智能閥門控制器的研究

1、智能閥門控制器的研究 近年來閥門電動裝置逐漸取代機械執(zhí)行機構,成為一個不可或缺的執(zhí)行單元在工業(yè)控制系統(tǒng)中.本文首先對閥門電動裝置研究的現(xiàn)狀及趨勢做了介紹。結合智能電動執(zhí)行機構的特殊要求，對智能執(zhí)行機構各個部分進行了設計和開發(fā)，該系統(tǒng)低功耗、耐高溫、能長時間穩(wěn)定運行在高溫和惡劣的井下環(huán)境。近年來,在智能儀器儀表的領域重點發(fā)展的技術是數(shù)據(jù)通信、智能現(xiàn)場設備和開放系統(tǒng)。電動執(zhí)行機構的實用階段是控制系統(tǒng)的雙向、全數(shù)字化、多站通信的發(fā)展、現(xiàn)場總線等。智能電動執(zhí)行機構近些年發(fā)展比較迅速。我們分析了國內和國外的產品,我國電動執(zhí)行結構還存在很多問題,控制精度較低、結構不合理、穩(wěn)定性差等等,使得產品跟不上社會的

2、步伐。國外的產品雖好，但是價格就非常的貴，售后的服務也不是很好。所以開發(fā)一套符合我們使用習慣的新型智能電動閥門執(zhí)行機構的產品是十分有意義的。總體設計方案智能電動執(zhí)行機構是一個復雜的系統(tǒng)，它是集機、電、儀一體的機電一體化系統(tǒng)。設計之初，要完成總體設計，總設的原則是簡單實用、操作方便、安全可靠、技術先進。這一主題的原則的優(yōu)點在國內外同類產品的基礎上爭取一個突破和創(chuàng)新。智能電動執(zhí)行機構作為一種常規(guī)的儀器，它具有控制、檢測等功能，系統(tǒng)由控制、通信、顯示、保護等構成、我們把它分為兩個部分：執(zhí)行部分和控制部分；執(zhí)行部分主要是電動機、傳感器、各種部分等組成。控制部分主要由plc、馬達、接觸器等組成；通過圖1

3、可以看出，智能閥門控制是閉環(huán)控制，控制電機的運行主要由反饋信號和設置信號，控制精度較高。系統(tǒng)硬件設計2.1設計原則2.1.1模塊化的原則模塊化的設計，基本設計思想是系統(tǒng)自上向下設計，把系統(tǒng)分為各個子系統(tǒng)，分別進行設計。這樣進行設計，方便檢查缺陷和簡化設計工作。模塊化設計系統(tǒng)為未來設計帶來極大的便利,良好的模塊設計可以使系統(tǒng)變成各個模塊的組合。2.1.2標準化的原則標準化包括兩個方面：自定義標準和法定的標準，標準化的設計可以為今后的設計工作帶來極大的便利。2.1.3復用的原則在硬件的設計中，盡量采用模塊化的設計，在以后的設計中可以使用，盡量減少錯誤。一般來說，要更新一個系統(tǒng)，其實就是改變其核心硬

4、件的設計，就可以更新產品。系統(tǒng)的前期采用模塊化的設計，可以使產品的后續(xù)開發(fā)節(jié)省時間和成本。2.2電機的驅動設計交流接觸器的使用有很多優(yōu)點，如壽命長、寬電壓等。采用lc1-d18施耐德公司的產品用于電機控制其控制原理圖如圖2所示:正轉,正轉按鈕sbf關閉接觸器kmf 電動關閉,然后電動機m正轉；同理，逆轉，sbr反向按鈕關閉,換向接觸器kmr電動關閉,所以電機m反轉。為了防止kmf和kmr導通的同時,在電源電路、串聯(lián)電路中kmr 、kmf聯(lián)鎖控制。系統(tǒng)軟件設計根據(jù)閥門控制系統(tǒng)響應快和自動化程度高的特點，符合嵌入式系統(tǒng)的應用，硬件和軟件組成嵌入式系統(tǒng)，兩者互相配合，使系統(tǒng)工作。任何一部分出現(xiàn)故障，

5、系統(tǒng)都不能正常工作，軟件作為系統(tǒng)的兩大組件之一，扮演者重要的角色在系統(tǒng)中。3.1嵌入式系統(tǒng)特點嵌入式系統(tǒng)一般具有4個優(yōu)點：1）支持多任務的處理，較短的中斷響應時間，程序簡潔有效；2）模塊化設計，存儲保護功能；3）具有可擴展的處理器結構；4）系統(tǒng)具有較低的功耗；嵌入式系統(tǒng)與通用型計算機系統(tǒng)相比有以下幾個特點：1）大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)設計是為一個特定的用戶群；2）硬件和軟件在嵌入式系統(tǒng)中的設計是高效的；3）嵌入式系統(tǒng)和具體應用有機地結合在一起,具有較長的生命周期；4）嵌入式系統(tǒng)是將計算機技術、電子技術和、導體技術結和應用結合的產品，是一個高度分散、不斷創(chuàng)新的系統(tǒng)；3.2嵌入式軟件嵌入式的軟件主要由三部分組成：1）嵌入式操作系統(tǒng)；2）嵌入式支撐軟件；3）嵌入式應用軟件；（1）系統(tǒng)需求分析：根據(jù)用戶的需求，軟硬件功能劃分；（2）軟件需求分析：算法和各個程序模塊的劃分；（3）設計：系統(tǒng)架構、數(shù)據(jù)結構、算法描述,流程和接口等進行詳細的描述，各個模塊描述；（4）編碼：應用合適的語言，編寫程序代碼；（5）測試及維護：測試程序的缺陷進行修改完善，并對軟件進行維護；經過不斷對智能電動執(zhí)行機構進行研究,通過不斷學習和創(chuàng)新,大