文档介绍：题目:智能二线制电-气阀门定位器的设计与实现(1999 年)
作者:王暹辉
摘要:
气动调节阀是工业过程控制中的一种重要的执行器。阀门定位器作为其主要附件,能
够显著改善阀门的特性,提高控制的精度、速度和灵活性。对现有的执行器包括阀门定位器
进行智能化、二线制改造,是以现场总线为基础的工业控制全面智能化、数字化这一大趋势
的最基本要求。同时,现代电子技术和控制技术的高速发展,以及我国近年来对国际先进器
件和技术的引进和利用,为智能二线制装置的研制提供了良好的环境和条件。
本项目以 Motorola 公司的 MC68HC05L16 作为核心微控制器,主要针对单作用气动调
节阀,用压电陶瓷阀作为气路控制、用导电塑料电位器作为阀位反馈,设计实现了二线制供
电的智能电-气阀门定位器。相对于传统定位器,它具有控制精度高,适应性强,调校方便,
控制灵活等特点。
在系统硬件设计上,二线制供电对功耗提出了苛刻的要求,是设计的难点。为此,采
取了选用微功耗外围器件、降低工作电压和 MCU 的工作频率、优化电源设计等具体措施,
实现了二线制供电的基本指标。整个系统可以在低至 的供电电流之下正常工作。
在软件设计上,首先实现了一个基于时间的 MCU 实时内核。在此基础上,采取模块化
的程序设计方法,以汇编语言作为编程工具,进一步实现了键盘与显示管理、数据采样和处
理、参数存取以及闭环控制等系统功能。在编码过程中,充分利用 MCU 的 WAIT 指令来降
低系统功耗。
在控制方法上,使用了五接点开关控制算法。
论文首先讨论了气动调节阀及定位器的作用和基本原理,提出了智能二线
制定位器的应用设计要求;进而根据此要求进行了系统总体设计;最后详细说明
了系统的硬件和软件实现。在附录中给出了完整的系统电原理图。
在目前我国智能执行器方面相对薄弱的状况下,智能二线制电-气阀门定位器的研制,进
行了一次有益的探索和尝试。对于这种状况的最终改变,起到了积极作用。
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