專利名稱：基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，尤其是一 種基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊。
背景技術(shù)：
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中的末端執(zhí)行設(shè)備，其主要作用是將上位機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的動(dòng)作，達(dá)到控制閥門內(nèi)截流件的位置或其他調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的目的，廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、供熱、水泥、建材、輕紡、食品等行業(yè)。閥位檢測(cè)裝置是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成部分，閥位檢測(cè)裝置的位置發(fā)生部分主要有導(dǎo)電電位器和增量式編碼器兩種。導(dǎo)電電位器價(jià)格低廉，但精度較低，穩(wěn)定性差，只能實(shí)現(xiàn)360度以內(nèi)的位置檢測(cè)；增量式編碼器成本較導(dǎo)電電位器成本較高，精度很高，可實(shí)現(xiàn)多圈計(jì)數(shù)，但與其對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)不能斷電，否則位置信息將全部混亂。而采用絕對(duì)值編碼器則可以在一定程度上解決上述兩種方式的不足，因?yàn)榻^對(duì)值編碼器中的每一個(gè)位置都是唯一的，所以無(wú)需通電就可以保持住當(dāng)前的位置，而且絕對(duì)值編碼器還具有精度高、穩(wěn)定性好、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，采用絕對(duì)值編碼器作為閥位檢測(cè)裝置的位置發(fā)生部分的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將在精度、應(yīng)用范圍以及穩(wěn)定性方面有著更加明顯的優(yōu)勢(shì)。但是，由于絕對(duì)值編碼器輸出RS422格式的數(shù)字信號(hào)，與導(dǎo)電電位器的模擬量信號(hào)和增量式編碼器的數(shù)字信號(hào)都不相同，因此絕對(duì)值編碼器并不能直接應(yīng)用于現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，造成針對(duì)絕對(duì)值編碼器單獨(dú)研發(fā)控制主板的研發(fā)周期較長(zhǎng)、研發(fā)費(fèi)用較高，并且只能研發(fā)出應(yīng)用絕對(duì)值編碼器的單一型號(hào)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因而不能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)其最大價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、適用于不同型號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，包括微處理器、RS422電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路和電源電路，電源電路將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源并與各個(gè)電路相連接，RS422電路的輸入端與絕對(duì)值編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)相連接，RS422電路的輸出端與微處理器的輸入端相連接，微處理器的輸出端分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路相連接輸出模擬信號(hào)和RS485數(shù)據(jù)。而且，所述的微處理器還通過(guò)I/O接口與按鍵電路和顯示電路相連接。而且，所述的電源電路由變壓器、整流電路及電源芯片7824和7805芯片連接構(gòu)成，其輸入端與交流電源相連接，其輸出端分別輸出24V和5V直流電源。而且，所述的微處理器采用ATMEGA88芯片，所述的RS422電路采用MAX488接口芯片，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用AD420數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，所述的RS485電路采用MAX485接口芯片。
而且，所述的電源電路通過(guò)接線端子連接交流電源；所述的RS422電路通過(guò)接線端子接收絕對(duì)值編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)；所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和RS485電路分別通過(guò)接線端子向外輸出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，通過(guò)微處理器對(duì)絕對(duì)值編碼器的RS422格式數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)格式與導(dǎo)電電位器或增量式編碼器的輸出信號(hào)格式一致，在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中增加本轉(zhuǎn)換模塊即可做到將現(xiàn)有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)電電位器或增量式編碼器直接替換為絕對(duì)值編碼器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同型號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速升級(jí)功能，提高了其穩(wěn)定性、 精度以及增加多圈計(jì)數(shù)的能力。


圖1是本發(fā)明的電路方框圖；圖2是電源電路的電路圖；圖3是微處理器與鍵盤電路的連接示意圖；圖4是顯示電路的電路圖；圖5是RS422電路的電路圖；圖6是數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的電路圖；圖7是RS485電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述一種基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，如圖1所示，包括微處理器、RS422 電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路、按鍵電路、顯示電路和電源電路。電源電路將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源并與各個(gè)電路相連接，RS422電路的輸入端與絕對(duì)值編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)相連接，RS422電路的輸出端與微處理器的輸入端相連接，微處理器的輸出端分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路相連接輸出模擬信號(hào)和RS485數(shù)據(jù)。下面對(duì)各部分電路分別進(jìn)行說(shuō)明電源電路由接線端子J1、變壓器、整流電路及電源芯片7擬4和7805芯片連接構(gòu)成，如圖2所示，外部交流電源接入到接線端子Jl并經(jīng)變壓器降壓后，經(jīng)整流電路分別接入到電源芯片7擬4和7805后分別輸出24V和5V電源并連接到各部分電路提供直流電源。微處理器采ATMEGA88芯片，其通過(guò)I/O接口與RS422電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485 電路、按鍵電路和顯示電路相連接。如圖3所示，微處理器的三個(gè)I/O端口與按鍵電路進(jìn)行連接，通過(guò)三個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)按鍵輸入功能。如圖4所示，微處理器的四個(gè)I/O端口與顯示電路相連接，該顯示電路為四個(gè)LED燈，微處理器控制LED燈來(lái)進(jìn)行信息顯示。如圖5所示， RS422電路包括MAX488接口芯片、接線端子J4和J5，外部絕對(duì)值編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)通過(guò)接線端子J4和J5接入到MAX488接口芯片上，MAX488接口芯片將接收到的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RS422格式的位置數(shù)據(jù)并輸入到微處理器中。微處理器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)換然后通過(guò)I/O接口分別傳輸給數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路。如圖6所示，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用 AD420數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，其接收微處理器輸出的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為0 5V的模擬量經(jīng)接線端子J2進(jìn)行輸出。如圖7所示，RS485電路采用MAX485接口芯片，其接收微處理器輸出的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成RS485格式的數(shù)據(jù)經(jīng)接線端子J3向外輸出。本發(fā)明的工作步驟如下 1、絕對(duì)值編碼器輸出RS422格式的位置數(shù)據(jù)通過(guò)接線端子J4、J5進(jìn)入MAX488芯片。2、MAX488接口芯片將轉(zhuǎn)換后的位置數(shù)據(jù)傳送給微處理器ATMEGA88。3、ATMEGA88根據(jù)預(yù)先的設(shè)置參數(shù)對(duì)傳送進(jìn)來(lái)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)換，并以兩種數(shù)據(jù)格式分別傳輸給AD420芯片和MAX485芯片。4.MAX485芯片將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS485格式的數(shù)據(jù)通過(guò)J3向外輸出；AD420芯片將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為0 5V的模擬量通過(guò)J2向外輸出。5、ATMEGA88實(shí)時(shí)對(duì)按鍵電路進(jìn)行掃描，當(dāng)有按鍵出現(xiàn)后，ATMEGA88對(duì)該按鍵信息進(jìn)行處理，并將處理信息送給LED顯示電路進(jìn)行相應(yīng)的信息顯示。需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于包括微處理器、RS422電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路和電源電路，電源電路將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源并與各個(gè)電路相連接，RS422電路的輸入端與絕對(duì)值編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)相連接，RS422電路的輸出端與微處理器的輸入端相連接，微處理器的輸出端分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路相連接輸出模擬信號(hào)和RS485數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于所述的微處理器還通過(guò)I/O接口與按鍵電路和顯示電路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于所述的電源電路由變壓器、整流電路及電源芯片7擬4和7805芯片連接構(gòu)成，其輸入端與交流電源相連接，其輸出端分別輸出24V和5V直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于所述的微處理器采用ATMEGA88芯片，所述的RS422電路采用MAX488接口芯片，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用AD420數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，所述的RS485電路采用MAX485接口芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于所述的電源電路通過(guò)接線端子連接交流電源；所述的RS422電路通過(guò)接線端子接收絕對(duì)值編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)；所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和RS485電路分別通過(guò)接線端子向外輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于絕對(duì)值編碼器的閥位信息轉(zhuǎn)換模塊，包括微處理器、RS422電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路和電源電路，電源電路將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源并與各個(gè)電路相連接，RS422電路的輸入端與絕對(duì)值編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)相連接，RS422電路的輸出端與微處理器的輸入端相連接，微處理器的輸出端分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、RS485電路相連接輸出模擬信號(hào)和RS485數(shù)據(jù)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，通過(guò)微處理器對(duì)絕對(duì)值編碼器的RS422格式數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中增加本轉(zhuǎn)換模塊即可實(shí)現(xiàn)絕對(duì)值編碼器功能，能夠?qū)Σ煌吞?hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行快速升級(jí)，提高電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的其穩(wěn)定性、精度以及增加多圈計(jì)數(shù)的能力。
文檔編號(hào)F16K37/00GK102287571SQ201110143438
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉偉, 宋喆, 張中遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:天津市津達(dá)執(zhí)行器有限公司