本实用新型涉及一种控制箱，尤其适用于工矿企业中电动执行机构上使用的电动执行机构控制箱。
背景技术：
电动执行机构在自动控制系统中的作用是接受来自控制器的控制信号，通过电动执行机构对控制阀等节流件开度的控制，达到调节和控制流量的目的。电动执行机构是以电动机为驱动源、以直流电流为控制及反馈信号，当上位仪表或计算机发出控制信号后，电动执行机构输出轴按照信号大小比例地动作，使阀门或风门开到相对应的开度，并将系统开度信号反馈回控制室内，从而完成系统的调节功能。
由于部分电动执行机构长期工作在高温、潮湿或震动等恶劣的环境中，容易导致电动执行机构中含电路板在内的控制部件损坏，设备可靠性大大降低，不利于机组安全、稳定运行。电动执行机构出现故障后，主要靠运行人员手动操作，增加了运行人员的操作工作量且达不到最佳控制效果。通常情况下，电动执行机构只是控制部件容易损坏，而电动机、机械传动部件未因高温、潮湿或震动而损坏。若整机更换的话，这样不仅造成资源的浪费，而且工作量大，浪费人力。
同时使用单位的电动执行机构的品牌、规格较多，不方便管理和维护，并且更换控制部件的话，不仅备件种类繁多、价格昂贵，而且订购难度大、订货周期长，手续繁杂。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，提供能够替换绝大部分品牌的电动执行机构的控制部件，实现电动执行机构控制部件的统一，便于管理和维护，并且支持一体式安装和分体式安装，分体安装时可将该控制箱移至低温、干燥或震动小等工作环境好的区域，这样电动执行机构本体上的控制部件将大为减少，减少电动执行机构故障发生的概率的电动执行机构控制箱。
为实现上述技术目的，本实用新型的电动执行机构控制箱，它包括前罩盖、灯笼架组件、中间筒和后盖，灯笼架组件设置在前罩盖内并与中间筒连接，中间筒分别与前罩盖、后盖匹配并螺钉连接，其特征在于：
所述前罩盖包括视窗玻璃、橡胶垫、玻璃压板、前罩盖壳体和操作旋钮，所述前罩盖壳体的前部开有圆孔，圆孔中通过玻璃压板固定视窗玻璃，视窗玻璃与玻璃压板之间设有防尘防潮作用的橡胶垫，视窗玻璃旁的前罩盖壳体上分别设有操作旋钮，
所述灯笼架组件包括电路板、电路板安装支架、交流接触器、国标u型导轨和电流互感器；电路板安装支架包括底座；立柱；上座，其中底座；和上座平行设置，多根立柱设置在底座；和上座之间，底座上通过螺钉固定有国标u型导轨，交流接触器固定在国标u型导轨上；电路板固定在电路板安装支架的上座上，电路板上设有液晶显示屏，电路板的液晶显示屏设置在视窗玻璃的正后方，便于通过视窗玻璃观测；操作旋钮为无贯通轴的磁控开关，通过霍尔传感器控制电路板的相关设定；
所述中间筒主要包括筒体、接线端子和格兰头ⅰ，所述筒体内的中部通过卡簧设有接线端子，筒体在接线端子处设有接线腔，接线端子的接线面板朝向接线腔安装，接线腔通过后盖封闭；接线腔下方并排设有三个进线孔，三个进线孔的外侧分别设有四个分体安装螺纹孔，接线腔侧面与进线孔呈90°处设有连接法兰，连接法兰中心圆孔中设有两个与电动执行机构本体连通的侧面进线孔，外部电源线由进线孔的中间孔进入接线腔与接线端子上的电源接线柱连接，接线端子另一侧的电源接线柱用电源线与交流接触器输入端连接，交流接触器的一个输出端与电路板上的电机驱动模块连接；上位机的控制和反馈信号线分别由进线孔的两侧孔进入接线腔与接线端子上对应接线柱连接，对应接线柱的另一侧与电路板上设置的i/0模块连接；进线孔处设有密封用格兰头ⅰ，来自电动执行机构本体的电机电源线由侧面进线孔进入筒体与交流接触器的另一个输出端连接，交流接触器与电动执行机构电机连接的电源线上设有电流互感器，电流互感器与电路板上的i/0模块连接，在电动执行机构本体内阀位反馈轴上设置绝对编码器，以及设置在电机上的温度传感器通过信号线由侧面进线孔的另一个孔进入筒体与电路板上的i/0模块连接。
所述筒体上的连接法兰与电动执行机构ⅰ原有控制装置的法兰直接连接，并用螺钉ⅰ紧固，实现一体安装。
所述筒体上的连接法兰四个角上的孔与过渡法兰的一个端面上的螺纹孔对齐，并用螺钉ⅱ固定，过渡法兰另一个端面上的孔与电动执行机构ⅱ原有控制装置的法兰安装螺纹孔对齐，并用螺钉ⅲ固定，实现一体安装。
所述筒体上的分体安装螺纹孔与分体安装支架上的安装座连接，侧面进线孔处通过螺钉ⅳ设有密封用格兰头ⅱ，实现分体安装。
有益效果：
1.本控制箱能替代市面上绝大部分品牌的电动执行机构的控制部件，只需要在电动执行机构本体内阀位反馈轴上安装一样的绝对编码器，便可以实现控制部件的统一，方便以后日常维护。2.保留原有电动执行机构机械部件，节约采购成本，同时无需整机更换，节约时间和人力成本。3.由于采用绝对编码器采集阀位信息，无需电池，阀位不会丢失，提高了抗干扰特性和数据的可靠性。4.由于本控制箱可通过电缆与电动执行机构本体分离，可将控制箱通过固定远离高温、振动区域的墙上或者通过支架固定在地面上，可延长设备寿命及方便日常检修维护。
附图说明
图1是本实用新型的电动执行机构控制箱的主视图。
图2是图1的e-e剖视图。
图3是图1的右视图。
图4是图1的仰视图。
图5是本实用新型灯笼架的主视图
图6是本实用新型灯笼架的左视图
图7是本实用新型电动执行机构控制箱的电路框图。
图8是本实用新型电动执行机构控制箱的工作流程图。
图9是本实用新型电动执行机构控制箱的一体式安装示意图。
图10是本实用新型电动执行机构控制箱配过渡法兰的安装示意图。
图11是本实用新型过渡法兰主视图
图12是本实用新型过渡法兰俯视图
图13是本实用新型电动执行机构控制箱的分体式安装示意图。
图中：1视窗玻璃；2橡胶垫；3玻璃压板；5电路板安装支架；5-1底座；5-2立柱；5-3上座；6前罩盖壳体；7接线腔；8导轨；9筒体；9-1连接法兰；9-2下方进线孔、9-3侧面进线孔；9-4分体安装螺纹孔；11接线端子；12后盖；13格兰头ⅰ；101电路板；1011电机驱动模块；1012i/o模块；1013总线；1014控制模块；1015电源模块；1016显示模块；102交流接触器；103电流互感器；104操作旋钮；100多功能控制装置；200电动执行机构本体；300上位机；101电路板；102交流接触器；103电流互感器；104操作旋钮；201电机；202绝对编码器；203温度传感器；14螺钉ⅰ、16螺钉ⅱ、18螺钉ⅲ、21螺钉ⅳ；15电动执行机构ⅰ；15-1连接法兰；17过渡法兰；17-1、17-4过渡法兰端面；17-2螺纹孔；17-3孔；19电动执行机构ⅱ；19-1连接法兰；20安装座；22分体安装支架；23格兰头ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步说明
如图1所示，本实用新型的电动执行机构控制箱，它包括前罩盖、灯笼架组件、中间筒和后盖12，灯笼架组件设置在前罩盖内并与中间筒连接，中间筒分别与前罩盖、后盖12匹配并螺钉ⅰ连接；
如图2图3和图4所示，所述前罩盖包括视窗玻璃1、橡胶垫2、玻璃压板3、前罩盖壳体6和操作旋钮104，所述前罩盖壳体6的前部开有圆孔，圆孔中通过玻璃压板3固定视窗玻璃1，视窗玻璃1与玻璃压板3之间设有防尘防潮作用的橡胶垫2，视窗玻璃1旁的前罩盖壳体6上分别设有操作旋钮104，
如图5和图6所示，所述灯笼架组件包括电路板101、电路板安装支架5、交流接触器102、国标u型导轨8和电流互感器103；电路板安装支架5包括底座5-1；立柱5-2；上座5-3，其中底座5-1；和上座5-3平行设置，多根立柱5-2设置在底座5-1；和上座5-3之间，底座5-1上通过螺钉固定有国标u型导轨8，交流接触器102固定在国标u型导轨8上；电路板101固定在电路板安装支架5的上座5-3上，电路板101上设有液晶显示屏，电路板101的液晶显示屏设置在视窗玻璃1的正后方，便于通过视窗玻璃1观测；操作旋钮104为无贯通轴的磁控开关，通过霍尔传感器控制电路板101的相关设定；
所述中间筒主要包括筒体9、接线端子11和格兰头ⅰ13，所述筒体9内的中部通过卡簧设有接线端子11，筒体9在接线端子11处设有接线腔7，接线端子11的接线面板朝向接线腔安装，接线腔通过后盖12封闭；接线腔下方并排设有三个进线孔9-3，三个进线孔9-3的外侧分别设有四个分体安装螺纹孔9-4，接线腔侧面与进线孔9-3呈90°处设有连接法兰9-1，连接法兰9-1中心圆孔中设有两个与电动执行机构本体连通的侧面进线孔9-2，外部电源线由进线孔9-3的中间孔进入接线腔7与接线端子11上的电源接线柱连接，接线端子11另一侧的电源接线柱用电源线与交流接触器102输入端连接，
交流接触器102的一个输出端与电路板101上的电机驱动模块1011连接；上位机300的控制和反馈信号线分别由进线孔9-3的两侧孔进入接线腔7与接线端子11上对应接线柱连接，对应接线柱的另一侧与电路板101上设置的i/0模块1012连接；进线孔9-3处设有密封用格兰头ⅰ13，来自电动执行机构本体200的电机201电源线由侧面进线孔9-2进入筒体9与交流接触器102的另一个输出端连接，交流接触器102与电动执行机构电机连接的电源线上设有电流互感器103，电流互感器103与电路板101上的i/0模块1012连接，在电动执行机构本体200内阀位反馈轴上设置绝对编码器202，以及设置在电机201上的温度传感器203通过信号线由侧面进线孔9-2的另一个孔进入筒体9与电路板101上的i/0模块1012连接。
如图9所示，所述筒体9上的连接法兰9-1与电动执行机构ⅰ15原有控制装置的法兰15-1直接连接，并用螺钉ⅰ14紧固，实现一体安装；电动执行机构ⅰ15为上仪a、ai系列和rotorkawt系列的电动执行机构；。
如图10、图11和图12所示，所述筒体9上的连接法兰9-1四个角上的孔与过渡法兰17的一个端面17-1上的螺纹孔17-2对齐，并用螺钉ⅱ16固定，过渡法兰17另一个端面17-4上的孔17-3与电动执行机构ⅱ19原有控制装置的法兰19-1安装螺纹孔对齐，并用螺钉ⅲ18固定，实现一体安装；电动执行机构ⅱ19为除川仪、abb外的其他品牌的电动执行机构。
如图13所示，所述筒体9上的分体安装螺纹孔9-4与分体安装支架22上的安装座20连接，侧面进线孔9-2处通过螺钉ⅳ21设有密封用格兰头ⅱ23，实现分体安装。
所述电路板101包括：
总线1013，总线1013包括信号总线和电源总线，信号总线作为信号传输线路，电源总线作为上述各个模块的供电线路：
用于驱动电机运转的电机驱动模块1011；
用于处理、转换模拟量及数字量的输入输出信号，接收上位机300发出的控制命令，并向上位机300反馈当前执行器的运行状态的i/o模块1012；
用于分析其他模块反馈的信号，并发出相应的指令控制其他模块控制模块1014；
对外部电源进行处理，转换成适合上述各模块工作所需要的电源的电源模块1015；
用于驱动显示器，以及接受外部控制的信号，实现人机界面的交互式操作的显示模块1016；
其中控制模块1014通过总线1013分别与电源模块1015、显示模块1016、电机驱动模块1011和i/o模块1012相互连接。
施工时，将电动执行机构本体200内原有的阀位采集装置及电路板拆除，将绝对编码器202安装在电动执行机构本体200内的阀位反馈轴上，由绝对编码器202采集由电动执行机构所控制阀门的阀位信号进入电路板101中的i/o模块1012转换成数字信号。将电动执行机构本体200内的电机201通过电缆接在交流接触器102上。将电动执行机构本体200上的电机温度传感器203通过电缆接入到电路板101上，实现对电机的过热保护。上位机300用电缆通过接线端子与电路板101连接，以实现对控制箱发送控制命令和接受控制箱发出的反馈信号。采用电流互感器103检测电动执行机构电机电流，实现过载保护。
如图7、图8所示，控制箱的控制工作流程如下：
①上位机300向i/o模块1012发出“目标阀位”控制信号；
②i/o模块1012对上位机发出的电动执行机构控制阀门的“目标阀位”信号进行运算处理，转换成信号a传递到控制模块1014；
③绝对编码器采集阀门的“当前阀位”信号，并将“当前阀位”信号经过运算处理，转换为信号b，并传递到控制模块1014；
④控制模块接收到“目标阀位”a信号和“当前阀位”b信号后，对信号a和信号b进行对比，当信号a等于信号b时，控制模块1014通过电机驱动模块1011向交流接触器102发出控制指令控制电动执行机构电机停止动作，一旦信号a不等于信号b时，控制模块1014向电机驱动模块1011向交流接触器102发出控制指令驱动电动执行机构电机动作。
1.一种电动执行机构控制箱，它包括前罩盖、灯笼架组件、中间筒和后盖（12），灯笼架组件设置在前罩盖内并与中间筒连接，中间筒分别与前罩盖、后盖（12）匹配并螺钉连接，其特征在于：
所述前罩盖包括视窗玻璃（1）、橡胶垫（2）、玻璃压板（3）、前罩盖壳体（6）和操作旋钮（104），所述前罩盖壳体（6）的前部开有圆孔，圆孔中通过玻璃压板（3）固定视窗玻璃（1），视窗玻璃（1）与玻璃压板（3）之间设有防尘防潮作用的橡胶垫（2），视窗玻璃（1）旁的前罩盖壳体（6）上分别设有操作旋钮（104），
所述灯笼架组件包括电路板（101）、电路板安装支架（5）、交流接触器（102）、国标u型导轨（8）和电流互感器（103）；电路板安装支架（5）包括底座（5-1）；立柱（5-2）；上座（5-3），其中底座（5-1）；和上座（5-3）平行设置，多根立柱（5-2）设置在底座（5-1）；和上座（5-3）之间，底座（5-1）上通过螺钉固定有国标u型导轨（8），交流接触器（102）固定在国标u型导轨（8）上；电路板（101）固定在电路板安装支架（5）的上座（5-3）上，电路板（101）上设有液晶显示屏，电路板（101）的液晶显示屏设置在视窗玻璃（1）的正后方，便于通过视窗玻璃（1）观测；操作旋钮（104）为无贯通轴的磁控开关，通过霍尔传感器控制电路板（101）的相关设定；
所述中间筒主要包括筒体（9）、接线端子（11）和格兰头ⅰ（13），所述筒体（9）内的中部通过卡簧设有接线端子（11），筒体（9）在接线端子（11）处设有接线腔（7），接线端子（11）的接线面板朝向接线腔安装，接线腔通过后盖（12）封闭；接线腔下方并排设有三个进线孔（9-3），三个进线孔（9-3）的外侧分别设有四个分体安装螺纹孔（9-4），接线腔侧面与进线孔（9-3）呈90°处设有连接法兰（9-1），连接法兰（9-1）中心圆孔中设有两个与电动执行机构本体连通的侧面进线孔（9-2），外部电源线由进线孔（9-3）的中间孔进入接线腔（7）与接线端子（11）上的电源接线柱连接，接线端子（11）另一侧的电源接线柱用电源线与交流接触器（102）输入端连接，交流接触器（102）的一个输出端与电路板（101）上的电机驱动模块（1011）连接；上位机（300）的控制和反馈信号线分别由进线孔（9-3）的两侧孔进入接线腔（7）与接线端子（11）上对应接线柱连接，对应接线柱的另一侧与电路板（101）上设置的i/0模块（1012）连接；进线孔（9-3）处设有密封用格兰头ⅰ（13），来自电动执行机构本体（200）的电机（201）电源线由侧面进线孔（9-2）进入筒体（9）与交流接触器（102）的另一个输出端连接，交流接触器（102）与电动执行机构电机连接的电源线上设有电流互感器（103），电流互感器（103）与电路板（101）上的i/0模块（1012）连接，在电动执行机构本体（200）内阀位反馈轴上设置绝对编码器（202），以及设置在电机（201）上的温度传感器（203）通过信号线由侧面进线孔（9-2）的另一个孔进入筒体（9）与电路板（101）上的i/0模块（1012）连接。
2.根据权利要求1所述的电动执行机构控制箱，其特征在于：所述筒体（9）上的连接法兰（9-1）与电动执行机构ⅰ（15）原有控制装置的法兰（15-1）直接连接，并用螺钉ⅰ（14）紧固，实现一体安装。
3.根据权利要求2所述的电动执行机构控制箱，其特征在于：所述筒体（9）上的连接法兰（9-1）四个角上的孔与过渡法兰（17）的一个端面（17-1）上的螺纹孔（17-2）对齐，并用螺钉ⅱ（16）固定，过渡法兰（17）另一个端面（17-4）上的孔（17-3）与电动执行机构ⅱ（19）原有控制装置的法兰（19-1）安装螺纹孔对齐，并用螺钉ⅲ（18）固定，实现一体安装。
4.根据权利要求1所述的电动执行机构控制箱，其特征在于：所述筒体（9）上的分体安装螺纹孔（9-4）与分体安装支架（22）上的安装座（20）连接，侧面进线孔（9-2）处通过螺钉ⅳ（21）设有密封用格兰头ⅱ（23），实现分体安装。
技术总结