專利名稱：能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并由網(wǎng)絡(luò)冗余供電的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并由網(wǎng)絡(luò)冗余供電的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在公知技術(shù)中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由相互獨(dú)立的司服放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成，司服放大器通常由鎖存器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)放大器組成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服電動(dòng)機(jī)、減速器和位置發(fā)送器組成；該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常只能將位置檢測信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，由此獲得的控制信號(hào)送到驅(qū)動(dòng)電路，以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移輸出，由于該信號(hào)不能直接連接到以太網(wǎng)上，也不能通過同一根電纜既傳輸信號(hào)又傳送執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直流工作電源，這就給實(shí)際使用帶來了困難，而另外增加電源不僅會(huì)提高成本，還會(huì)影響到系統(tǒng)的安全性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并由網(wǎng)絡(luò)冗余供電的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括微處理器，在微處理器上分別接有鎖存器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)放大電路，驅(qū)動(dòng)放大電路經(jīng)伺服電動(dòng)機(jī)與減速器相接，A/D轉(zhuǎn)換器與減速器之間設(shè)有位置發(fā)送器，其特征在于所述微處理器與以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器相連接，兩者之間設(shè)有可編程邏輯陣列電路，以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器還分別與RJ45接口和DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器相接，在RJ45與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器之間接有電源冗余輸入電路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信和網(wǎng)絡(luò)冗余供電，為網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠運(yùn)行創(chuàng)造了條件。


圖1為本發(fā)明的電路方框2為本發(fā)明的電源冗余輸入電路示意3為本發(fā)明的RJ45接口引腳示意4為本發(fā)明的電路原理圖具體實(shí)施方式
在圖1中，本發(fā)明包括微處理器7，在微處理器7上分別接有鎖存器1、程序存儲(chǔ)器2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3、A/D轉(zhuǎn)換器4和電機(jī)驅(qū)動(dòng)放大電路5，驅(qū)動(dòng)放大電路5經(jīng)伺服電動(dòng)機(jī)12與減速器13相接，A/D轉(zhuǎn)換器4與減速器13之間設(shè)有位置發(fā)送器14，所述微處理器7與以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器8相連接，兩者之間設(shè)有可編程邏輯陣列電路6，以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器8還分別與RJ45接口9和DA/DA電壓轉(zhuǎn)換器11相接，電壓轉(zhuǎn)換器11與相關(guān)聯(lián)的鎖存器1、程序存儲(chǔ)器2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3、A/D轉(zhuǎn)換器4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)放大電路5和微處理器7電路相接，在RJ45接口9與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器11之間接有電源冗余輸入電路10。RJ45接口能將信號(hào)傳送給以太網(wǎng)信號(hào)控制器8，該信號(hào)與A/D轉(zhuǎn)換器4輸出的位置反饋信號(hào)經(jīng)微處理器7處理和電機(jī)驅(qū)動(dòng)放大電路5的驅(qū)動(dòng)放大后，控制伺服電動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)減速器13得到位移輸出信號(hào)；與此同時(shí)，由位置發(fā)送器14得到正比于位移輸出的反饋信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器4傳送至微處理器7?？删幊踢壿嬯嚵须娐?用于傳輸微處理器7和以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器8之間信號(hào)收發(fā)時(shí)的中斷信號(hào)和片選信號(hào)，以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器8用于接收和發(fā)送執(zhí)行機(jī)構(gòu)和以太網(wǎng)其它設(shè)備間的通信信號(hào)。
在圖2中，電源冗余輸入電路10由一個(gè)“或”門(M1)和二極管D1組成，“或”門的輸入端與RJ45接口9的引腳5、7的兩路獨(dú)立的直流電源(正極)相連，“或”門輸出與二極管D1的陽極相連，二極管D1的陰極與DC/DC轉(zhuǎn)換器11正極相連，RJ45接口9的引腳4、8接地，并接至DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器11負(fù)極。DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器11可采用市售集成塊Z81RS240S，它將24V直流電轉(zhuǎn)換成5V直流電，以作為直流工作電源。電源冗余輸入電路10對(duì)具有相同輸入電壓的兩路獨(dú)立電源進(jìn)行邏輯“或”處理后，互為冗余，這樣其中任一路直流電源出現(xiàn)故障都不會(huì)影響整個(gè)電路的正常運(yùn)行，而二極管電路可起到防止錯(cuò)誤接線(如防反接)的作用。
在圖3中，RJ45接口9的引腳1/2可接一組雙絞線，引腳3/6接另一組雙絞線，此兩組絞線可作為信號(hào)傳輸線，引腳4/5可接一組電源輸入線，引腳7/8可接另一組電源輸入線，兩組電源輸入電壓相同。
在圖4中，微處理器7采用P51XA-G3集成塊，其數(shù)據(jù)和地址線分別和鎖存器1、程序存儲(chǔ)器2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3以及以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器8相接，可編程邏輯陣列電路6采用集成塊GAL16V8集成塊，P51XA-G3集成塊的高位地址線和信號(hào)線與可編程邏輯陣列集成塊GAL16V8相應(yīng)的輸入腳相連接，以完成對(duì)以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器8的選片，P51XA-G3集成塊的腳6、腳7為控制信號(hào)的輸出端，它們與驅(qū)動(dòng)放大電路5相連。
A/D轉(zhuǎn)換電路4采用AD7715集成塊，其腳7、腳8為模擬量的輸入，腳13為數(shù)字量的輸入，它們與微處理器7相連，腳9、腳10接參考電壓。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)放大電路5采用公知的方式實(shí)現(xiàn)，它由隔離模塊和固態(tài)繼電器組成，隔離模塊的輸入(即光耦集成塊TLP521的引腳2、引腳4)分別接增脈沖和減脈沖(即微處理器7的引腳6和引腳7)控制輸出，經(jīng)光耦集成塊TLP521光耦合后的脈沖再經(jīng)放大電路放大，然后與固態(tài)繼電器相連接，用于驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器可采用市售的集成塊SSP-380D10，通過繼電器的正向與反向(開通與關(guān)斷)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位移輸出的控制。
以太網(wǎng)收發(fā)控制器8采用集成塊93C46集成塊，該集成塊分別與線圈電路集成塊LANF7236、E2PROM集成塊93C46、可編程邏輯陣列電路集成塊GAL16V8相連接，集成塊LANF7236用于傳輸數(shù)據(jù)的線圈，其引腳12、引腳10、引腳9、引腳7分別接至RJ45接口9的引腳1、引腳2、引腳3、引腳6，集成塊93C46用來給集成塊93C46儲(chǔ)存物理地址。以太網(wǎng)收發(fā)控制器8主要是完成對(duì)以太網(wǎng)信號(hào)的收發(fā)控制，將微處理器7信號(hào)傳送到其它以太網(wǎng)設(shè)備，或是將其它以太網(wǎng)設(shè)備傳送來的的信號(hào)輸送給微處理器7處理。
權(quán)利要求
1.一種能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并由網(wǎng)絡(luò)冗余供電的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它包括微處理器，在微處理器上分別接有鎖存器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)放大電路，驅(qū)動(dòng)放大電路經(jīng)伺服電動(dòng)機(jī)與減速器相接，A/D轉(zhuǎn)換器與減速器之間設(shè)有位置發(fā)送器，其特征在于所述微處理器與以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器相連接，兩者之間設(shè)有可編程邏輯陣列電路，以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器還分別與RJ45接口和DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器相接，電壓轉(zhuǎn)換器與相關(guān)聯(lián)的電路相接，在RJ45與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器之間接有電源冗余輸入電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并由網(wǎng)絡(luò)冗余供電的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器是采用UM9008集成塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并由網(wǎng)絡(luò)冗余供電的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的電源冗余輸入電路由一個(gè)“或”門(M1)和二極管D1組成，“或”門的輸入端與RJ45接口相連，“或”門輸出與二極管D1的陽極相連，二極管D1的陰極與DC/DC轉(zhuǎn)換器正極相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信并由網(wǎng)絡(luò)冗余供電的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它包括微處理器,在微處理器上分別接有鎖存器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)放大電路,驅(qū)動(dòng)放大電路經(jīng)伺服電動(dòng)機(jī)與減速器相接,A/D轉(zhuǎn)換器與減速器之間設(shè)有位置發(fā)送器,其特征在于所述微處理器與以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器相連接,兩者之間設(shè)有可編程邏輯陣列電路,以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器還分別與RJ45接口和DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器相接,電壓轉(zhuǎn)換器與相關(guān)聯(lián)的電路相接,在RJ45與DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器之間接有電源冗余輸入電路,其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理,能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信和網(wǎng)絡(luò)冗余供電,為網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠運(yùn)行創(chuàng)造了條件。
文檔編號(hào)H04B1/24GK1364010SQ0211052
公開日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2002年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月8日
發(fā)明者馮冬芹, 施一明, 趙聯(lián)祥, 朱練 申請(qǐng)人:浙江浙大中控技術(shù)有限公司