智能型阀门电动执行机构控制器的设计

     摘要：介绍了一种阀门电动执行机构的智能控制器。该控制器采用MOTOROLA公司的8位微处理器作为控制单元，用电力电子器件作为电机驱动单元，完成了一个集自动控制、手动调节、状态检测等功能于一体的智能系统。该系统适用于各类工 业控制阀。    关键词：阀门电动执行机构；智能控制器；MC68HC908SR12       引言      水、汽、油等流体与工业发展有着密切联系，而流体在工业上的应用离不开管网系统，有管网必然有阀门。随着工业自动化的发展，传统的手工机械调节方式在许多场合已不再适用。要实现管网系统的工业自动化管理，更是离不开电动阀门这个管网系统中的执行机构。在某些应用场合，对阀门的控制不仅仅是简单的开关控制，还涉及到开度控制以及流量等各种关 系控制，这对阀门电动执行机构控制器的智能性提出了更高的要求。文中应用微处理器设计了一种阀门{TodayHot}控制系统实现了阀门执行机构控制的智能化。      1 系统工作原理和功能      阀门的控制量为阀门开度，在应用场合往往会根据实际需要将阀门开或关，或者开到一定程度，甚至动态的以某种规律开关。在传统的模拟控制方式中用时间、电流的大小来表示阀门的开启角度。由于影响时间、电流(电压)等参数的因素很多，因此显示的开启角度与阀门的实际位置不易达到同步，经常出现明显的误差［3］。同时，简单的模拟量控制提供的信息极为有限，不利于系统的调试和检修。笔者设计的智能型控制系统采用数字化的方法来控制电动执行机构运行。其智能控制器系统构成如图1所示。      采用MOTOROLA公司单片微处理器和外围芯片组成智能化的位置控制单元，接收统一的标准直流信号(如4～20 mA的电流信号)，经信号处理及A/D转换送至微处理器，微处理机将处理后的数据送至显示单元显示调节结果，运算处理后产生的控制信号驱动交流电机。此外，系统带通讯功能，可以接收上位机的指令，进行远程数字控制。同时也可以在智能控制器本地的人机界面上通过菜单和{HotTag}按钮实现现场手动控制。      主要功能描述：      (1)一体化结构设计，直接接收4～20 mA/4～12 mA/12～20 mA/0～5 V/1～5 V等控制信号，输出隔离的4～20mA阀位反馈信号；      (2)具有仿真运行功能，并可根据用户设定的流量特性曲线运行；      (3)控制信号断路故障判断、报警及保护功能。断路故障时可使执行机构或开、或关、或保特、或在0～100%之间预置的任意值；      (4)数字显示，显示控制信号值、阀位值、故障类别；      (5)RS485远程通讯功能，通过通讯协议在上位机进行编程组态，对过程量、开关量作数据或图形处理。      (6)阀门行程自整定，输入输出模拟信号自校准。      2 系统硬件组成      智能控制器根据智能化、可靠性高、抗干扰能力强、成本低等原则，控制核心采用8位微处理器MC68HC908SR12(SR12)，电机控制的主电路采用电力电子技术实现。

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