專利名稱：多功能電動(dòng)伺服放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種伺服放大器，確切地說是一種與電動(dòng)執(zhí)行器配用的一種電動(dòng)伺服放大器。
目前見到的電動(dòng)伺服放大器，僅能接收單一模擬調(diào)節(jié)儀表的控制信號和手動(dòng)信號，不能和微型機(jī)算機(jī)配用，控制信號之間相互切換時(shí)常帶來擾動(dòng)，影響工作，并且不具備分程調(diào)節(jié)功能，使用不便，應(yīng)用適應(yīng)性不廣泛。
本實(shí)用新型的目的是提供一種不僅能接收調(diào)節(jié)儀表的模擬信號，還能和微型計(jì)算機(jī)配套，接受微機(jī)的控制信號，工作狀態(tài)受微機(jī)識別和跟蹤，能分程調(diào)節(jié)、正反作用切換及上、下限雙向限幅功能，以及各路信號之間的切換無擾動(dòng)的一種多功能電動(dòng)伺服放大器。
為完成上述的目的所采用的技術(shù)方案圖2為多種功能電動(dòng)伺服放大器電路圖；

圖1為多功能電動(dòng)伺服放大器結(jié)構(gòu)原理方框圖；根據(jù)圖1和圖2所示，本實(shí)用新型由模擬儀表、手動(dòng)和微機(jī)三路輸出信號轉(zhuǎn)換器、閥位信號轉(zhuǎn)換器、顯示選擇開關(guān)、控制選擇開關(guān)、輸入信號和閥位信號指示表、分程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器、正反作用轉(zhuǎn)換器、雙向限幅電路、比較器、三位開關(guān)電路、輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路、直流穩(wěn)壓電源組成，其中a.輸入信號轉(zhuǎn)換電路，由輸入端與模擬調(diào)節(jié)儀表輸出相連接的模擬信號轉(zhuǎn)換電路，模擬轉(zhuǎn)換電路由運(yùn)算放大器F1、電阻R1～R8、電容器C1和C2、電位器W1組成；輸入端與微型計(jì)算機(jī)輸出端相連接的微機(jī)信號轉(zhuǎn)換電路，微機(jī)信號轉(zhuǎn)換電路由運(yùn)算放大器F2、電阻R9～R13、電容器C3和C4組成；輸入端與電位器W3中心抽頭相連接的手動(dòng)信號轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，手動(dòng)信號轉(zhuǎn)換電路由運(yùn)算放大器F3、電阻R14～R18、電容C5、電位器W2組成；上述三個(gè)信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別和控制選擇開關(guān)K1－2及顯示選擇開關(guān)K2的三個(gè)分接點(diǎn)相連接。
b.執(zhí)行回路，由運(yùn)算放大器F4、電阻R19～R24、電位器W4和W5、電容C6和C7、二極管D1組成的分程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路的輸入端和控制選擇開關(guān)K1－2總接點(diǎn)相連接，輸出端和由運(yùn)放F6～F8、電阻R33～R43、電容C12～C13、二極管D2和D3、電位器W7和W8組成雙向限幅電路的輸入端相接；雙向限幅電路的輸出端和正反作用轉(zhuǎn)換電路的輸入端相接，其正、反作用轉(zhuǎn)換電路由運(yùn)放F9、電阻R44～R52、電容C14～C18、二極管D4、電位器W9組成；正反作用輸入端和正反作用選擇開關(guān)K3分接點(diǎn)“反”端相連，分接點(diǎn)“正”端和雙向限幅電路二極管D2負(fù)端相接，選擇開關(guān)K3總接點(diǎn)和由運(yùn)算放大器F10、電阻R53～R58、電容C19～C22組成，比較器中的運(yùn)算放大器F10正輸入通道端相接，負(fù)輸入通道端與閥位信號轉(zhuǎn)換電路運(yùn)放F14輸出端相接；比較器輸出端和由運(yùn)算放大器F11～F13、電阻R59～R75、電容C23和C24、電位器W10、二極管D5和D6、三極管T1和T2組成三位開關(guān)的輸入端相接；三位開關(guān)輸出端和由電阻R76和R77、電容C25和C26、二極管D7和D10組成輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路的輸入端及繼電器J1和J2線包相接所組成，上述的輸入端中的繼電器J1和J2也可改用可控硅觸點(diǎn)輸出電路，克服繼電器觸點(diǎn)經(jīng)常打火造成接觸不良的問題。
c.微機(jī)跟蹤信號回路微機(jī)跟蹤信號轉(zhuǎn)換電路由運(yùn)算放大器F5、電阻R25～R32、電容C8～C11、電位器W6組成，其輸入端與控制選擇開關(guān)K1－2總端相連接，輸出端提供控制信號與微機(jī)相連組成。
d.顯示回路由模擬信號轉(zhuǎn)換電路、手動(dòng)信號轉(zhuǎn)換電路、微機(jī)信號轉(zhuǎn)換電路三路信號輸出端分別與顯示選擇開關(guān)K2的分接點(diǎn)相接，選擇開關(guān)K2的總接點(diǎn)與由電阻R94和R95、電位器W11、二極管D11組成信號轉(zhuǎn)換電路輸入端相接，輸出端和電表M1相連而組成。
e.閥位信號回路由三極管F3、電阻R80～R82、電位器W12、二極管D12組成閥位信號轉(zhuǎn)換電路1，輸入端接電動(dòng)執(zhí)行器閥位信號，輸出端接比較器與由運(yùn)算放大器F14、電阻R83～R93、電位器W13～W15、電容C33～C35、二極管D13組成閥位信號轉(zhuǎn)換電路2輸入端連接，閥位信號轉(zhuǎn)換電路2輸出端和表頭M2相連接。閥位信號電源由電源變壓器、二極管橋路D14、電容C27～C32、濾波器Z1和Z2、電阻R78和R79組成進(jìn)行供電；閥位信號選擇開關(guān)K4總端通過電阻R85與運(yùn)放F14正輸入端相連，分端I與電阻R89相接組成。
本實(shí)用新型根據(jù)圖1結(jié)合圖2作進(jìn)一步說明本實(shí)用新型由三路輸入信號轉(zhuǎn)換器、閥位信號轉(zhuǎn)換器、顯示選擇開關(guān)、控制選擇開關(guān)、輸入信號和閥位信號指示表、分程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器、正反作用轉(zhuǎn)換器、雙向限幅電路、比較器、三位開關(guān)電路、輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路、手動(dòng)操作齒輪、直流穩(wěn)壓電源等組成。模擬調(diào)節(jié)儀表輸入信號、微機(jī)輸入信號、手動(dòng)信號和閥位信號、分別通過各自的信號轉(zhuǎn)換電路將信號轉(zhuǎn)換為儀表內(nèi)部統(tǒng)一信號，使儀表既可接收模擬儀表的0～10mA和4～20mA控制信號，又可接收微機(jī)的0～10mA和4～20mA或1～5V的控制信號，從而增強(qiáng)與外部儀表和執(zhí)行器的適配能力。
與閥位信號轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接設(shè)置閥位信號電源和閥位選擇開關(guān)K4、K4有W和I兩個(gè)位置，若閥位信號是電位器信號，將K4置W位置即可，若閥位信號是連續(xù)電流信號為0～10mA或4～20mA，則將K4置I位置。若閥位信號是電位器信號，一般需該儀表向“閥位電位器”提供一直流穩(wěn)壓電源，本實(shí)用新型設(shè)置了閥位信號電源。當(dāng)K4置“W”位置時(shí)，將閥位信號電源和閥位電位器接通，并將閥位開度信號取來，當(dāng)K4置“I”位置時(shí)；便將閥位信號電源和儀表外部斷開，同時(shí)將連續(xù)電流式閥位信號取回來，上述閥位輸出信號由表頭M2顯示出來，完成閥位轉(zhuǎn)電路既可接收0～10mA和 4～20mA連續(xù)電流閥位信號，又可接收0～1KΩ電位器閥位信號。
“顯示選擇開關(guān)”K2，欲顯示哪路信號時(shí)，將K2置相應(yīng)位置，各路輸入信號，經(jīng)K2選擇后送“顯示信號轉(zhuǎn)換器”其大小由表頭M1顯示出來，閥位信號經(jīng)信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，直接由表頭M2連續(xù)顯示出來。
K1為控制選擇開關(guān)，系統(tǒng)欲用哪路信號控制電動(dòng)執(zhí)行器，將K1置相應(yīng)位置即可。K1共有二把刀、三個(gè)位置，其中一把刀(K1－2)用于控制信號切換，一把刀(K1－1)用于輸出，即將“控制狀態(tài)”信號輸出給微機(jī)，K1置“模擬”位置時(shí)，則閥門開度由模擬調(diào)節(jié)儀表送來的0～10mA或4～20mA信號控制；K1置“微機(jī)”位置時(shí)，則閥門開度由微機(jī)送來的0～10mA或4～20mA信號控制；K1置“手動(dòng)”位置時(shí)，則閥門開度直接由手動(dòng)齒輪控制，欲使閥門開大，則逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)齒輪即可；欲使閥門關(guān)小，則反之。
儀表控制信號經(jīng)K1選擇送“分程調(diào)節(jié)電路”，其輸出經(jīng)“雙向限幅電路”處理后，再送“正反作用轉(zhuǎn)換電路”，在“正反作用轉(zhuǎn)換電路”部分，設(shè)置了“正反作用選擇開關(guān)”K3，將K3置“正”位置，則儀表為“正作用”；將K3置“反”位置，則儀表為“反作用”使用、調(diào)整方便。
經(jīng)處理后的儀表控制信號UK和閥位反饋信號UF同時(shí)送比較器，其輸出送三位開關(guān)電路，三位開關(guān)輸出經(jīng)“輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路”處理后，直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器。若電動(dòng)執(zhí)行器功率較大，外接兩個(gè)中間繼電器J1J2起此作用。
本實(shí)用新型在進(jìn)行手動(dòng)，模擬和微機(jī)信號之間相互切換時(shí)能實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。主要采取措施一方面將經(jīng)K1選擇后的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器的開關(guān)信號，另一方面將經(jīng)K1選擇后的“控制信號”和“控制狀態(tài)”信號同時(shí)送給微機(jī)判別和跟蹤，使系統(tǒng)可隨時(shí)由“手動(dòng)”或“模擬”向“微機(jī)”切換，不需“平衡”，即可做到無擾動(dòng)。微機(jī)只需識別本實(shí)用新型送給它的“控制狀態(tài)”信號是“0”還是“1”，便知道是否需要跟蹤。當(dāng)“控制狀態(tài)”信號為“1”時(shí)，表明選擇的微機(jī)控制信號，因而微機(jī)不必跟蹤；相反，當(dāng)“控制狀態(tài)”信號為“0”時(shí)，表明選擇的“控制信號”不是微機(jī)送來的，因而微機(jī)必須隨時(shí)跟蹤本實(shí)用新型的控制信號?？刂茽顟B(tài)信號是從“控制選擇開關(guān)”K1獲得。當(dāng)K1置“微機(jī)”位置時(shí)，K1－1輸出接通，本實(shí)用新型的“控制狀態(tài)”信號為“1”；當(dāng)K1是“手動(dòng)”或“模擬”位置時(shí)，K1－1輸出斷開，本實(shí)用新型的“控制狀態(tài)”信號為“0”，微機(jī)就是根據(jù)K1－1信號是“0”還是“1”，來決定是否跟蹤，因此微機(jī)跟蹤電路不但能將輸出狀態(tài)送給微機(jī)識別，而且還能將控制信號送給微機(jī)跟蹤。
分程調(diào)節(jié)功能是分程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路能將輸出信號任意分程，輸入0～5mA，對應(yīng)閥位開度為0％～100％或100％～0％，5～10mA時(shí)，對應(yīng)閥位開度為0％～100％或100％～0％。在使用時(shí)有“分程調(diào)節(jié)”要求的，則可自行調(diào)整分程調(diào)節(jié)電位器，可滿足“分程調(diào)節(jié)”的所有要求。
對于可靠性要求較高的電力、石化等行業(yè)中，為了克服繼電器觸點(diǎn)經(jīng)常打火造成接觸不良問題，本實(shí)用新型還可將輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路中的繼電器用可控硅即固態(tài)繼電器觸點(diǎn)輸出。
采用本實(shí)用新型后，由于有微機(jī)配套，微機(jī)能對控制信號識別和跟蹤，各路信號之間實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換，儀表內(nèi)部設(shè)有手動(dòng)信號，更提高了系統(tǒng)的可靠性，儀表有分程調(diào)節(jié)功能，滿足了在空調(diào)系統(tǒng)中常常一路控制信號需控制二個(gè)或二個(gè)以上執(zhí)行器動(dòng)作的要求，并有正反作用切換功能和上、下限雙向限幅功能給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來極大方便。
權(quán)利要求1.一種多功能電動(dòng)伺服放大器，由信號轉(zhuǎn)換電路，限幅電路，比較器電路，三位開關(guān)電路。輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路，信號指示表頭，及電源所組成，其特征在于a.輸入信號轉(zhuǎn)換電路，由輸入端與模擬調(diào)節(jié)儀表輸出相連接的模擬信號轉(zhuǎn)換電路(運(yùn)放F1，電阻R1～R8，電容C1，C2，電位器W1組成)；輸入端與微型計(jì)算機(jī)輸出端相連接的微機(jī)信號轉(zhuǎn)換電路(運(yùn)放F2，電阻R9～R13，電容C3～C4組成)；輸入端與電位器W3中心抽頭相接的手動(dòng)信號轉(zhuǎn)換電路(運(yùn)放F3，電阻R14～R18，電容C5，電位器W2組成)構(gòu)成；三個(gè)信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別和控制選擇開關(guān)K1-2，及顯示選擇開關(guān)K2的三個(gè)分接點(diǎn)相連接；b.執(zhí)行回路，由分程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路(運(yùn)放F4，電阻R19～R24，電位器W4，W5，電容C6，C7，二極管D1組成)輸入端和控制選擇開關(guān)K1-2總接點(diǎn)相連接，輸出端和雙向限幅電路(運(yùn)放F6～F8，電阻R33～R43，電容C12～C13，二極管D2，D3，電位器W7，W8組成)的輸入端相接；雙向限幅電路的輸出端和正反作用轉(zhuǎn)換電路(運(yùn)放F9，電阻R44～R52，電容C14～C18，二極管D4，電位器W9組成)的輸入端相接，正反作用輸出端和正反作用選擇開關(guān)K3分接點(diǎn)“反”端相連；分接點(diǎn)“正”端和雙向限幅電路二極管D2負(fù)端相接；K3總接點(diǎn)和比較器(運(yùn)放F10，電阻R53～R58，電容C19～C22組成)運(yùn)放后F10正輸入通道端相接；負(fù)輸入通道端與閥位信號轉(zhuǎn)換電路運(yùn)放F14輸出端相接；比較器輸出端和三位開關(guān)(運(yùn)放F11～F13，電阻R59～R75，電容C23，C24，電位器W10，二極管D5，D6，三極管T1，T2組成)的輸入端相接；三位開關(guān)輸出端和輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路(電阻R76，R77，電容C25，C26，二極管D7～D10組成)的輸入端及繼電器J1、J2線包相接所組成；c.微機(jī)跟蹤信號回路，由微機(jī)跟蹤信號轉(zhuǎn)換電路(由運(yùn)放F5，電阻R25～R32，電容C8～C11，電位器W6組成)的輸入端與控制選擇開關(guān)K1-2總端相連接，輸出端提供控制信號與微機(jī)相連組成；d.顯示回路，由模擬信號轉(zhuǎn)換電路，手動(dòng)信號轉(zhuǎn)換電路，微機(jī)信號轉(zhuǎn)換電路，三路信號輸出端分別與顯示選擇開關(guān)K2的分接點(diǎn)相接，K2的總接點(diǎn)與信號轉(zhuǎn)換電路(電阻R94，R95，電位器W11，二極管D11組成)輸入端相接，輸出端和電表M1相連而組成；e.閥位信號回路，由閥位信號轉(zhuǎn)換電路1(三極管T3，電阻R80～R82，電位器W12，二極管D12組成)輸入端接電動(dòng)執(zhí)行器閥位信號，輸出端接比較器和閥位信號轉(zhuǎn)換電路2(由運(yùn)放F14，電阻R83～R93，電位器W13～W15，電容C33～C35，三極管D13組成)閥位信號轉(zhuǎn)換電路2輸出端和表頭M2相連接；并由閥位信號電源(由電源變壓器，二極管橋式整流塊D14，電容C27～C32，濾波器Z1，Z2，電阻R78，R79組成)供電；閥位信號選擇開關(guān)K4總端通過電阻R85與運(yùn)放F14正輸入端相連，分端I與電阻R89相接組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電動(dòng)伺服放大器，其特征在于所述的輸入信號轉(zhuǎn)換電路既可接收模擬儀表的0～10mA(或4～20mA)控制信號，又可接收微機(jī)的0～10mA(或4～20mA，或1～5V)的控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電動(dòng)伺服放大器，其特征在于所述的閥位轉(zhuǎn)換電路既可接收0～10mA(或4～20mA)連續(xù)電流閥位信號，又可接收0～1KΩ電位器閥位信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電動(dòng)伺服放大器，其特征在于所述的微機(jī)跟蹤電路不但能將輸出狀態(tài)送給微機(jī)識別，而且還能將控制信號送給微機(jī)跟蹤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電動(dòng)伺服放大器，其特征在于所述的分程調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路能將輸入信號任意分程；輸入0～5mA，對應(yīng)閥位開度為0％～100％(或100％～0％)，5～10mA時(shí)對應(yīng)閥位開度為0％～100％(或100％～0％)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電動(dòng)伺服放大器，其特征在于所述的輸出開關(guān)電路既可用繼電觸觸點(diǎn)輸出，又可用可控硅(固態(tài)繼電器)觸點(diǎn)輸出。
專利摘要一種多功能電動(dòng)伺服放大器，是由信號轉(zhuǎn)換電路，限幅電路、比較器電路、三位開關(guān)電路、輸出觸點(diǎn)保護(hù)電路信號指示表頭及電源所組成，其特征在于還包括有輸入信號轉(zhuǎn)換電路，執(zhí)行回路，微機(jī)跟蹤信號回路、顯示回路和閥位信號回路。該放大器能同時(shí)接收模擬調(diào)節(jié)儀表和微機(jī)送來的控制信號，微機(jī)能對控制信號識別和跟蹤，實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)信號切換，并設(shè)有手動(dòng)信號，更提高了系統(tǒng)可靠性；同時(shí)有“分程調(diào)節(jié)”功能，正反作用切換功能，和上、下限雙向限幅功能給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來極大方便。
文檔編號G05B11/18GK2068251SQ9020718
公開日1990年12月26日 申請日期1990年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月27日
發(fā)明者丁明濤, 劉明, 王德芳, 邱欽倫, 陳漢民 申請人:江蘇靖江縣揚(yáng)子江自動(dòng)化儀表廠