Контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом

 

Контроллер может быть использован в исполнительных механизмах и приводах, управляющих трубопроводной арматурой и размещен в отдельной взрывозащищенной оболочке, а в состав контроллера введен узел контроля температуры внутреннего пространства, причем автономный пульт настройки и управления выполнен с возможностью осуществления связи согласно стандарту беспроводной связи. Обеспечивается возможность использования и настройки контролера в сложных эксплуатационных условиях. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности - к исполнительным механизмам и приводам, управляющим трубопроводной арматурой (например, задвижками или шаровыми кранами), и может быть использована для дистанционного и/или автоматического регулирования и управления потоками жидких или газообразных сред с помощью аппаратуры, установленной на трубопроводах различного назначения.

Известен контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом (RU 95866), размещенный в корпусе исполнительного механизма, содержащий электронные компоненты, в состав которых входят узел индикации работы контроллера, противоконденсатный нагревательный элемент, автономный пульт настройки и управления. Это устройство является наиболее близким техническим решением к заявляемому.

Недостатком известного контроллера является невозможность его использования и настройки в сложных эксплуатационных условиях, например - во взрывоопасной зоне из-за отсутствия взрывозащищенной оболочки, в сложных климатических условиях при температурах до минус 60°С. Автономный пульт управления обеспечивает обмен информацией только в зоне прямой видимости по инфракрасному каналу.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности использования и настройки контролера в сложных эксплуатационных условиях.

Технический результат полезной модели достигается тем, что контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом содержащий электронные компоненты, в состав которых входит узел индикации работы контроллера, нагревательный элемент, автономный пульт настройки и управления, размещен в отдельной взрывозащищенной оболочке состоящей из корпуса, на торцах которого выполнены клеммный отсек с кабельными вводами, и передняя панель с защитными буртиками, смотровым окном и органами местного управления, соединенная с корпусом через механическое соединение, выполненное с возможностью поворота на угол кратный 90° в плоскости его сочленения, основания с направляющими для установки на электрический исполнительный механизм, в состав электронных компонентов введен узел контроля температуры внутреннего пространства связанный с нагревательным элементом. За смотровым окном передней панели расположен узел индикации работы контроллера, содержащий дисплей, цифровой индикатор и светодиодные индикаторы. Органы местного управления содержат, по меньшей мере, кнопки и ключ-селектор. Автономный пульт настройки и управления выполнен с возможностью осуществления связи согласно стандарту беспроводной связи, по меньшей мере, ZigBee или Bluetooth.

На фигуре 1 приняты следующие обозначения: 1 - блок питания, 2 - узел контроля температуры внутреннего пространства, 3 - нагревательный элемент, 4 - узел сопряжения, 5 - блок центрального процессора, 6 - узел индикации и местного управления, 7 - блок бесконтактной силовой коммутации, 8 - блок токовой защиты, 9 - узел беспроводного интерфейса, 10 - автономный пульт настройки и управления, 11 - датчик положения вала механизма, 12 - датчик крутящего момента, 13 - датчик температурной защиты электродвигателя, 14 - электрический исполнительный механизм.

Контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом содержит электронные компоненты, в состав которых входят бесконтактный однооборотный или многооборотный датчик положения 11 выходного вала исполнительного механизма 14, датчик крутящего момента 13, выполненные на эффекте Холла, блок бесконтактной силовой коммутации 7 на тиристорах для управления электродвигателем исполнительного механизма 14, блок центрального процессора (БЦП) 5 предназначенный для реализации алгоритма управления и защиты механизма, обеспечения хранения и индикации параметров и состояния механизма, обмена данными с устройствами верхнего уровня, узел сопряжения 4 для подключения к внешним управляющим устройствам, блок токовой защиты 8 обеспечивает защиту контроллера от токовых перегрузок, блок питания 1. В состав контроллера так же входят управляемый БЦП нагревательный элемент 3, узел 2 контроля температуры внутреннего пространства обеспечивающий предварительный прогрев внутреннего пространства контроллера до температуры допустимой для электронных компонентов при более низкой температуре окружающей среды (до минус 60°С), включая нагревательный элемент.

Автономный пульт настройки и управления 10 с дисплеем и клавиатурой, обеспечивающий обмен информацией с БЦП согласно стандарту беспроводной связи, например ZigBee или Bluetooth, для настройки и управления контроллером дистанционно, причем контроллер может быть установлен в труднодоступном месте в пределах дальности действия беспроводной связи.

Узел индикации и местного управления 6 предназначен для задания режимов работы контроллера, местного управления механизмом, индикации параметров и состояний механизма в процессе работы и настройки.

Конструкция контроллера (Фиг.2) состоит из обеспечивающего взрывобезопасность взрывонепроницаемой оболочки - корпуса 15 с размещенными внутри платами с электронными компонентами, передней панели 16 с узлом 6 индикации и местного управления и клеммного отсека 17 с кабельными вводами 18 расположенными на торце корпуса 15, основания 19 с направляющими для установки на электрический исполнительный механизм 14. Подключение внешних сигналов осуществляется через кабельные вводы в клеммном отсеке 17 контроллера. На передней панели 16 выполнены защитные буртики 20 для защиты узла 6 индикации и местного управления от механических повреждений, и прозрачное смотровое окно 21 для защиты органов индикации. Передняя панель 16 соединена с корпусом 15 через механическое соединение, выполненное с возможностью поворота на угол кратный 90° в плоскости его сочленения.

Узел индикации и местного управления 6 включает в себя следующие органы управления: ключ-селектор 22, обеспечивающий возможность установки навесного замка для ограничения доступа к переключению режимов управления; элементы управления - кнопки 23: открытия, закрытия, останова выходного органа и сброса; и защищенные смотровым стеклом окна 21 органы индикации контроллера - дисплей 24 на основе жидкокристаллического индикатора, включающий 4 строки по 16 символов; цифровой индикатор 25, обеспечивающий индикацию текущего положения выходного органа при наличии и отсутствии основного питания контроллера; светодиодные индикаторы 26.

Основной функцией контроллера является управление электрическим исполнительным механизмом в соответствии с командами, получаемыми от различных источников управления. В основе работы контроллера лежит метод управления электродвигателем механизма путем отслеживания углового положения вала механизма с помощью датчика положения, механически связанного с выходным валом механизма и крутящего момента на выходном валу механизма отслеживаемый датчиком момента, то есть БЦП 5 получает информацию о параметрах исполнительного механизма в конкретный момент времени, анализирует их и выдает такую команду на блок силового коммутатора 7, что бы исполнить сигнал внешнего управляющего устройства. Одновременно БЦП получает информацию с блока защиты по току 8 о силе токе электродвигателя исполнительного механизма 14, сопоставляя ее с информацией с датчика крутящего момента 12, осуществляется проверка исправности как электродвигателя, так и исполнительного механизма в целом. БЦП так же имеет вход, к которому можно подключить датчик перегрева электродвигателя, который обычно располагается в обмотках электродвигателя. По этой совокупности информации БЦП продолжает управлять электродвигателем исполнительного механизма, либо отключает его в защитных целях.

Контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом позволяет устранить недостатки известного устройства, обеспечивая возможность использования и настройки контролера в сложных эксплуатационных условиях, включающих взрывоопасную зону, повышенное воздействие влаги и пыли за счет выполнения контроллера в виде электронного блока в отдельном корпусе, сложные климатические условия за счет введения узла контроля температуры внутреннего пространства и установку механизма в труднодоступном месте за счет выполнение автономного пульта настройки и управления с возможностью обмена информацией с БЦП согласно стандарту беспроводной связи ZigBee или Bluetooth.

Заявляемый контроллер планируется применить для управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры в разрабатываемых исполнительных механизмах, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость» для полезной модели.

1. Контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом, содержащий электронные компоненты, в состав которых входит узел индикации работы контроллера, нагревательный элемент, автономный пульт настройки и управления, отличающийся тем, что контроллер размещен в отдельной оболочке, состоящей из корпуса, на торцах которого выполнены клеммный отсек с кабельными вводами, и передняя панель с защитными буртиками, смотровым окном и органами местного управления, основания с направляющими для установки на электрический исполнительный механизм, в состав электронных компонентов введен узел контроля температуры внутреннего пространства, связанный с нагревательным элементом.

2. Контроллер по п.1, отличающийся тем, что передняя панель соединена с корпусом через механическое соединение, выполненное с возможностью поворота на угол, кратный 90°, в плоскости его сочленения.

3. Контроллер по п.1, отличающийся тем, что отдельная оболочка выполнена взрывозащищенной.

4. Контроллер по п.1, отличающийся тем, что узел индикации работы контроллера расположен за смотровым окном передней панели и содержит дисплей, цифровой и светодиодные индикаторы.

5. Контроллер по п.1, отличающийся тем, что органы местного управления содержат ключ-селектор и элементы управления в виде кнопок.

6. Контроллер по п.1, отличающийся тем, что автономный пульт настройки и управления выполнен с возможностью осуществления связи согласно стандарту беспроводной связи.

7. Контроллер по п.6, отличающийся тем, что стандартом беспроводной связи является ZigBee.

8. Контроллер по п.6, отличающийся тем, что стандартом беспроводной связи является Bluetooth.



 

Похожие патенты:

Домофон // 64459

Полезная модель относится к клавиатуре (10), содержащей группу клавиш (2) с коммутационными элементами (1), и лицевую пленку (3)

Полезная модель относится к области микробиологии, и может применяться в медицине, фармацевтике, ветеринарии и бальнеологии при проведении контроля стерилизации автономными биологическими индикаторами (далее - БИ).
Наверх