[实用新型]用于电动执行器的硬件故障保护的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动执行器的故障处理技术，特别涉及一种用于电动执行器的硬件故障保护的装置，具体是采用译码器和逻辑芯片实现对智能电动执行器基于硬件的故障保护的控制装置和实现方法。

背景技术

电动执行器广泛应用于各种工业自动化过程控制环节，是一个相当重要的基础设备。在目前的电动执行器控制系统中，软件、硬件的可靠性和稳定性已经非常高，而电动执行器的故障成为控制系统失效的主要原因。电动执行器现有的故障保护处理方法主要是采用传统模拟控制器，对单个故障分别进行软件保护。针对电动执行器故障较多，故障复杂的特点，现有的技术存在诸多缺点：1.软件的实现存在快速性和实时性问题；2.硬件实现成本高，技术不完善。

发明目的

本实用新型的目的是提供一种用于电动执行器的硬件故障保护的装置，采用译码器和逻辑芯片作为智能电动执行器控制器的故障处理单元，实现对电动执行器的故障保护。

本实用新型提供的一种用于电动执行器的硬件故障保护的装置主要包括逻辑芯片、DSP，逻辑芯片、DSP依次连接形成故障保护单元。所述的逻辑芯片包括：74HS32，74HC04，74HC08和74LS11。

所述的DSP的CAP3/IOPA5连接74LS11的A1引脚，DSP的CANTX/IOPC6连接74LS11的B1引脚，DSP的CANTX/IOPC6同时连接第一片74HC04的2A引脚，DSP的CLOCKOUT/IOPE0连接74LS11的B2引脚，DSP的任意一个I/O端引脚输出Fault信号连接74LS11的B3引脚，DSP的CAP6/IOPF1连接第一片74HC04的1A引脚，DSP的PWM1/IOPA6，PWM2/IOPA7，PWM3/IOPB0，PWM4/IOPB1连接74HC08的1B、2B、3B、4B引脚。

所述的74LS11的A2连接第一片74HC04的2Y引脚，C1和C2连接电源，A3连接第一片74LS32的Y1引脚，Y1连接74LS32的A1引脚，Y2连接第一片74LS32的B1引脚，C3连接第一片74LS04的1Y引脚，Y3连接74HC08的1A、2A、3A、4A引脚。

所述的74HC08的1Y连接第二片74HC04的1A引脚和第二片74LS32的A1引脚；2Y连接第二片74HC04的2A引脚和第二片74LS32的A2引脚；3Y连接第二片74HC04的3A引脚和第二片74LS32的A3引脚；4Y连接第二片74HC04的4A引脚和第二片74LS32的A4引脚。

所述的74HS32，74HC04，74HC08和74LS11的GND引脚接地，VCC接电源，其他闲置引脚悬空。

所述的第二片74HC04的1Y、2Y、3Y、4Y引脚输出分别和第二片74LS32的Y1、Y2、Y3、Y4引脚输出通过光耦形成回路为功率模块提供驱动信号，起到隔离强电的作用。

本实用新型提供的一种用于电动执行器的硬件故障保护方法包括的步骤：

1)电动执行器的核心控制芯片DSP根据电动执行器状态输出OPEN、CLOSE、FANGXIANG信号，Enable，XPWM信号，Fault信号、PWM脉冲信号；

2)FANGXIANG信号在执行器力臂开方向运行为高电平、执行器力臂向关方向运行为低电平；Enable信号初始化为高电平，可以有效防止电导通，Enable信号在电动执行器正常工作时为低电平；电动执行器出现故障时，DSP输出的Fault信号跳变为低电平。

3)DSP输出的Fault信号还在逻辑芯片内部与OPEN、FANGXIANG、CLOSE、Enable信号经过逻辑运算控制PWM脉冲信号，经过硬件保护控制PWM脉冲励磁信号，实现直接由硬件对电动执行器的可靠保护。

4)当Fault信号为低电平时，由DSP输入逻辑芯片，经过逻辑运算将关闭所有PWM脉冲信号输出，电动执行器电机停止工作。

5)在无故障信号的情况下，每路XPWM信号经过逻辑芯片的运算，输出分为两路高低电平各一路，接出通过光耦形成回路为功率模块提供驱动信号，起到隔离强电的作用。

本实用新型采用基于硬件对电动执行器的故障信号进行逻辑保护和控制，将电动执行器可能出现的故障集中到硬件芯片进行统一的数字化的控制保护，实现对电动执行机构的可靠保护，降低了系统的设计复杂性，节省了硬件空间，并具有运算简单、故障信号判断迅速、成本低等优点。同时，结合DSP对故障进行逻辑代码识别和控制，实现了软件和硬件的双重保护，提高了系统的可靠性，增加了操作的灵活性。这些排除故障的方法，采集适当的信号就可以实现对其他类型执行器的故障诊断。