【摘要】：隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,對(duì)工業(yè)過程控制設(shè)備的控制效果和日常維護(hù)提出了更高的要求。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥以其獨(dú)特的特點(diǎn)在過程控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,而閥門定位器作為氣動(dòng)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(yīng)速度,并顯著的改善閥門的動(dòng)態(tài)特性。 PROFIBUS-DP總線以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)在過程控制領(lǐng)域中廣泛使用,并于2001年成為我國的機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),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(lǐng)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(shè)計(jì)技術(shù),對(duì)定位器的整體進(jìn)行了分析研究,側(cè)重于硬件系統(tǒng)的構(gòu)建,所做的工作主要如下 1、通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,對(duì)國內(nèi)外的智能閥門定位器進(jìn)行分析研究。從定位器的結(jié)構(gòu)、工作原理和所能實(shí)現(xiàn)的功能著手,分析了不同類型、結(jié)構(gòu)閥門定位器的優(yōu)缺點(diǎn)；同時(shí)對(duì)PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的協(xié)議結(jié)構(gòu)、通訊模型和功能特性等進(jìn)行了分析研究,并給出了PROFIBUS-DP智能節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法； 2、對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行分析研究,給出了調(diào)節(jié)閥流量特性數(shù)學(xué)模型、壓電閥PWM控制信號(hào)與閥位關(guān)系數(shù)學(xué)模型以及閥位反饋信號(hào)換算數(shù)學(xué)模型。 3、采用模塊化分析研究方法,對(duì)智能閥門定位器系統(tǒng)各個(gè)組成部分進(jìn)行深入分析研究,比較了各種設(shè)計(jì)方法的不同,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)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(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 4、對(duì)智能閥門定位器硬件系統(tǒng)進(jìn)行分析研究,采用嵌入式設(shè)計(jì)技術(shù),以二線制供電設(shè)計(jì)為基本點(diǎn),對(duì)定位器的主要核心部分電路,如電源電路、取樣電路、I/P轉(zhuǎn)換單元、反饋電路和通信電路分別進(jìn)行分析設(shè)計(jì)研究,并給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。 5、針對(duì)智能閥門定位器軟件部分進(jìn)行了整體規(guī)劃設(shè)計(jì),先給出了軟件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案,再根據(jù)模塊化程序設(shè)計(jì)方法,著重對(duì)信號(hào)采樣處理程序、主控程序、通訊程序和人機(jī)界面程序進(jìn)行了軟件分析設(shè)計(jì)。
[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(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH134

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2215670