КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ

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 местного управления потоками жидких или газообразных сред с помощью аппаратуры, установленной на трубопроводах различного назначения.
Известен контроллер для управления электрическими исполнительными механизмами (RU №95866), встраиваемый в корпус электрического исполнительного механизма. Известный контроллер содержит электронные компоненты, включающие бесконтактный датчик положения выходного вала механизма, блок центрального процессора связанный с другими электронными компонентами и осуществляющего дешифрацию сообщений и команд, преобразование аналоговых сигналов с датчика положения в цифровую форму, подключение к внешнему управляющему устройству, вывод сигналов состояния на единичные светодиодные индикаторы, механический указатель положения, связанный через механическую передачу с датчиком положения, автономный пульт настройки и управления. Это устройство является наиболее близким техническим решением к заявляемому и взят за прототип.
Недостатком известного контроллера является то, что функции управления и настройки контроллера механизма осуществляются сигналами с удаленного устройства, либо с автономного пульта, что снижает оперативность управления и получения информации о состоянии исполнительного механизма непосредственно в месте его установки и сужает круг действий оперативного персонала.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение функций по оперативному управлению и настройкам контроллера механизма.
Технический результат полезной модели достигается тем, что в контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом, расположенный в корпусе исполнительного механизма под крышкой и содержащий электронные компоненты, включающие блок цифровой индикации работы контроллера связанный с выходом блока центрального процессора и выполненный в виде единичных светодиодных индикаторов и механического указателя положения, для обзора которых выполнено окно на крышке исполнительного механизма, автономный пульт настройки и управления, введены органы управления встроенные в крышку исполнительного механизма и связанные с входом блока центрального процессора, цифровой индикатор связанный с блоком центрального процессора по цифровому последовательному интерфейсу. Органы управления выполнены из четырех клавиш "" ("" - открыть), "◄" ("" - закрыть) "" ("СТОП") и "" ("СБРОС"). Цифровой индикатор выполнен четырехразрядным семисегментным.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено конструктивное выполнение контроллера под крышкой исполнительного механизма (в разрезе), а на фиг. 2 - вид спереди.
Контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом содержит компоненты, включающие бесконтактный датчик положения 1 выходного вала исполнительного механизма 2 выполненный на эффекте Холла, датчик крутящего момента на выходном валу исполнительного механизма 2, блок центрального процессора (БЦП) связанного со всеми компонентами контроллера (на фиг. 1 не показан), блок цифрового индикатора 3 работы контроллера и механический указатель положения 4, связанный через механическую передачу с датчиком положения 1, автономный пульт настройки и управления с дисплеем и органами управления, обеспечивающий обмен информацией с БЦП по инфракрасному каналу связи для настройки и управления контроллером дистанционно через приемо-передатчик инфракрасного канала связи 5, расположенный в блоке цифрового индикатора 3. Конструктивно контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом размещен под крышкой 6 исполнительного механизма 2 на месте стандартного блока датчика и соответствует его установочным и габаритным параметрам. Все блоки и узлы контроллера размещены на несущей панели 7, которая одновременно является радиатором охлаждения для элементов. На крышке 6 исполнительного механизма расположено окно 8 для обзора блока цифрового индикатора 3, механического указателя положения 4 и органов управления из четырех клавиш 9 "" ("" - открыть), "◄" ("" - закрыть), "" ("СТОП") и "" ("СБРОС"). Блок цифрового индикатора содержит шесть единичных светодиодных индикаторов 10 состояния ("АВАР", "МОМ", "МЕСТ", "ДИСТ", "ОТКР", "ЗАКР"), четырехразрядный семисегментный цифровой индикатор 11 и приемопередатчик инфракрасного канала связи 5. На цифровом индикаторе отображается, например следующая информация:
- значения положения выходного органа механизма;
- значение момента на выходном органе механизма;
- параметры настройки механизма и контроллера;
- коды возникающих неисправностей;
В основе работы контроллера лежит метод управления электродвигателем механизма путем отслеживания углового положения вала механизма с помощью магниточувствительного датчика, механически связанного с выходным валом механизма и крутящего момента на выходном валу механизма отслеживаемого датчиком крутящего момента. БЦП получает сигналы управления исполнительным механизмом, например «открыть», от внешнего управляющего устройства, дешифрировав этот сигнал БЦП выдает команду, например «открыть», на включение электродвигателя исполнительного механизма, и одновременно получает цифровые данные с датчика положения 1 об угловом положении выходного вала исполнительного механизма, цифровые данные с датчика крутящего момента о моменте на выходном валу исполнительного механизма, то есть получает информацию о параметрах исполнительного механизма в реальный момент времени, анализирует их и выдает такую команду, что бы исполнить сигнал внешнего управляющего устройства. Одновременно БЦП осуществляется проверка исправности, как электродвигателя так и исполнительного механизма в целом, для управления электродвигателем исполнительного механизма, либо отключения его в защитных целях. Информацию о параметрах исполнительного механизма, выполняемой команде БЦП индицирует на блоке цифрового индикатора 3, а также передает внешнему управляющему устройству. Причем блок цифрового индикатора совмещен с механическим указателем положения, связанного через механическую передачу с датчиком положения 2, что позволяет визуально контролировать угловое положение выходного вала исполнительного механизма при отсутствии электрического питания.
Контроллер может автономно выполнять более сложные виды управления движением исполнительного механизма, например, старт-стопное движение, позиционирование, аварийное управление по внешним отдельному дискретному или цифровому сигналу информационной сети. Контроллер самостоятельно останавливает исполнительный механизм при достижении конечных положений, либо заданной величины момента при закрытии и/или открытии арматуры. Параметры настройки контроллера могут быть заданы с помощью автономного пульта настройки и управления с беспроводным интерфейсом, клавиш управления 9 и блока цифрового индикатора 3 совместно, или информационной сети и сохраняются в энергонезависимой памяти. Причем беспроводный интерфейс и клавиатура позволяет настраивать параметры контроллера без снятия крышки исполнительного механизма, то есть, не нарушая целостности исполнительного механизма. Контроллер может управляться от внешнего управляющего устройства дискретными сигналами, аналоговыми сигналами или сетевым информационным сигналом, а также от автономного пульта настройки и управления и клавиатуры управления 9 с контролем на блоке цифрового индикатора 3.
Благодаря введению в предлагаемый контроллер для управления электрическим исполнительным механизмом органов управления встроенных в крышку исполнительного механизма и четырехразрядного семисегментного цифрового индикатора в составе блока цифровой индикации, обеспечивается расширение функций по оперативному управлению контроллером механизма и его настройкам непосредственно в месте его установки, путем задания параметров настройки контроллера клавиатурой управления и отображением их цифровым индикатором, и управлением контроллером от клавиш управления с контролем на блоке цифрового индикатора.
Заявляемый контроллер планируется применить для управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры в серийных исполнительных механизмах, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость» для полезной модели.