【摘要】：閥門定位器是一種與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用的輔助儀表,基本功能是接收調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào),然后以它的輸出信號(hào)去控制氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),因此定位器和執(zhí)行器組成了一個(gè)閉環(huán)回路。電—?dú)忾y門定位器隨著工況中的電氣化應(yīng)運(yùn)而生,它允許使用諸如4~20mA的電流作為輸入的設(shè)定信號(hào),而不用20~100KPa的氣動(dòng)信號(hào)。數(shù)字閥門定位器的發(fā)展和現(xiàn)場總線技術(shù)的成熟,給工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)帶來了深刻的變革,代表了氣動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展方向。 本課題的工作是以實(shí)現(xiàn)超低功耗、HART總線通訊和閥門行程控制為重點(diǎn),對基于MSP430單片機(jī)的超低功耗智能閥門定位器進(jìn)行開發(fā),主要完成以下幾個(gè)方面的研究: (1)超低功耗電路設(shè)計(jì) 包括電源電路的設(shè)計(jì)、取樣電路的設(shè)計(jì)、超低功耗MSP430單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、I/P控制電路的設(shè)計(jì)。 (2) I/P轉(zhuǎn)換單元的設(shè)計(jì) (3) HART通訊電路的設(shè)計(jì) 包括接收和發(fā)送回路,以及半雙工通訊下兩個(gè)回路的切換設(shè)計(jì)。 (4)基于模塊化思想的系統(tǒng)軟件包 包括主控程序、人機(jī)接口程序、報(bào)警程序、掉電保護(hù)程序等。 由于現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展,使自控系統(tǒng)朝著“智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化”的方向進(jìn)一步邁進(jìn)。閥門定位器作為相關(guān)工業(yè)行業(yè)的終端控制設(shè)備,使其數(shù)字化智能化已是必然的發(fā)展方向。本文所研究的基于MSP430的超低功耗智能閥門定位器立足于國內(nèi)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,符合行業(yè)的發(fā)展方向。
【圖文】：

作用力不相等，力平衡系統(tǒng)的平衡狀態(tài)被打破，由于噴嘴和擋板作用，使定位氣源輸出壓力發(fā)生變化，執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室壓力的變化推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使閥桿位到新位置，達(dá)到新的力平衡狀態(tài)[10]。在使用中改變定位器的反饋桿的結(jié)構(gòu)（凸輪曲線），可以改變調(diào)節(jié)閥的正、反作用，流量特性等，實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥性能提升[10]。2.1.2 智能電氣閥門定位器工作原理雖然智能電氣閥門定位器與傳統(tǒng)定位器在控制規(guī)律上基本相同，都是將輸信號(hào)與位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較后對輸出壓力信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但在執(zhí)行元件上智定位器和傳統(tǒng)定位器完全不同[8]。智能電氣閥門定位器以微處理器為核心，主利用新型的壓電閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)定位器中的噴嘴擋板調(diào)壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對輸出壓力調(diào)節(jié)[8]。國外如西門子、ABB等公司的相關(guān)產(chǎn)品在這一領(lǐng)域具有一定的代表性下面以就以西門子SIPART PS2 系列智能閥門定位器為例，對智能電氣閥門定器的工作原理進(jìn)行簡要說明，其基本結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。

(5) 可具備數(shù)字通訊功能，實(shí)現(xiàn)主從交互功能對于無通訊功能的一般智能閥門定位器，只是作為一個(gè)控制終端執(zhí)行的命令，而具備數(shù)字通訊功能的數(shù)字智能閥門定位器，不但可以執(zhí)行令，還可向主設(shè)備發(fā)送當(dāng)前狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)主從交互功能。這樣操作在遠(yuǎn)離現(xiàn)場設(shè)備的情況下通過遠(yuǎn)程通訊實(shí)現(xiàn)非接觸式操作，避開了現(xiàn)環(huán)境，，提高了人生安全保障。(6) 方便閥門診斷通過DCS、PC上位機(jī)或手操器，用戶能夠在線對閥門做出健康狀況拆卸閥門就檢測到閥門的實(shí)際情況，使預(yù)見性維護(hù)成為可能[12]。 本課題系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本課題擬要開發(fā)具有 HART 通訊功能的兩線制智能型電氣閥門定位系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH138.52

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1 馮旭哲,張s

本文編號(hào)：2681319