【摘要】：隨著社會的不斷進步,對工業(yè)過程控制設備的控制效果和日常維護提出了更高的要求。氣動調(diào)節(jié)閥以其獨特的特點在過程控制領域中得到了廣泛的應用,而閥門定位器作為氣動調(diào)節(jié)閥的主控部件,能夠在很大程度上提高閥門的控制精度、響應速度,并顯著的改善閥門的動態(tài)特性。 PROFIBUS-DP總線以其獨有的優(yōu)勢在過程控制領域中廣泛使用,并于2001年成為我國的機械行業(yè)標準,目前國內(nèi)研究的多是基于HART協(xié)議的智能閥門定位器,而我國過程控制領域大多采用PROFIBUS-DP總線協(xié)議,基于此,研究基于PROFIBUS-DP的智能閥門定位器具有較大的意義。 本文所研究的智能閥門定位器采用二線制電源供電,通過嵌入式設計技術,對定位器的整體進行了分析研究,側重于硬件系統(tǒng)的構建,所做的工作主要如下 1、通過查閱相關文獻資料,對國內(nèi)外的智能閥門定位器進行分析研究。從定位器的結構、工作原理和所能實現(xiàn)的功能著手,分析了不同類型、結構閥門定位器的優(yōu)缺點；同時對PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的協(xié)議結構、通訊模型和功能特性等進行了分析研究,并給出了PROFIBUS-DP智能節(jié)點的設計方法； 2、對氣動調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)的內(nèi)在機理進行分析研究,給出了調(diào)節(jié)閥流量特性數(shù)學模型、壓電閥PWM控制信號與閥位關系數(shù)學模型以及閥位反饋信號換算數(shù)學模型。 3、采用模塊化分析研究方法,對智能閥門定位器系統(tǒng)各個組成部分進行深入分析研究,比較了各種設計方法的不同,并在此基礎上構建了基于微處理器S3C44B0的智能閥門定位器系統(tǒng)整體方案,并給出了預期的設計目標。 4、對智能閥門定位器硬件系統(tǒng)進行分析研究,采用嵌入式設計技術,以二線制供電設計為基本點,對定位器的主要核心部分電路,如電源電路、取樣電路、I/P轉換單元、反饋電路和通信電路分別進行分析設計研究,并給出了相應的設計方案。 5、針對智能閥門定位器軟件部分進行了整體規(guī)劃設計,先給出了軟件系統(tǒng)整體設計方案,再根據(jù)模塊化程序設計方法,著重對信號采樣處理程序、主控程序、通訊程序和人機界面程序進行了軟件分析設計。
[Abstract]:With the development of society, the control effect and daily maintenance of industrial process control equipment are required. Pneumatic control valve has been widely used in the field of process control because of its unique characteristics. As the main control component of pneumatic control valve, valve positioner can greatly improve the control accuracy and response speed of valve. PROFIBUS-DP bus is widely used in the field of process control because of its unique advantages, and has become the standard of mechanical industry in China in 2001. At present, most of the domestic research is based on the HART protocol of intelligent valve positioner, but in our country, most of the process control field uses PROFIBUS-DP bus protocol. Based on this, it is of great significance to study the intelligent valve locator based on PROFIBUS-DP. The intelligent valve positioner studied in this paper uses two-wire power supply. Through the embedded design technology, the whole of the positioner is analyzed and studied, with emphasis on the construction of hardware system. The main work is as follows: 1. The intelligent valve positioner at home and abroad is analyzed and studied by consulting relevant literature. The advantages and disadvantages of different types of valve locators are analyzed from the point of view of the structure, working principle and functions of the locator, and the protocol structure, communication model and functional characteristics of the PROFIBUS-DP fieldbus are analyzed. The design method of PROFIBUS-DP intelligent node is given. 2, the inherent mechanism of pneumatic control valve control system is analyzed, and the mathematical model of control valve flow characteristic is given. The mathematical model of the relationship between the PWM control signal and the valve position and the mathematical model of the valve position feedback signal conversion. 3. The modular analysis and research method is used to deeply analyze and study the various components of the intelligent valve positioner system. The differences of various design methods are compared, and on this basis, the whole scheme of intelligent valve positioner system based on microprocessor S3C44B0 is constructed. The expected design objective is given. 4. The hardware system of the intelligent valve positioner is analyzed and studied. The embedded design technology is adopted, and the two-wire power supply design is taken as the basic point, and the main core circuit of the locator is analyzed. For example, power supply circuit, sampling circuit, I / P conversion unit, feedback circuit and communication circuit are analyzed and designed respectively, and the corresponding design scheme is given. The whole design scheme of the software system is given first, and then according to the modular programming method, the software analysis and design of the signal sampling and processing program, the main control program, the communication program and the man-machine interface program are carried out.
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH134

【參考文獻】

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本文編號：2215670