；3、防護等級可參考或遵照有關標準。(防水等級IP68，防爆等級ExdIIBT4或 ExdIICT4)；4、電源動力三線制工頻三相交流電動機(注應配置電動裝置專用電機，調節型 電動裝置的電機還應考慮1200次/小時的頻繁起動因素)；5.機械特性振動頻率0 150Hz，加速度2g，抗沖擊能力最大加速度5g。以下是本發明提供的具體實施示例一、控制信號的隔離本發明所述的電動裝置的模擬信號的輸入、輸出電路采用獨立電源供電，模擬信 號輸入、輸出電路與主控單元1之間設有線性光電耦合器進行光電隔離。與現有技術不同，本發明中，主控單元1與外界進行了嚴格的隔離，以防止外界干 擾。電動裝置屬于強電設備，遠端控制系統大都為弱電設備，為使兩者之間實現電氣 隔離，本發明要求電動裝置的模擬信號的輸入、輸出電路采用獨立電源供電，模擬信號與電 動裝置主回路之間使用線性光電耦合器進行隔離，以提高設備運用的安全性和信號傳輸的 可靠性。二、開關型電動裝置的信號的隔離本發明所述的電動裝置為遠端控制開關提供兩種獨立的信號電源，即交流120V 和直流MV，并將遠端開關信號即外部信號經過光電耦合器隔離后送給控制電路使用。對于開關型電動裝置，本發明也要求為遠端控制開關提供兩種獨立的信號電源 (交流120V和直流MV)，并將遠端開關信號即外部信號經過光電隔離后才送給控制電路使用。通過在電源變壓器次級增加一個獨立繞組的方法增加一組隔離電源。通過在電源 變壓器次級增加一個獨立繞組的方法增加一組隔離電源專供線供光電隔離兩路的4-20mA電流源輸出使用，實現電動裝置與遠端控制設備的電氣隔離。4-20mA電流源控制輸入采用 無源光電隔離方案，無需隔離供電。三、信息顯示的功能本發明所述的顯示單元10采用圖形點陣式液晶顯示器。本發明中的顯示與現有技術不同，采用圖形點陣式液晶顯示模塊顯示，不但可以 顯示中文菜單，而且可以顯示電動裝置運行過程中的轉矩曲線，在主控單元的Flash存儲 器中可以存儲最近十次開關動作的轉矩曲線。本發明要求電動裝置的信息顯示窗口采用圖形點陣式液晶屏。這樣電裝運行時可 通過文字、圖標、數字和進度尺全面、準確、直觀地顯示電動裝置運行狀況；維護時可通過查 詢功能用列表和曲線的方式顯示電動裝置的運行記錄和力矩曲線；還能以人機對話方式進 行參數設置、功能選擇和電動裝置的整定。使用U8X96的圖形點陣式液晶顯示屏。使用圖形點陣顯示屏使得圖形符號可以 設計得更加合理、豐富和人性化文字提示可以實現中、英文切換，以便利于國內企業使用； 更進一步可以在顯示屏上顯示數據記錄器中的電動裝置運行記錄和扭矩曲線。屏幕及人機對話內容1、可設置項目操控方向正向或反向；限位方式閥位或扭矩；開閥扭矩門限額定值(50 150) % ；關閥扭矩門限額定值(50 150) % ；電流門限額定值(150 300) % ；箱溫上限70°C 90°C；箱溫下限-10°C 10°C；Sl S4狀態繼電器內容由用戶要求特定的四個狀態編碼；遠程操控模式模擬量控制、ESD應急控制、二線控制、開關量控制；現場操控模式點動或聯動；外部聯鎖開啟或取消；減速比例1/10 1/2 ；修改密碼4位數字；閥位控制精度0. 5% 5% FS ；修改時間當前時間。2、可校準參數扭矩定標、電流定標、閥位輸出電流校準、扭矩輸出電流校準、模擬輸入信號校準 (調節型電動裝置)。3、可查詢信息當前設置、電動裝置操作記錄(只記錄開關操作)、故障停機記錄、最近扭矩曲線、 最近電流曲線、存儲器為64K。4、屏幕顯示內容操控方向圖標、閥位百分比、閥位進度帶、操控信號圖標、電機與箱內溫度、電池電量圖標、控制模式圖標、故障類型圖標及文字說明、菜單文字及設置參數、操作提示文字。5、可輸出故障信息電機或箱內過熱、扭矩超限、電池欠壓、電源缺相、電動裝置內部故障、ESD報警、控 制信號錯誤、閥位信號錯誤。四、電源控制方案本發明所述的動力電源2通過控制電源11模塊向主控單元1供電。當主控單元 1在發送電機4動作命令的同時會通過動靜轉換電路產生接觸器勵磁或固態繼電器驅動時 所用的控制電源。除了與現有技術一樣，本發明具有斷相、缺相等保護措施外，還采用了一種獨到的 安全保護辦法在主控單元的MCU正常運行時，它會在發送電機4動作命令的同時產生一個 固定頻率的脈沖串，主控單元1上的動靜轉換電路在這個脈沖串的激勵下產生接觸器勵磁 或固態繼電器驅動時所用的控制電源。無論是MCU故障還是安全動態電路故障都不可能產 生控制電源，確保了電機不會因電動裝置故障而誤動作。五、紅外控制本發明所述的紅外遙控器(8)能夠控制電動裝置，也能進行各種對話。在本發明的調試方式上采用先進的紅外線通信技術。在無需打開電氣端蓋的情況 下，通過紅外線通信口(0.75米內)就可以進行人機對話。紅外遙控器在任何工況情況下， 即使是危險場合，無論動力電源提供與否均可輕松對電動裝置進行非侵入式設定，完成對 電動裝置各種設置及顯示功能的調整，這在現有技術上是做不到的。紅外線遙控電路按單向調制發射考慮。信號調制方式及數據編碼與IrDA協議兼 容。電動裝置端的紅外線信號接口按IrDA協議設計雙向傳輸電路。六、扭矩傳感器本發明所述的扭矩傳感器7與主控單元1連接，通過由電動裝置內部應變電橋獲 得扭矩信號，經儀表放大器調理后送電動裝置的主控單元(1)處理。由于對閥門行程和扭矩控制的電子化，使電動裝置對閥門控制的這兩個單元可以 比機械式更便捷的設定，可以多種方式(數字式、曲線式等)顯示；可以通過接口實現無線 通訊，甚至互聯網(包括人機對話)；可以多層次、智能化的檢錯和故障報警；可以對運行狀 態進行記錄、巡檢和診斷并作數據儲存；可以實現現場總線控制，即由電動裝置上安裝的模 塊通過兩線連接至總線，使所有裝置之間實現功能控制和數據交換，實現對整個系統的自 動化控制。七、總線設置本發明所述的控制器設有現場總線接口，可通過總線適配器連接CAN現場總線， 所述的CAN現場總線通過總線接口 13上的適配器與主控單元(1)連接。總線接口 根據用戶要求可擴充ftOfibus等其它國際標準認可現場總線。八、外部命令本發明所述的控制器外部命令設有常規的開、關、停控制模式、二線制開關控制模 式、4-20mA模擬量控制模式。九、備用電池本發明所述的電動裝置的備用電源12由鋰電池及控制電源模塊上的逆變電路組成。用鋰電池取代層疊電池作為后備電池是因為鋰電池的蓄電量大，使用壽命長、可 充電以及免維修(更換快)，基本上可實現免維護和免更換。使用鋰電池對于斷電狀態下支 持閥位監測(特別是多光圈光電絕對值編碼器)和點陣式液晶屏顯示非常有利。鋰電池的 充電和電量需要管理和監測，為此要求電動裝置對鋰電池的充電、用電和電量合理的管理 和監控，使鋰電池能長期工作在良好的狀態下。采用鋰電池需要增加充放電管理電路和顯 示屏節電措施。十、返回信號返回信號有多種選擇有四個信號繼電器，其表現的信號內容可通過菜單對話進 行設置，總共有約20項可供選擇；另有2路反饋輸出4-20mA模擬信號，分別表示當前閥位 和當前轉矩。i^一、驅動電路的安全性本發明除了提出在電裝的電機驅動電路中采用動靜轉換電路提供條件電源外，對 于電機的正、反轉控制信號在電路上實行了互鎖機制，確保電機的安全。十二、機箱溫度的適應性本發明要求電動裝置電路采用低功耗設計，以減小控制器機箱內的溫升。控制器 電路中應有電子溫度傳感器，實時監測機箱內溫度變化。當機箱內溫度偏低時，應接通加熱 元件，以適應寒冷的環境；當機箱內溫度超限時，應發出警告并拒絕執行操作命令，以防電 路出現工作紊亂造成嚴重后果。十三、本發明的操控條件1、現場操控(LOCAL)(1)、面板旋鈕面板設置兩個非接觸式磁性旋鈕開關。其中一個為二位自復式旋 鈕開關，用于現場對電裝進行操控；另一個為可鎖閉的三位非自復式旋鈕開關，用于電裝操 控權的切換。自復式旋鈕開關的二個位置分別是“開閥”(OPEN)、“關閥”(CLOSE)。通過順、逆 時針旋鈕開關給出“開閥”或“關閥”信號。非自復式旋鈕開關的三個位置分別是“現場”(LOCAL)、“遠程” (REMOTE)、“停止/ 維修”(STOP/MAINTAIN)。處于“現場”位置時，可使用自復式旋轉開關或紅外線遙控器對電動裝置進行操 控，兩者同等有效；處于“遠程”位置時，開關型電動裝置受遠程開關操控，調節型電動裝置受4 20mA模擬信號控制；處于“停止/維修”位置時，可使用紅外線遙控器進行設置、整定、校準及查詢。O)、紅外線遙控器本安型，防護等級符合IP67，防爆等級滿足ExdIIBT4，單向發 送方式，9V層疊電池供電，面板設置七個操作按鈕“下移”(丨)、“右移”(一)、“減少” (_)、 “增加” (+)、“確認 / 停止” (ENTER/STOP)、“關閥” (CLOSE)、“開閥” (OPEN)。單向發送的紅外線遙控器的兩個基本功能是使用“開閥”、“關閥，，和“確認/停止”三個按鈕對電動裝置進行聯動模式的現場 操控，或者使用“開閥”和“關閥”兩個按鈕在點動模式下實現現場操控；
使用“下移”、“右移”、“減少”、“增加”和“確認/停止”五個按鈕與液晶顯示器配 合進行設置、整定、校準及查詢等人機對話操作。2、遠程操控(1)、開關型電動裝置配置三個常開的遠程控制旋鈕開關“開閥”(OPEN)、“關 閥” (CLOSE)、“停止” (STOP)。“開閥”、“關閥”和“停止”三個旋鈕開關根據操控模式選用，聯動模式下三個旋鈕 開關全用，點動模式只用“開閥”和“關閥”兩個旋鈕開關。操控模式可通過人機對話設置， 出廠默認為點動模式。“急停”信號可以是按鈕開關，也可使用聯鎖觸點，用于在緊急情況下要求閥門停 留在預定的位置上，預定的位置可以通過人機對話設置為全開(100%)、全關(0%)、指定 位置(1 99% )、當前位置。出廠默認為當前位置。“急停”信號可以通過人機對話設定為常開或常閉。遠程開關可采用內部或外部供電，內部供電有兩種選擇J4VDC，限流50mA，控制 距離500米以內；120VAC，限流25mA，控制距離500米以上。采用外部供電也應按照控制距離選擇供電電源類型和等級，原則上電源電壓不應 大于120V。(2)調節型電動裝置可選擇電流型或電壓型的模擬控制信號，典型的模擬信號 有4 20mA電流信號、1 5V電壓信號。模擬控制信號的上限和下限以及信號類型可通過人機對話設置。電流信號的上限為21mA，下限為3mA，電壓信號的上限為10. 5V，下限為0. 5V，電流 信號的輸入電阻為100 Ω，輸入電容為0. 1 μ F，電壓信號的輸入電阻為IOk Ω，輸入電容為 0. 1 μ F，模擬控制信號超限被視為故障情況，電動裝置按緊急停機方式處理，將閥門停留在 預定的位置上。3、聯鎖信號兩路開關量信號開閥聯鎖和關閥聯鎖。由外部控制系統提供干觸點或OC (OD)端子。4、人機對話人機對話通過電動裝置的液晶顯示器和紅外線遙控器完成，對話的內容包括參 數設置、閥位整定、數據校準和信息查詢。十四、本發明的輸出條件1、閥位輸出4 20mA電流信號，最大負載電阻600 Ω，可通過人機對話校準。2、扭矩輸出4 20mA電流信號，最大負載電阻600 Ω，可通過人機對話校準。3、狀態輸出用四個250VAC/5A觸點容量的單觸點微型鎖閉型功率繼電器輸出運 行狀態，可通過人機對話設置輸出狀態內容和觸點位置(常開或常、聯鎖操作、開閥時扭矩 超限、電池失效、關閥時扭矩超限、電源缺相、行程中扭矩超限、遠程信號錯誤、任意位置扭 矩超限、閥門故障(堵轉)、正在開閥、電機故障(過熱、失速)、正在關閥、電裝故障(位置、 扭矩、正在運行、電動裝置故障(自診斷)、手輪操作、溫度超限(電動裝置箱體)、遠程控 制、操控方向、現場控制、人機對話/維修。
5、ESD輸出250VAC/5A觸點容量的單觸點小型鎖閉型繼電器輸出ESD(緊急保 護)信號，可通過人機對話設置觸點常開還是常閉。6、顯示輸出(1)、液晶顯示屏采用U8X96圖形點陣屏，白色背光，視域54mmX 31mm，用于顯 示電裝運行狀態和進行人機對話。顯示內容包括實時運行狀態指示和人機對話窗口，采用 數字、文字和圖標融合的表現形式，其中的文字內容可通過人機對話實現中/英文切換。O)、面板指示燈四個LED指示燈，分別表示紅燈——閥門全開、綠燈——閥門 全關、黃燈——正在運行、藍燈——收到紅外線信號、設故障和正常閃光指示(快閃和慢 閃)。十五、本發明的驅動條件1、驅動控制信號控制電源向電機驅動電路提供三線控制信號控制電源線、正 轉控制線、反轉控制線。控制電源受電動裝置上的動靜轉換電路管理，能有效防止電動裝置失步時的錯誤 操作。同時，MCU發出的正、反轉控制信號經硬件電路的邏輯檢查通過后方可送給驅動電路。2、開關型驅動電路功率開關使用兩個小型三相接觸器，接觸器之間配置機械互 鎖，同時利用接觸器的輔助常閉觸點交叉串接在接觸器的勵磁線圈的勵磁回路中，形成電 氣互鎖。三線驅動控制信號通過兩個中間繼電器給接觸器勵磁。中間繼電器采用微型Ia 觸點的功率繼電器。3、調節型驅動電路功率開關使用五個雙向晶閘管和五個光電隔離的集成過零觸 發電路、二個達林頓光電耦合電路以及若干阻容元件組成的三相可逆固態繼電器電路。三 線控制信號能直接驅動電動裝置。十六、本發明的通訊條件在主控單元上設置外部通信總線接口，可通過適當的總線適配器連接外部工業現 場總線；也可通過適當的轉換器與PC連接。如果利用這個通信接口下載數據記錄器中存儲 的歷史數據，即可配合PC的應用軟件(需另案開發)在線監測電裝運行。十七、本發明中電流和溫度的反饋條件1、電流反饋通過電機驅動電路中的精密電流互感器獲得電機電流信號，經半波 精密整流器處理后送主控單元監測。2、溫度反饋通過電機熱保護開關獲得電機過熱信號，同時通過電動裝置主控單 元上的集成半導體溫度傳感器監測控制器箱體的溫度，以保證電動裝置可靠運行十八、電機速度控制在本發明的電機控制電路中，通過控制程序中的學習和記憶功能，使得主控單元 可以實際負載狀況制定合適的速度控制方案，實現對閥門的柔性操作，減少機械沖擊，體現 智能型設備的特點。十九、密封防護能力本發明在密封防護能力方面有更周全的設計。在觀查窗等隔爆部分有膠封和0 形密封圈；在接線電氣腔采用雙密封結構；控制旋鈕摒棄了侵入式結構而采用磁控開關， 避免了與外界的接觸。這樣本發明的防護等級達IP68(水下7米，72小時)，防爆等級達 ExdIIBT4 或 ExdIICT4。
二十、機械結構本發明由于選擇了推力盤結構，箱體負載降至最低，故采用了鋁合金箱體材料，相 對現有技術的鑄鐵箱體材料而言，重量輕了。又由于蝸輪蝸桿采用高強度材料，加之裝置體 腔內采用高性能潤滑油(如SAE80EP英國牌號)，提高了接觸強度，可選模數較小，使產品機 械部分的體積較小。在本發明的電器部分，由于聚碳酸酯高強度新材料的選用，保證了如觀 察窗、電器支架等零件的要求。二十一、雙控制器結構采用MMCU+SMCU (雙控制器)組合。MMCU負責整個控制電路的管理和數據處理和 大部分輸入輸出工作，而SMCU承擔閥位動作監視(監視霍爾傳感器中的干簧管的動作)、 后備電源管理以及液晶顯示屏控制。在電動裝置失電時，主電路停止工作，以SMCU為核心 的監視電路依靠后備電源繼續工作當發現閥位有變化時立即向主電路供電以節省電池能 量。SMCU的另一項工作是對液晶顯示屏進行控制，這里控制有兩層含義外部供電時MMCU 將需要顯示的內容以命令代碼的形式通過SPI串行總線發送給SMCU，由SMCU進行編輯排版 并發送給液晶屏的驅動電路，后備電源供電時，由SMCU進行編排版并發送給液晶屏的驅動 電路，后備電源供電時，在主電路停止工作若干小時后SMCU將關停液晶顯示以節省能量， 當主電路被激活時液晶屏再次開啟。這種雙控制器分工合作的工作方式有利于提高MMCU的工作效率，將繁瑣的顯示 編輯排版工作交由SMCU完成也有助于改善主控程序的可靠性。二十二、動態驅動電源控制電路電機驅動控制方案中增加控制電源控制電路，通過硬件電路確保在控制程序失態 時電機不會被錯誤驅動。控制電源控制電路只有在收到MMCU發出的特定頻率的連續脈沖 時才會產生控制電源，為驅動控制電路供電、否則電機無法被驅動。上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式 的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改 進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種非侵入式智能型閥門電動裝置，包括主控單元(1)、控制電源(11)、備用電源 (12)、操控部分(3)、顯示單元(10)、電機0)、傳動機構(5)、閥位傳感器(6)、扭矩傳感器 (7)以及輸出軸(9)，其特征在于所述的閥位傳感器(6)中采用霍爾磁性增量型位置傳感 器和多圈光電絕對值位置編碼器。
2.按照權利要求1所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述的電動裝 置的4-20mA模擬信號的輸入、輸出電路采用獨立電源供電，模擬信號輸入、輸出電路與主 控單元(1)之間設有結構為線性光電耦合器的光電隔離(14)。
3.按照權利要求2所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述的電動裝 置為遠端開關停控制裝置或二線開關控制裝置提供兩種獨立的信號電源，即交流120V和 直流MV，并將遠端開關信號即外部信號經過光電耦合器隔離后送給電動裝置電路使用。
4.按照權利要求1或2或3所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述 的顯示單元(10)采用圖形點陣式液晶顯示器。
5.按照權利要求1或2或3所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述 的主控單元(1)在發送電機(4)動作命令的同時，通過動靜轉換電路產生接觸器勵磁或固 態繼電器驅動時所用的控制電源(11)。
6.按照權利要求1或2或3所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述 的操控部分(3)采用非接觸式的磁控開關，以提高安全等級，所述的單獨的紅外線遙控器 也能控制電動裝置，并進行更多的對話操作，或對裝置運行情況進行查詢。
7.按照權利要求1或2或3所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述 的扭矩傳感器(7)與主控單元(1)連接，所述的扭矩傳感器(7)采集的轉矩信號送主控單 元⑴進行處理。
8.按照權利要求1或2或3所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述 的主控單元(1)設有現場總線接口(13)，所述的現場總線接口(13)用于連接CAN或RS485 現場總線適配器以實現工業現場的數據通信。
9.按照權利要求1或2或3所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述 的電動裝置外部命令設有常規的開、關、停控制模式、二線制開關控制模式、4-20mA模擬量 控制模式。
10.按照權利要求1或2或3所述的非侵入式智能型閥門電動裝置，其特征在于所述 的電動裝置的備用電源(1 由鋰電池及控制電源(11)模塊上的逆變電路組成。
全文摘要
本發明公開了一種非侵入式智能型閥門電動裝置，包括主控單元(1)、控制電源(11)、備用電源(12)、操控部分(3)、顯示單元(10)、電機(4)、傳動機構(5)、閥位傳感器(6)、扭矩傳感器(7)以及軸出軸(9)。閥位傳感器(6)中采用霍爾磁性增量型位置傳感器和多圈光電絕對值位置編碼器(二者兼容)。采用上述技術方案，使主控單元能夠兼容霍爾磁性增量型位置傳感器和多圈光電絕對值位置編碼器兩種閥位監測功能，滿足用戶對中端或高端的不同需求，并提高參數的精度；使用線性光電耦合器進行光電隔離，提高了設備運用的安全性和信號傳輸的可靠性。
文檔編號F16K31/04GK102052500SQ200910185389
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月9日 優先權日2009年11月9日
發明者項曉明 申請人:項曉明