具有位置调节器的调节驱动装置 |
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| 申请号 | CN200810179679.X | 申请日 | 2008-12-05 | 公开(公告)号 | CN101452294B | 公开(公告)日 | 2013-08-28 |
| 申请人 | ABB股份公司; | 发明人 | T·克里格列维; A·布雷德迈尔; M·克吕佩尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 气动 的调节驱动装置，其具有一个用于直线地操纵调节机构(2)的升降杆(7)以及具有数字的 位置 调节器，调节驱动装置根据由位置调节器确定的调节偏差进行控制，位置调节器(9)配备有一个旋转的机械地限定在其摆动区域内的测量系统，其中旋转式的测量系统具有一个轴，该轴形 锁 合地并且不会混淆地与一个测量杆连接，该测量杆在其自由端附近与升降杆铰 接地连接 ，并且轴(13)和旋转式的测量系统通过滑动 离合器 彼此连接。与轴(13)的旋 转轴 线同方位 角 地在轴圆周上设置标记，这些标记包含关于标记位置相对于测量杆的角度的信息；数字的位置调节器(9)具有一个用于识别和评价标记的传感装置；并且滑动离合器具有 迟滞 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.气动的调节驱动装置，其具有一个用于直线地操纵调节机构(2)的升降杆(7)以及具有一个数字的位置调节器(9)，升降杆(7)的探测的升降与在位置调节器(9)的控制电子装置(18)中的通过通信接口(11)输送的额定值比较并且调节驱动装置(6)根据确定的调节偏差进行控制，控制电子装置(18)具有一个用于将电的调节偏差转换成相当的控制压力的I/P转换器，I/P转换器通过一个压力介质输送件(19)与调节驱动装置(6)连接，位置调节器(9)配备有一个旋转式的机械地限定在其摆动区域内的测量系统，其中旋转式的测量系统具有一个轴，该轴形锁合地并且不会混淆地与一个测量杆连接，该测量杆在其自由端附近与升降杆(7)铰接地连接，并且轴(13)和旋转式的测量系统通过滑动离合器彼此连接，其特征在于：与轴(13)的旋转轴线同方位角地在轴圆周上设置标记，这些标记包含关于标记位置相对于测量杆的角度的角度信息；数字的位置调节器(9)具有一个用于识别和评价标记的传感装置；并且滑动离合器具有迟滞。 |
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| 说明书全文 | 具有位置调节器的调节驱动装置技术领域背景技术[0002] 在公开内容中采用的术语“数字的位置调节器”代表一种根据多个输入信号控制一个或多个输出信号的系统。一部分输入信号体现静态的或动态的额定状态，另一部分输入信号表示静态的或动态的实际状态的特征。输出信号用于使实际状态与额定状态一致。为此算法在微控制器的软件中执行。总之在带有和不带有辅助能量的情况下，输出信号控制调节机构的位置。 [0003] 这种(数字的)位置调节器具有一个位置应答传感装置，它探测连接的调节机构的运动和位置。已知的(数字的)位置调节器的位置应答这样构成，使得轴将调节机构的运动和位置传递到旋转式的测量系统例如电位计上。根据采用的技术的不同情况，旋转式的测量系统的测量范围限制于小于120°或者小于270°的角度。 [0004] 调节驱动装置区分成摆动驱动装置和升降驱动装置。在升降驱动装置中调节驱动装置的输出端的直线运动直接传递到直线操纵的调节机构上。在此测量杆将调节机构的推杆的升降转化成直接传递到轴上的旋转。轴在一侧被平整。在测量杆中的轴接纳部这样构成，使得测量杆在轴上的装配是明确形锁合的。数字的位置调节器机械地安装到调节机构上的结构确保，位置调节器以90°的角度横向于推杆装配。 [0005] 与此对应地在摆动驱动装置中调节驱动装置的输出端的直线运动以适合的机构转化成旋转运动。在此一个适配器使得轴直接与摆动驱动装置连接。 [0006] 这些已知的结构通过标准DIN/IEC534和VDI/VDE3845标准化。 [0007] 在具有用于直线的驱动装置的旋转式的测量系统的已知的位置应答传感装置中，应答的测量值是在调节范围内的位置的三角学函数，其参数与运行时的位置的初始值和在调节机构和测量杆的推杆上的有效力臂长度有关。对于尽可能精确的定位特性，应答的测量值根据在调节范围内的调节机构的实际位置线性化。因此数字的位置调节器的软件执行线性化计算。在此必须已知，测量杆在哪个位置与驱动装置的推杆成直角。 [0008] 为确保定位特性的由市场要求的线性，位置应答装置的描述的结构要求，数字的位置调节器在线性的驱动装置中将探测的摆动运动线性化。 [0009] 已知的是，数字的位置调节器执行一种功能，该功能通过自身产生的输出信号有目的地使连接的调节机构运动并且执行自动校准。在此自动标准理解成一种功能，其中数字的位置调节器自主地调节调节机构的工作区域的上界和下界。 [0010] 安装机构以及相当高分辨率的测量技术的成本导致在安装升降驱动装置的情况下以30°至60°的角度限制摆动区域。通过旋转式的测量系统的限制的测量区域引起地，在数字的位置调节器中轴相对于数字的位置调节器的壳体几何形状的摆动区域限制到确定的圆弧。这在数字的位置调节器安装到驱动装置和调节机构上时误差导致，如果得到摆动区域离开允许的圆弧的话。这个问题对于摆动驱动装置和升降驱动装置有效。 [0011] 另外已知，数字的位置调节器在测量系统与轴之间配备有一个滑动离合器。虽然摆动区域总是限制于角度，但是摆动区域对于壳体几何形状是任意的。从而此外在升降驱动装置中数字的位置调节器实现由市场要求的线性，但是在此轴的位置必须按适合的方式“通知”数字的位置调节器，在该位置中测量杆垂直于推杆。 发明内容[0012] 因此本发明的目的在于，实现用于自动校准具有旋转式的测量系统的位置调节器的措施，用于适用到任何线性的调节驱动装置上，这允许应答的测量值的精确的线性化。 [0013] 上述目的按本发明的措施达到。 [0014] 本发明由一种具有一个用于直线地操纵调节机构的升降杆以及具有一个数字的位置调节器的线性的调节驱动装置出发，升降杆的探测的升降与在位置调节器的控制电子装置中的通过通信接口输送的额定值比较并且调节驱动装置根据确定的调节偏差进行控制，控制电子装置具有一个用于将电的调节偏差转换成相当的控制压力的I/P转换器，I/P转换器通过一个压力介质输送件与调节驱动装置连接，位置调节器配备有一个旋转式的测量系统。旋转式的测量系统具有一个轴，该轴形锁合地并且不会混淆地与一个测量杆连接，该测量杆在其自由端附近与升降杆铰接地连接。测量系统机械地限制在其摆动区域内。轴和旋转式的测量系统通过滑动离合器彼此连接。 [0015] 按本发明在轴上在轴圆周上设置标记，这些标记包含关于标记位置相对于测量杆的角度的信息。这些标记与轴的旋转轴线同方位角地设置。 [0016] 数字的位置调节器具有一个用于识别和评价标记的传感装置。 [0017] 滑动离合器具有迟滞。 [0018] 在数字的位置调节器自动校准的情况中，接通用于标记的识别和译码的传感装置。在测量杆摆动越过两个邻接的标记的方位角的间距的情况中，跨过至少一个所述的标记。借助于首先识别的标记，确定修正值，滑动离合器使得旋转式的测量系统相对于轴以该修正值旋转。修正值在线性化算法中考虑。 [0019] 有利地，本发明允许，摆动驱动装置以任意的角度相对于位置调节器装配，因为由于滑动离合器，测量系统的限制的角度区域不再起作用。 [0021] 下面借助于实施例详细解释本发明的其他详情和优点。为此必要的附图如下： [0022] 图1显示在过程阀上构成为升降驱动装置的调节驱动装置的原理图，[0023] 图2显示与初始的作用点相关的位置应答传感装置的原理图。 具体实施方式[0024] 在图1中在未进一步描述的工艺设备的一个局部表示的管道1中安装作为调节机构的过程阀2。过程阀2在其内部具有一个与阀座3共同作用的关闭体4，用于控制流过的过程介质5的量。关闭体4由一个气动的调节驱动装置6通过一个升降杆7直线地操纵。调节驱动装置6通过一个轭架8与过程阀2连接。一个数字的位置调节器9设置在轭架8上。升降杆7的升降通过一个位置接收器10报告给位置调节器9。探测的升降与在控制电子装置18中的通过通信接口11输送的额定值比较并且调节驱动装置6根据确定的调节偏差进行控制。位置调节器9的控制电子装置18具有一个I/P转换器，用于将电的调节偏差转换成相当的控制压力。位置调节器9的I/P转换器通过一个压力介质输送件19与调节驱动装置6连接。 [0025] 为了运行过程阀2的目的，位置调节器9与调节驱动装置6机械地连接并且与电的和气动的连接件连接。位置接收器10可绕轴13旋转地支承并且在其自由端附近与升降杆7铰接地连接。因此位置接收器10在装配的状态中与升降杆7成直角地定位。轴13与一个旋转的测量系统作用连接。 [0026] 在装配时刻，升降杆7相对于位置调节器9和其位置接收器10的实际位置完全未确定。在图2中这种关系图形地描述。而在图2a中在将位置接收器10装配在升降杆7上时由升降杆7的中间的位置出发，这相应于一个半打开的过程阀2，在图2b中在对于相同的机构采用相同的附图标记的情况下描述升降杆7的位置，该位置相应于一个几乎关闭的过程阀2。根据位置接收器10在升降杆7上的初始的作用点，相应于调节驱动装置6的升降的摆动角度12关于初始位置按图2a是非常对称的或者按图2b是明显在一侧的。由此由于开头提及的三角学的关系得到测量的位置信号相对于升降杆7的在调节区域内的实际位置的不同修正需求。 [0027] 按本发明的措施，与轴13的旋转轴线同方位角地(isoazimut)设置标记，该标记包含关于标记位置相对于位置接收器10的角度的信息。数字的位置调节器9具有一个用于识别和评价标记的传感装置。另外滑动离合器具有迟滞。 [0028] 在数字的位置调节器9自动校准的情况中，接通用于标记的识别和译码的传感装置。在测量杆摆动越过两个相邻的标记的方位角的间距的情况中，跨过至少一个所述的标记。在此根据位置接收器10在升降杆7上相对于轴13的初始位置的不同情况，操纵滑动离合器。该滑动离合器的迟滞导致轴13相对于升降杆7以在传感装置的允许的数值范围内的数值的可靠定位。 [0029] 借助于首先识别的标记，确定修正值，滑动离合器使得旋转式的测量系统相对于轴以该修正值旋转。该修正值在线性化算法中考虑。 [0030] 附图标记列表 [0031] 1 管道 [0032] 2 过程阀 [0033] 3 阀座 [0034] 4 关闭体 [0035] 5 过程介质 [0036] 6 调节驱动装置 [0037] 7 阀杆 [0038] 8 轭架 [0039] 9 位置调节器 [0040] 10 位置接收器 [0041] 11 通信接口 [0042] 12 摆动角度 [0043] 13 轴 [0044] 18 控制电子装置 [0045] 19 压力介质输送件 |
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