專利名稱：具有位置發(fā)送器的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有位置發(fā)送器的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，該位置發(fā)送器 用于操縱具有在工藝設(shè)備中的定位器的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在公開內(nèi)容中采用的術(shù)語"數(shù)字的位置發(fā)送器"代表一種根據(jù)多個 輸入信號控制一個或多個輸出信號的系統(tǒng)。 一部分輸入信號體現(xiàn)靜態(tài) 的或動態(tài)的額定狀態(tài)，另一部分輸入信號表示靜態(tài)的或動態(tài)的實際狀 態(tài)的特征。輸出信號用于使實際狀態(tài)與額定狀態(tài)一致。為此算法在微 控制器的軟件中執(zhí)行?？傊趲в泻筒粠в休o助能量的情況下，輸出 信號控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置。
這種(數(shù)字的)位置發(fā)送器具有一個位置應(yīng)答傳感裝置，它探測 連接的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和位置。已知的(數(shù)字的)位置發(fā)送器的位置 應(yīng)答這樣構(gòu)成，使得軸將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和位置傳遞到旋轉(zhuǎn)式的測量 系統(tǒng)例如電位計上。根據(jù)采用的技術(shù)的不同情況，旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)
的測量范圍限制于小于120?；蛘咝∮?70。的角度。
調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置區(qū)分成擺動驅(qū)動裝置和升降驅(qū)動裝置。在升降驅(qū)動 裝置中調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的輸出端的直線運(yùn)動直接傳遞到直線操縱的調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)上。在此測量桿將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的推桿的升降轉(zhuǎn)化成直接傳遞到軸上 的旋轉(zhuǎn)。軸在一側(cè)被平整。在測量桿中的軸接納部這樣構(gòu)成，使得測 量桿在軸上的裝配是明確形鎖合的。數(shù)字的位置發(fā)送器機(jī)械地安裝到 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)確保，位置發(fā)送器以卯。的角度橫向于推桿裝配。
與此對應(yīng)地在擺動驅(qū)動裝置中調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的輸出端的直線運(yùn)動 以適合的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在此一個適配器使得軸直接與擺動驅(qū) 動裝置連接。這些已知的結(jié)構(gòu)通過標(biāo)準(zhǔn)DIN/IEC534和VDI/VDE3845標(biāo)準(zhǔn)化。 在具有用于直線的驅(qū)動裝置的旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)的已知的位置應(yīng) 答傳感裝置中，應(yīng)答的測量值是在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的位置的三角學(xué)函數(shù)， 其參數(shù)與運(yùn)行時的位置的初始值和在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和測量桿的推桿上的有 效力臂長度有關(guān)。對于盡可能精確的定位特性，應(yīng)答的測量值根據(jù)在 調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的實際位置線性化。因此數(shù)字的位置發(fā)送器的 軟件執(zhí)行線性化計算。在此必須已知，測量桿在哪個位置與驅(qū)動裝置 的推桿成直角。
為確保定位特性的由市場要求的線性，位置應(yīng)答裝置的描述的結(jié) 構(gòu)要求，數(shù)字的位置發(fā)送器在線性的驅(qū)動裝置中將探測的擺動運(yùn)動線 性化。
已知的是，數(shù)字的位置發(fā)送器執(zhí)行一種功能，該功能通過自身產(chǎn) 生的輸出信號有目的地使連接的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動并且執(zhí)行自動校準(zhǔn)。在 此自動標(biāo)準(zhǔn)理解成一種功能，其中數(shù)字的位置發(fā)送器自主地調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)的工作區(qū)域的上界和下界。
安裝機(jī)構(gòu)以及相當(dāng)高分辨率的測量技術(shù)的成本導(dǎo)致在安裝升降驅(qū) 動裝置的情況下以30°至60。的角度限制擺動區(qū)域。通過旋轉(zhuǎn)式的測量 系統(tǒng)的限制的測量區(qū)域引起地，在數(shù)字的位置發(fā)送器中軸相對于數(shù)字 的位置發(fā)送器的殼體幾何形狀的擺動區(qū)域限制到確定的圓弧。這在數(shù) 字的位置發(fā)送器安裝到驅(qū)動裝置和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上時誤差導(dǎo)致，如果得到 擺動區(qū)域離開允許的圓弧的話。這個問題對于擺動驅(qū)動裝置和升降驅(qū) 動裝置有效。
另外已知，數(shù)字的位置發(fā)送器在測量系統(tǒng)與軸之間配備有一個滑 動離合器。雖然擺動區(qū)域總是限制于角度，但是擺動區(qū)域?qū)τ跉んw幾 何形狀是任意的。從而此外在升降驅(qū)動裝置中數(shù)字的位置發(fā)送器實現(xiàn) 由市場要求的線性，但是在此軸的位置必須按適合的方式"通知"數(shù)字 的位置發(fā)送器，在該位置中測量桿垂直于推桿
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)用于自動校準(zhǔn)具有旋轉(zhuǎn)式的測量系 統(tǒng)的位置發(fā)送器的措施，用于適用到任何線性的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置上，這 允許應(yīng)答的測量值的精確的線性化。
上述目的按本發(fā)明通過權(quán)利要求1的措施達(dá)到。本發(fā)明的有利的 實施形式在從屬權(quán)利要求中說明。
本發(fā)明由一種具有用于操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置發(fā)送器的線性的調(diào)節(jié) 驅(qū)動裝置出發(fā)，其中位置發(fā)送器配備有一個旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn) 式的測量系統(tǒng)具有一個軸，該軸形鎖合地并且不會混淆地與一個測量 桿連接，該測量桿通過調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置或者調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)鉸接。測量系統(tǒng)機(jī) 械地限制在其擺動區(qū)域內(nèi)。軸和旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)通過滑動離合器彼 此連接。
按本發(fā)明在軸上在軸圓周上設(shè)置標(biāo)記，這些標(biāo)記包含關(guān)于標(biāo)記位 置相對于測量桿的角度的信息。這些標(biāo)記與軸的旋轉(zhuǎn)軸線同方位角地 設(shè)置。
數(shù)字的位置發(fā)送器具有一個用于識別和評價標(biāo)記的傳感裝置。 滑動離合器具有遲滯。
在數(shù)字的位置發(fā)送器自動校準(zhǔn)的情況中，接通用于標(biāo)記的識別和 譯碼的傳感裝置。在測量桿擺動越過兩個鄰接的標(biāo)記的方位角的間距 的情況中，跨過至少一個所述的標(biāo)記。借助于首先識別的標(biāo)記，確定 修正值，滑動離合器使得旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)相對于軸以該修正值旋轉(zhuǎn)。 修正值在線性化算法中考慮。
有利地，本發(fā)明允許，擺動驅(qū)動裝置以任意的角度相對于位置發(fā) 送器裝配，因為由于滑動離合器，測量系統(tǒng)的限制的角度區(qū)域不再起 作用。
另外如果滑動離合器使得測量系統(tǒng)相對于軸旋轉(zhuǎn)，那么升降驅(qū)動 裝置本身以由市場要求的線性定位。


下面借助于實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明的其他詳情和優(yōu)點。為此必要的附圖如下
圖1顯示在過程閥上構(gòu)成為升降驅(qū)動裝置的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的原理
圖，
圖2顯示與初始的作用點相關(guān)的位置應(yīng)答傳感裝置的原理圖。
具體實施例方式
在圖1中在未進(jìn)一步描述的工藝設(shè)備的一個局部表示的管道l中 安裝作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的過程閥2。過程閥2在其內(nèi)部具有一個與閥座3 共同作用的關(guān)閉體4，用于控制流過的過程介質(zhì)5的量。關(guān)閉體4由 一個氣動的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置6通過一個升降桿7直線地操縱。調(diào)節(jié)驅(qū)動 裝置6通過一個軛架8與過程閥2連接。 一個數(shù)字的位置調(diào)節(jié)器9設(shè) 置在軛架8上。升降桿7的升降通過一個位置接收器10報告給位置調(diào) 節(jié)器9。探測的升降與在控制電子裝置18中的通過通信接口 11輸送 的額定值比較并且調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置6根據(jù)確定的調(diào)節(jié)偏差進(jìn)行控制。位 置調(diào)節(jié)器9的控制電子裝置18具有一個I/P轉(zhuǎn)換器，用于將電的調(diào)節(jié) 偏差轉(zhuǎn)換成相當(dāng)?shù)目刂茐毫?。位置調(diào)節(jié)器9的1/P轉(zhuǎn)換器通過一個壓 力介質(zhì)輸送件19與調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置6連接。
為了運(yùn)行過程閥2的目的，位置調(diào)節(jié)器9與調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置6機(jī)械 地連接并且與電的和氣動的連接件連接。位置接收器IO可繞軸13旋 轉(zhuǎn)地支承并且在其自由端附近與升降桿7鉸接地連接。因此位置接收 器10在裝配的狀態(tài)中與升降桿7成直角地定位。軸13與一個旋轉(zhuǎn)的 測量系統(tǒng)作用連接。
在裝配時刻，升降桿7相對于位置調(diào)節(jié)器9和其位置接收器10 的實際位置完全未確定。在圖2中這種關(guān)系圖形地描述。而在圖2a 中在將位置接收器10裝配在升降桿7上時由升降桿7的中間的位置出 發(fā)，這相應(yīng)于一個半打開的過程閥2，在圖2b中在對于相同的機(jī)構(gòu)采 用相同的附圖標(biāo)記的情況下描述升降桿7的位置，該位置相應(yīng)于一個 幾乎關(guān)閉的過程閥2。根據(jù)位置接收器10在升降桿7上的初始的作用 點，相應(yīng)于調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置6的升降的擺動角度12關(guān)于初始位置按圖2a是非常對稱的或者按圖2b是明顯在一側(cè)的。由此由于開頭提及的 三角學(xué)的關(guān)系得到測量的位置信號相對于升降桿7的在調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)的 實際位置的不同修正需求。
按本發(fā)明的措施，與軸13的旋轉(zhuǎn)軸線同方位角地(isoazimut) 設(shè)置標(biāo)記，該標(biāo)記包含關(guān)于標(biāo)記位置相對于位置接收器10的角度的信 息。數(shù)字的位置調(diào)節(jié)器9具有一個用于識別和評價標(biāo)記的傳感裝置。 另外滑動離合器具有遲滯。
在數(shù)字的位置調(diào)節(jié)器9自動校準(zhǔn)的情況中，接通用于標(biāo)記的識別 和譯碼的傳感裝置。在測量桿擺動越過兩個相鄰的標(biāo)記的方位角的間 距的情況中，跨過至少一個所述的標(biāo)記。在此根據(jù)位置接收器IO在升 降桿7上相對于軸13的初始位置的不同情況，操縱滑動離合器。該滑 動離合器的遲滯導(dǎo)致軸13相對于升降桿7以在傳感裝置的允許的數(shù)值 范圍內(nèi)的數(shù)值的可靠定位。
借助于首先識別的標(biāo)記，確定修正值，滑動離合器使得旋轉(zhuǎn)式的 測量系統(tǒng)相對于軸以該修正值旋轉(zhuǎn)。該修正值在線性化算法中考慮。附圖標(biāo)記列表
1 管道
2 過程閥
3 閥座
4 關(guān)閉體
5 過程介質(zhì)
6 調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置
7 閥桿
8 輒架
9 位置調(diào)節(jié)器 10位置接收器
11 通信接口
12 擺動角度
13 軸
18控制電子裝置
19 壓力介質(zhì)輸送件
權(quán)利要求
1. 調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，具有一個用于操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)的位置發(fā)送器，其中位置發(fā)送器(9)配備有一個旋轉(zhuǎn)式的機(jī)械地限定在其擺動區(qū)域內(nèi)的測量系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)具有一個軸，該軸形鎖合地并且不會混淆地與一個測量桿(10)連接，該測量桿通過調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(6)或者調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)鉸接，并且軸(13)和旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)通過滑動離合器彼此連接，其特征在于與軸(13)的旋轉(zhuǎn)軸線同方位角地在軸圓周上設(shè)置標(biāo)記，這些標(biāo)記包含關(guān)于標(biāo)記位置相對于測量桿(10)的角度的角度信息；數(shù)字的位置發(fā)送器(9)具有一個用于識別和評價標(biāo)記的傳感裝置；并且滑動離合器具有遲滯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，具有一個用于操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)的位置發(fā)送器，其中位置發(fā)送器(9)配備有一個旋轉(zhuǎn)的機(jī)械地限定在其擺動區(qū)域內(nèi)的測量系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)具有一個軸，該軸形鎖合地并且不會混淆地與一個測量桿(10)連接，該測量桿通過調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(6)或者調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)鉸接，并且軸(13)和旋轉(zhuǎn)式的測量系統(tǒng)通過滑動離合器彼此連接。按本發(fā)明，與軸(13)的旋轉(zhuǎn)軸線同方位角地在軸圓周上設(shè)置標(biāo)記，這些標(biāo)記包含關(guān)于標(biāo)記位置相對于測量桿(10)的角度的信息；數(shù)字的位置發(fā)送器(9)具有一個用于識別和評價標(biāo)記的傳感裝置；并且滑動離合器具有遲滯。
文檔編號G05D7/01GK101452294SQ200810179679
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者A·布雷德邁爾, M·克呂佩爾, T·克里格列維 申請人:Abb股份公司