一種基于智能型電動執行機構的免開蓋標定方法技術

本發明專利技術涉及一種基于智能型電動執行機構的免開蓋標定方法，其步驟是：１、位置傳感器采集智能型電動執行機構位置數據；２、模數轉換器將數據轉換成數字信號；３、單片機采集數據，并將最小值和最大值存儲；４、將閥門關位置定義為關限位，開位置定義為開限位，采集到的當前位置定義為當前值，無用區間的中間值定義為中點值，行程百分比定義為百分比；５、單片機按照定義對數據進行零點和滿度的標定處理；６、將處理后的數據代入計算公式：計算出百分比值，即可標定閥門當前的開度。本方法實現了免開蓋調試，電動執行機構開、關位置任意可設，斷電后，即使位置改變，再上電也能準確記憶位置，因此使現場的調試更加方便快捷。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電動執行機構的調試方法，特別涉及。
技術介紹
當今市場上智能型電動執行機構所采用的位置傳感器基本上有三種精密塑料電 位器、編碼器和霍爾元件。其中多圈絕對值編碼器和霍爾元件能夠實現免開蓋調試。但是多 圈絕對值編碼器因為其價格昂貴而很少采用。霍爾元件因為其不能掉電保存數據而逐漸為 市場所淘汰。雖然精密塑料電位器以其低廉的價格和優越的性能使用的最多，但是它不能 實現免開蓋調試，因為塑料電位器有一個非常不利的條件，那就是它不能360度區間有效， 再精密的電位器也會有一段無效區間，即死區。由于死區的存在，導致執行機構在調試時需 要打開端蓋調整電位器。傳統的標定方法都是關位置小于開位置，并且從開位置到關位置 值一定是線性的。行程位置百分比也很容易計算，而且對標定的零點和滿度不做任何處理。 這容易引起標定時數據計算錯誤，以至影響電動執行機構調試的精度。
技術實現思路
鑒于以上現有技術存在的缺陷，本專利技術提供一種基于智能型電動執行機構的免開 蓋標定方法。為了提高電動執行機構的調試效率，同時也為了降低成本，本方法研發一種全 新的數據處理方法，并采用一種價格低廉的新型編碼器作為智能型電動執行機構的位置傳 感器，與采用絕對值編碼器實現的免開蓋調試方法相比，大大降低了成本。該傳感器沒有死 區。可使電動執行機構的開關位置任意可設。采用本方法，即可實現真正意義上的免開蓋 調試。 本專利技術為實現上述目的所采取的技術方案是一種基于智能型電動執行機構的免 開蓋標定方法，包括如下步驟( — )、位置傳感器采集智能型電動執行機構的開、關位置數據； ( 二 )、模數轉換器將位置數據模擬信號轉換成數字信號；(三)、單片機采集數據，并將數據中的最小值和最大值進行存儲；(四)、將閥門關位置變量定義為關限位，開位置定義為開限位，位置傳感器采集到的當前位置數據定義為當前值，位置傳感器的無用區間的中間值定義為中點值，行程位置百分比變量定義為百分比；(五)、單片機按照步驟(四)中的定義對采集的數據進行處理，其步驟包括 (1)、首先標定關限位值和開限位值并進行存儲，然后根據出現的兩種情況進行處 理； (2)、判斷標定的關限位值是否小于開限位值，若關限位值<開限位值，計算中點 值，然后繼續判斷中點值是否在最小值和關限位之間，若是，則判斷當前值如果最小值 <當前值<中點值，則當前值=當前值+最大值，否則當前值不變；如果中點值沒在最小值和關限位之間，則判斷當前值若中點值<當前值<最大值，則當前值=最小值，否則當前 值不變。 (3)、如果判斷標定的關限位值大于開限位值，計算中點值，然后對關限位值和開 限位值進行處理，則關限位值=關限位值-中點值+最小值；開限位值=開限位值_中點值 +最大值；接著判斷當前值是否小于中點值，若是，則對當前值進行處理當前值=當前值+ 最大值-中點值；如果當前值大于中點值，則對當前值進行處理當前值=當前值_中點值 +最小值；(六)、將處理后的數據代入百分比計算公式 g^Ht-當前值—關限位x100^百分比開限位-關限位x10070 計算出百分比值，即可標定閥門當前的開度。 本專利技術所達到的有益效果是采用本方法即可實現電動執行機構的免開蓋調試， 電動執行機構開、關位置任意可設，切斷電源后，即使位置發生改變，再重新上電也能準確 記憶位置，因此，使現場的調試更加方便快捷。附圖說明 圖1是實現本專利技術的數據采集電路原理圖。 圖2是本專利技術數據處理程序流程圖并作為摘要附圖。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術作進一步說明。 參照圖1 ，本專利技術的實現是基于智能型電動執行機構的數據采集電路，數據采集電 路包括單片機、位置傳感器和數模轉換器。單片機采用Atmel64芯片，Atme164芯片是一款 高性能、低功耗的8位AVR微處理器。它具有64K字節的可編程Flash, 2K字節的EEPROM， 4K字節的SRAM，53個可編程I/O 口 ， 2. 7_5. 5V的供電電壓。 位置傳感器采用ED-18系列模擬輸出磁性編碼器，既可用于旋轉位置反饋，也可 用于人機界面裝置。作為一種輕型反饋傳感器，它可以提供旋轉速度、方向和位置信息以及 可選的串行輸出模式。甚至當電源在不斷地開、關狀態下仍然能提供絕對角度位置信息。 ED-18編碼器輸出0 5Vdc，工作溫度_40°C 85°C ，最大轉速可達300PRM。它的輸出波形 對應的角度為一個鋸齒波，它最大的特點是沒有死區，在360。和0°過度時是一個非常垂 直的階越信號，因此它可以在360。區間內有效。ED-18編碼器輸出0 5V電壓信號。 模數轉換器選用一個12位的MCP3201模數轉換芯片，并用高精度電壓自動調整器 的TL431穩壓芯片來為MCP3201模數轉換芯片提供基準電壓。將編碼器采集的信號轉換成 數字信號后由單片機進行數據處理。單片機輸入有數據處理程序，處理時分兩種情況，一種 是標定的關位置小于開位置時， 一種是標定的關位置大于開位置時。數據處理是對ED-18 編碼器輸出O。和360°的階越信號進行處理。 本專利技術的數據采集電路如圖1所示，圖中U6為TL431穩壓芯片，U7為MCP3201模 數轉換芯片。5V電源與模數轉換芯片U7的8管腳相連，為模數轉換芯片U7提供電源，5V電源與地之間通過電容C15、電容C13濾波，5V電源與電阻R25相連，電阻R25與穩壓芯片U6 的1管腳、電阻R23、模數轉換芯片U7的1管腳、電容16、電容C4相連，電阻R23的一端與 穩壓芯片U6的8管腳、電阻R24相連，電阻R24與模數轉換芯片U7的2、3、6、7腳相連，模 數轉換芯片U7的1管腳與地之間加電容C16、電容C14濾波，位置傳感器(ED-18編碼器) 的VCC、OUT、GND分別與模數轉換芯片U7的1、2、3管腳相連，模數轉換芯片U7的3、4管腳 與地相連，模數轉換芯片U7的2、3管腳間加電容C18、電容C19濾波。模數轉換芯片U7的 5、6、7管腳分別與單片機的三個I/0管腳PD5、PD6、PD7相連，用于數據的傳輸。 穩壓芯片U6的管腳8始終提供基準電壓2. 5V，模數轉換芯片U7的管腳1的電壓為^ x(R23+R24)，模數轉換芯片U7的2管腳為模擬量輸入，也就是位置傳感器的輸出 及24值。模數轉換芯片U7的5管腳為轉換控制引腳，由單片機控制，模數轉換芯片U7的6管腳 為數據輸出引腳，輸出轉換的數字信號。模數轉換芯片U7的管腳7為時鐘引腳，由單片機 控制。單片機通過程序控制模數的轉換并采集數據。 單片機后對采集的數據進行零點和滿度的標定。理論上采集的數據范圍為0 4095，由于誤差和元器件本身性能等因素的影響，ED-18編碼器采集數據信號被轉換后的數 據范圍達80 4000左右。但這并不影響它的性能，因為只要保證O。和360°的階越點垂 直即可。將采集到的最小值和最大值進行存儲。最小值和最大值即為ED-18編 碼器的階越點，同時這兩個值所對應的位置傳感器的位置為同一個點。定義閥門關位置變 量為關限位，開位置為開限位，位置傳感器采集到的當前數據為當前值。為了便于 計算，還定義了一個位置傳感器的無用區間中間值為中點值。定義行程百分比變量為百 分比。標定時會出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于智能型電動執行機構的免開蓋標定方法，包括如下步驟：（一）、位置傳感器采集智能型電動執行機構的開、關位置數據；（二）、模數轉換器將位置數據模擬信號轉換成數字信號；（三）、單片機采集數據，并將數據中的最小值和最大值進行存儲；（四）、將閥門關位置變量定義為關限位，開位置定義為開限位，位置傳感器采集到的當前位置數據定義為當前值，位置傳感器的無用區間的中間值定義為中點值，行程位置百分比變量定義為百分比；（五）、單片機按照步驟（四）中的定義對采集的數據進行處理，其步驟包括：（１）、首先標定關限位值和開限位值并進行存儲，然后根據出現的兩種情況進行處理；（２）、判斷標定的關限位值是否小于開限位值，若關限位值＜開限位值，計算中點值，然后繼續判斷中點值是否在最小值和關限位之間，若是，則判斷當前值：如果最小值＜當前值＜中點值，則當前值＝當前值＋最大值，否則當前值不變；如果中點值沒在最小值和關限位之間，則判斷當前值：若中點值＜當前值＜最大值，則當前值＝最小值，否則當前值不變。（３）、如果判斷標定的關限位值大于開限位值，計算中點值，然后對關限位值和開限位值進行處理，則關限位值＝關限位值－中點值＋最小值；開限位值＝開限位值－中點值＋最大值；接著判斷當前值是否小于中點值，若是，則對當前值進行處理：當前值＝當前值＋最大值－中點值；如果當前值大于中點值，則對當前值進行處理：當前值＝當前值－中點值＋最小值；（六）、將處理后的數據代入百分比計算公式：百分比＝（當前值－關限位）／（開限位－關限位）×１００％計算出百分比值，即已知閥門當前的開度。...

【技術特征摘要】
一種基于智能型電動執行機構的免開蓋標定方法，包括如下步驟(一)、位置傳感器采集智能型電動執行機構的開、關位置數據；(二)、模數轉換器將位置數據模擬信號轉換成數字信號；(三)、單片機采集數據，并將數據中的最小值和最大值進行存儲；(四)、將閥門關位置變量定義為關限位，開位置定義為開限位，位置傳感器采集到的當前位置數據定義為當前值，位置傳感器的無用區間的中間值定義為中點值，行程位置百分比變量定義為百分比；(五)、單片機按照步驟(四)中的定義對采集的數據進行處理，其步驟包括(1)、首先標定關限位值和開限位值并進行存儲，然后根據出現的兩種情況進行處理；(2)、判斷標定的關限位值是否小于開限位值，若關限位值＜開限位值，計算中點值，然后繼續判斷中點值是否在最小值和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：牛亞松，索維，季鋒，金雷，劉素艷，
申請(專利權)人：天津津伯儀表技術有限公司，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]