氣動閥門定位器廣泛應(yīng)用于化工、能源、油氣、水處理、造紙等工業(yè)領(lǐng)域。國外閥門定位器已經(jīng)從機械式和電子式過渡到智能型電氣閥門定位器,智能閥門定位器包括噴嘴式、壓電開關(guān)式、壓電比例式三種,其中壓電開關(guān)式閥門定位器具有耗電量低、耗氣量低、抗干擾能力強、精度高等優(yōu)點得到了廣泛推廣。而國內(nèi)閥門定位器起步較晚,技術(shù)較為落后,故障率較高,調(diào)節(jié)精度和速度等方面與國外產(chǎn)品均有相當大的差距,導(dǎo)致市場占比較小,且主要集中在低端市場。影響國產(chǎn)閥門定位器性能的主要原因是由于控制算法的不成熟導(dǎo)致的。因此,為了提高國產(chǎn)閥門定位器的市場占比,將國產(chǎn)閥門定位器引入中高端市場,對閥門定位器控制算法的研究是非常必要的。本文在查閱和分析了大量文獻的基礎(chǔ)上,在壓電開關(guān)式閥門定位器智能調(diào)控及分析方面開展如下幾點工作:（1）詳細分析了壓電開關(guān)式智能閥門定位系統(tǒng)的工作原理,借助牛頓第二定律、質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律,對氣動智能閥門定位系統(tǒng)進行了詳細的機理建模分析,在此過程中建立了壓電閥機理模型、氣動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行部分機理模型、氣動調(diào)節(jié)閥流量輸出機理模型。（2）搭建了智能閥門定位系統(tǒng)實驗平臺,借助實驗平臺進行了大量的性能測試,為控制算法的... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

閥門進口數(shù)量

杭州電子科技大學碩士學位論文22第3章智能閥門定位系統(tǒng)實驗平臺搭建及性能分析3.1引言 為了更好的了解智能閥門定位系統(tǒng)的特性，設(shè)計出優(yōu)良的閥門控制算法，本章搭建了智能閥門定位系統(tǒng)實驗平臺，其目的為：1)設(shè)計開環(huán)實驗，分析閥門控制系統(tǒng)的開環(huán)特性，為控制算法的設(shè)計提供指導(dǎo)；2)進行閉環(huán)控制實驗，驗證控制算法的可行性。3.2智能閥門定位系統(tǒng)實驗平臺硬件設(shè)計3.2.1實驗平臺系統(tǒng)組成智能閥門定位系統(tǒng)實驗平臺主要包括氣動部分和數(shù)據(jù)采集兩部分，氣動部分主要包括開關(guān)式智能閥門定位器和氣動調(diào)節(jié)閥兩部分。數(shù)據(jù)采集部分主要由壓力傳感器、研華數(shù)據(jù)采集卡、工控機組成。上位機軟件是在VS2008下采用C#進行編程實現(xiàn)，采用SQLServer進行數(shù)據(jù)存儲，最終能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲、實時數(shù)據(jù)顯示、實時曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表打印等功能。另外，測試平臺還包括減壓閥、穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器等必備設(shè)備。圖3.1為智能閥門實驗平臺實物圖片。1為定位器，2為氣室，3為閥桿，4為調(diào)節(jié)閥，5為工控機，6為上位機界面，7為壓力傳感器，8為減壓閥，9為穩(wěn)壓電源，10為信號發(fā)生器，11為百分表，12為數(shù)據(jù)采集卡圖3.1智能閥門實驗平臺實物圖為了更好的描述實驗平臺各器件之間的連接關(guān)系，現(xiàn)將其簡化為如圖3.2所示的系統(tǒng)示意圖。

杭州電子科技大學碩士學位論文26圖3.5實驗信息填寫界面3.4.2信號采集與通信模塊設(shè)計智能閥門定位器實驗平臺需要實時采集、處理、存儲每個傳感器數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括：閥桿的位移、速度、加速度、氣室的壓力、氣源的壓力、壓電開關(guān)閥工作狀態(tài)等信息。其中閥桿的位移、速度、加速度通過位移傳感器測量，開關(guān)式壓電閥的工作狀態(tài)通過監(jiān)測單片機對應(yīng)引腳來測量，并將數(shù)據(jù)通過DMA發(fā)送到智能閥門定位器測試軟件上；氣源壓力和氣室壓力通過壓力變送器測量，經(jīng)過采集卡傳送到智能閥門實驗平臺測試軟件上。智能閥門實驗平臺測試軟件對接收到的實驗數(shù)據(jù)進行解析，并實時顯示在主界面，同時繪制出數(shù)據(jù)實時曲線圖，并將處理后的數(shù)據(jù)保存到本地數(shù)據(jù)庫中，從而方便歷史數(shù)據(jù)分析。實驗過程中發(fā)現(xiàn)如果單純通過串口將單片機中的數(shù)據(jù)發(fā)送到測試軟件，由于發(fā)送頻率較快，會導(dǎo)致單片機資源全部被串口程序占用，控制算法無法正常運行。經(jīng)研究本測試軟件選擇使用單片機DMA進行數(shù)據(jù)傳輸，這種數(shù)據(jù)傳輸方式無須CPU的干預(yù)，節(jié)省了CPU的資源。假如不使用DMA，那么單片機在傳輸數(shù)據(jù)時，就需要CPU的參與，所以在傳輸數(shù)據(jù)的時候，CPU就不能做其他事情，無法做到數(shù)據(jù)傳輸和其他進程同步執(zhí)行。當測試軟件參數(shù)設(shè)置完成后，點擊啟動按鈕，軟件開始進行數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、曲線繪制、數(shù)據(jù)存儲，并且通過定時器完成循環(huán)采集功能。3.4.3測試軟件界面設(shè)計軟件界面主要包括主界面、曲線顯示界面、歷史查詢界面，其中主界面主要用來實時顯示系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)，曲線顯示界面主要用來顯示實時數(shù)據(jù)的變化曲線，歷史查詢界面主要用于查詢歷史數(shù)據(jù)，方便后期數(shù)據(jù)分析。(1)主界面設(shè)計智能閥門實驗平臺軟件主界面如圖3.6所示，通過主界面能夠顯示出智能閥門運行過程中的所有參數(shù)

【參考文獻】：
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