一種基于profibus-dp總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括：用于總線信號輸入、輸出的PROFIBUS-DP總線模塊；用于根據(jù)PROFIBUS-DP協(xié)議對信號進(jìn)行線性補(bǔ)償?shù)耐ㄐ趴刂颇K；用于控制智能電動執(zhí)行器，并從智能電動執(zhí)行器讀取數(shù)據(jù)的主控模塊；用于測量導(dǎo)電流體的流量的智能電動執(zhí)行器。本實用新型的通信控制模塊內(nèi)部集成有PROFIBUS-DP總線協(xié)議，通過主控模塊對智能電動執(zhí)行器傳送的信號根據(jù)PROFIBUS-DP協(xié)議進(jìn)行線性補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的信號發(fā)送至存儲器進(jìn)行存儲，通過PROFIBUS-DP總線協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性；另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)診斷困難的問題。
【專利說明】
一種基于PROF IBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)采集及傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由檢測器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器和調(diào)節(jié)對象組成。其中執(zhí)行器總是不可缺少，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(一般稱為調(diào)節(jié)閥)組成。此外，根據(jù)需要還可配上閥門定位器和手輪機(jī)構(gòu)等附件。執(zhí)行器在現(xiàn)代生產(chǎn)過程自動化中起著十分重要的作用，常被稱為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的“手足”。電動執(zhí)行器以電能為動力，接受調(diào)節(jié)器來的標(biāo)準(zhǔn)信號(模擬量或數(shù)字量)，通過將這信號變成相對應(yīng)的機(jī)械位移(轉(zhuǎn)角、直線或多轉(zhuǎn))來自動改變操作變量(調(diào)節(jié)閥、風(fēng)門、擋板開度等)，以達(dá)到對被調(diào)參數(shù)(溫度、壓力、流量、液位等)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的目的，使生產(chǎn)過程按預(yù)定要求進(jìn)行。所以電動執(zhí)行器對自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全運(yùn)行、可靠性及調(diào)節(jié)品質(zhì)的優(yōu)劣都有很大影響。相對氣動、液動執(zhí)行器而言，電動執(zhí)行器主要有3點優(yōu)勢:(I)無需特殊的氣源和空氣凈化等裝置。即使電源失電時，也能保持原執(zhí)行位置；(2)可遠(yuǎn)距離傳輸信號，電纜敷設(shè)比氣管和液體管道敷設(shè)方便得多，且便于線路檢查；(3)與計算機(jī)連接方便簡潔，更適應(yīng)采用電子信息新技術(shù)。
[0003]隨著微電子、計算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，90年代以后，國際上出現(xiàn)了智能電動執(zhí)行器，它是一種新型帶有微處理器的智能終端執(zhí)行元件。智能電動執(zhí)行器由三相異步電動機(jī)驅(qū)動，通過蝸輪蝸桿減速，帶動空心輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩。減速器具有手/電動切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)切換手柄處于手動位置時，手輪通過離合器帶動空心輸出軸轉(zhuǎn)動；電動操作時，切換機(jī)構(gòu)將自動回落至電動位置，離合器和蝸輪嚙合，由三相電機(jī)驅(qū)動空心輸出軸轉(zhuǎn)動。
[0004]智能電動執(zhí)行器被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動化過程的控制環(huán)節(jié)，隨著工業(yè)自動化與現(xiàn)場總線水平的進(jìn)一步提高，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制、調(diào)試，對高精度與總線協(xié)議的智能型的需求將提高。目前現(xiàn)有的智能電動執(zhí)行器，通常采用的是模擬信號進(jìn)行控制，采用模擬信號控制存在抗干擾能力較弱，傳輸誤差大，接線復(fù)雜、系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)診斷比較困難等問題。
[0005]因此，如何采用數(shù)字信號進(jìn)行智能電動執(zhí)行器的控制已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用模擬信號進(jìn)行智能電動執(zhí)行器的控制所帶來的抗干擾能力較弱，傳輸誤差大，接線復(fù)雜、系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)診斷比較困難等問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)至少包括:PROFIBUS-DP總線模塊，通信控制模塊，主控模塊，以及智能電動執(zhí)行器；
[0008]所述PROFIBUS-DP總線模塊用于PROFIBUS-DP總線信號的輸入和輸出；
[0009]所述通信控制模塊連接于所述PROFIBUS-DP總線模塊和所述主控模塊之間，用于對總線信號進(jìn)行PROFIBUS-DP總線協(xié)議解析；
[0010]所述主控模塊連接于所述通信控制模塊和所述智能電動執(zhí)行器之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電動執(zhí)行器，并將從所述智能電動執(zhí)行器讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K；
[0011]所述智能電動執(zhí)行器與所述主控模塊連接，用于測量導(dǎo)電流體的流量。
[0012]優(yōu)選地，還包括連接于所述主控模塊和所述智能電動執(zhí)行器之間的串口通信模塊，用于通過光耦合隔離與所述智能電動執(zhí)行器進(jìn)行串口通信。
[0013]優(yōu)選地，還包括連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊和所述通信控制模塊之間的電磁干擾保護(hù)模塊。
[0014]優(yōu)選地，所述主控模塊與所述通信控制模塊之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0015]優(yōu)選地，還包括與所述主控模塊連接的存儲模塊，用于存儲所述智能電動執(zhí)行器的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。
[0016]更優(yōu)選地，所述存儲模塊為電可擦可編程只讀存儲器。
[0017]優(yōu)選地，還包括與所述智能電動執(zhí)行器相連的顯示屏，用于顯示所述智能電動執(zhí)行器內(nèi)的信息。
[0018]優(yōu)選地，所述通信控制模塊為SPC4-2芯片。
[0019]優(yōu)選地，所述主控模塊為M16C型處理器。
[0020]優(yōu)選地，所述智能電動執(zhí)行器為:M8000系列。
[0021]如上所述，本實用新型的基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有以下有益效果:
[0022]本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的通信控制模塊內(nèi)部集成有P R O FIB U S - D P協(xié)議，通過主控模塊對智能電動執(zhí)行器傳送的信號根據(jù)PR0FIBUS-DP協(xié)議進(jìn)行線性補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的信號發(fā)送至存儲器進(jìn)行存儲，通過PR0FIBUS-DP協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性；另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)診斷困難的問題。
【附圖說明】
[0023]圖1顯示為本實用新型的基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖。
[0024]元件標(biāo)號說明
[0025]I基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)
[0026]11PR0FIBUS-DP 總線模塊
[0027]12電磁干擾保護(hù)模塊
[0028]13通信控制模塊
[0029]14主控模塊
[0030]15存儲模塊
[0031]16串口通信模塊
[0032]17智能電動執(zhí)行器
[0033]18顯示屏
【具體實施方式】
[0034]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本實用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0035]請參閱圖1。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0036]如圖1所示，本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)I，包括:
[0037]PROFIBUS-DP總線模塊11，電磁干擾保護(hù)模塊12，通信控制模塊13，主控模塊14，存儲模塊15，串口通信模塊16，智能電動執(zhí)行器17，以及顯示屏18。
[0038]如圖1所示，所述PROFIBUS-DP總線模塊11用于PROFIBUS-DP總線信號的輸入和輸出。
[0039]具體地，PROFIBUS-DP總線(其中DP為DecentralizedPeriphery，分布式外圍設(shè)備)具有高速低成本，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信總線，它與PR0FIBUS-PA(Process Automat1n)、PR0FIBUS_FMS(Fieldbus Message Specificat1n)共同組成了PR0FIBUS標(biāo)準(zhǔn)，用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息，總線循環(huán)時間必須要比主站(PLC)程序循環(huán)時間短;除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PR0FIBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)；診斷和報警處理。在本實施例中，所述PR0FIBUS-DP總線模塊11接收所述智能電動執(zhí)行器17的控制信號和功能信號。所述PR0FIBUS-DP總線模塊11輸出從所述智能電動執(zhí)行器17讀取到的數(shù)據(jù)信號。所述控制信號、所述功能信號及所述數(shù)據(jù)信號均滿足PR0FIBUS-DP總線協(xié)議。
[0040]如圖1所示，所述通信控制模塊13連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊11和所述主控模塊14之間，用于根據(jù)PR0FIBUS-DP總線協(xié)議對信號進(jìn)行線性補(bǔ)償，實現(xiàn)協(xié)議解析。
[0041 ]具體地，所述通信控制模塊13內(nèi)集成有PR0FIBUS-DP總線協(xié)議，曼切斯特編碼/解碼器，并且具有極性自動校正功能，根據(jù)PR0FIBUS-DP總線協(xié)議對信號進(jìn)行線性補(bǔ)償，以此實現(xiàn)所述主控模塊14中的信號協(xié)議與PR0FIBUS-DP總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換。在本實施例中，所述通信控制模塊13為SPC4-2芯片。
[0042]如圖1所示，所述電磁干擾保護(hù)模塊12連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊11和所述通信控制模塊13之間，用于實現(xiàn)電磁干擾保護(hù)。
[0043]如圖1所示，所述主控模塊14連接于所述通信控制模塊13和所述智能電動執(zhí)行器17之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊13的輸出信號控制所述智能電動執(zhí)行器17，并將從所述智能電動執(zhí)行器17讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K13。
[0044]具體地，所述主控模塊14根據(jù)所述通信控制模塊13的輸出信號產(chǎn)生所述智能電動執(zhí)行器17的控制信號或功能參數(shù)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場總線的通信、控制、診斷及維護(hù)功能，同時接收所述智能電動執(zhí)行器17傳輸來的數(shù)據(jù)并結(jié)合標(biāo)定算法計算出各種參數(shù)值。在本實施例中，所述主控模塊14為M16C型處理器，更優(yōu)選地，所述主控模塊14為M30626FHPFP處理器。任意能實現(xiàn)智能電動執(zhí)行器控制的信號處理模塊均適用于本實用新型的主控模塊14，不以本實施例的具體芯片信號為限。在本實施例中，所述主控模塊14與所述通信控制模塊13之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0045]如圖1所示，所述智能電動執(zhí)行器17與所述主控模塊14連接，用于測量導(dǎo)電流體的流量。
[0046]具體地，所述智能電動執(zhí)行器17根據(jù)所述主控模塊14輸出的信號完成數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳輸回所述主控模塊14。在本實施例中，所述智能電動執(zhí)行器17為:M8000系列。
[0047]如圖1所示，所述串口通信模塊16連接于所述主控模塊14和所述智能電動執(zhí)行器17之間，用于通過光耦合隔離與所述智能電動執(zhí)行器17進(jìn)行串口通信。
[0048]具體地，光耦合隔離可通過ACPL-M50L芯片實現(xiàn)。
[0049]如圖1所示，所述存儲模塊15連接于所述主控模塊14，用于存儲所述智能電動執(zhí)行器17的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。
[0050]具體地，所述存儲模塊15包括但不限于電可擦可編程只讀存儲器，在本實施例中，采用24AA256芯片實現(xiàn)。
[0051]在本實施例中，所述通信控制模塊13，所述主控模塊14，所述串口通信模塊16通過總線供電方式獲取電源。
[0052]如圖1所示，所述顯示屏18與所述智能電動執(zhí)行器17相連，用于顯示所述智能電動執(zhí)行器17內(nèi)的信息，以此實現(xiàn)監(jiān)控。
[0053]如上所述，本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有以下有益效果:
[0054]本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場的安全性要求。本實用新型的通信控制模塊內(nèi)部集成有PROFIBUS-DP總線協(xié)議，實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性。電磁干擾保護(hù)模塊，通信控制模塊，主控模塊，存儲模塊，串口通信模塊與智能電動執(zhí)行器相結(jié)合構(gòu)成了現(xiàn)場總線設(shè)備，為智能電動執(zhí)行器提供所必須的通信控制，并可依據(jù)協(xié)議提供豐富的現(xiàn)場總線功能塊，具有抗干擾能力強(qiáng)、接線簡單和調(diào)試容易等特點。
[0055]綜上所述，本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括:用于PROFIBUS-DP總線信號的輸入和輸出的PROFIBUS-DP總線模塊;連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊和所述主控模塊之間，用于根據(jù)PR0FIBUS-DP總線協(xié)議對信號進(jìn)行線性補(bǔ)償?shù)耐ㄐ趴刂颇K;連接于所述通信控制模塊和所述智能電動執(zhí)行器之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電動執(zhí)行器，并將從所述智能電動執(zhí)行器讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K的主控模塊;與所述主控模塊連接，用于測量導(dǎo)電流體的流量的智能電動執(zhí)行器。本實用新型的基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場的安全性要求。本實用新型的通信控制模塊內(nèi)部集成有PR0FIBUS-DP總線協(xié)議，實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性。電磁干擾保護(hù)模塊，通信控制模塊，主控模塊，存儲模塊，串口通信模塊與智能電動執(zhí)行器相結(jié)合構(gòu)成了現(xiàn)場總線設(shè)備，為智能電動執(zhí)行器提供所必須的通信控制，并可依據(jù)協(xié)議提供豐富的現(xiàn)場總線功能塊，具有抗干擾能力強(qiáng)、接線簡單和調(diào)試容易等特點。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0056]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)至少包括: PROFIBUS-DP總線模塊，通信控制模塊，主控模塊，以及智能電動執(zhí)行器； 所述PROFIBUS-DP總線模塊用于PROFIBUS-DP總線信號的輸入和輸出； 所述通信控制模塊連接于所述PROFIBUS-DP總線模塊和所述主控模塊之間，用于對總線信號進(jìn)行PROFIBUS-DP總線協(xié)議解析； 所述主控模塊連接于所述通信控制模塊和所述智能電動執(zhí)行器之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電動執(zhí)行器，并將從所述智能電動執(zhí)行器讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K； 所述智能電動執(zhí)行器與所述主控模塊連接，用于測量導(dǎo)電流體的流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括連接于所述主控模塊和所述智能電動執(zhí)行器之間的串口通信模塊，用于通過光耦合隔離與所述智能電動執(zhí)行器進(jìn)行串口通信。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括連接于所述PROFIBUS-DP總線模塊和所述通信控制模塊之間的電磁干擾保護(hù)豐旲塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述主控模塊與所述通信控制模塊之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括與所述主控模塊連接的存儲模塊，用于存儲所述智能電動執(zhí)行器的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述存儲模塊為電可擦可編程只讀存儲器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括與所述智能電動執(zhí)行器相連的顯示屏，用于顯示所述智能電動執(zhí)行器內(nèi)的信息。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述通信控制模塊為SPC4-2芯片。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述主控模塊為Ml 6C型處理器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述智能電動執(zhí)行器為:M8000系列。
【文檔編號】G05B19/04GK205427482SQ201521009612
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月4日
【發(fā)明人】李軼
【申請人】重慶川儀自動化股份有限公司