本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu) Modbus 嵌入式 RT-Thread

【摘要】：電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種可以接受外部控制命令,驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器將動(dòng)力傳遞至閥門,并對(duì)閥門開度進(jìn)行伺服控制的設(shè)備。由于在性能、體積、易用性上具有顯著優(yōu)勢(shì),電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)在許多領(lǐng)域逐漸取代傳統(tǒng)的氣動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)成為市場(chǎng)主流設(shè)備。目前,隨著對(duì)閥門開度快速、精確調(diào)節(jié)的需求越來(lái)越大,基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,具有多通信模式、精確開度調(diào)節(jié)性能的新一代電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)已成為閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)。本學(xué)位論文緊密圍繞南通某機(jī)械公司委托的正式合同項(xiàng)目——“電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器研制”開展工作。本人負(fù)責(zé)整個(gè)電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器全部硬件設(shè)計(jì)、嵌入式應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、樣機(jī)研制、系統(tǒng)功能調(diào)試,實(shí)際測(cè)試以及標(biāo)定與校準(zhǔn)工作。學(xué)位論文根據(jù)技術(shù)合同深入研究了閥門開度檢測(cè)原理與技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法、閥門開關(guān)的控制模式,學(xué)習(xí)研究了項(xiàng)目所需的Modbus總線技術(shù)、4-20mA總線技術(shù),完成了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、控制器硬件與軟件詳細(xì)設(shè)計(jì),為提供系統(tǒng)整體可靠性,采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RT-Thread作為軟件的底層平臺(tái),在此操作系統(tǒng)之上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)層程序設(shè)計(jì),提供對(duì)硬件芯片的驅(qū)動(dòng)支持,同時(shí)完成了應(yīng)用層多任務(wù)程序的編寫。最后研制的樣機(jī)全面通過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室功能調(diào)試和甲方測(cè)試平臺(tái)實(shí)際工況應(yīng)用測(cè)試,全部實(shí)現(xiàn)技術(shù)合同規(guī)定功能與控制準(zhǔn)確度要求。學(xué)位論文共分六個(gè)章節(jié)：第一章,詳細(xì)介紹了電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器的背景以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,提出本學(xué)位論文的主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)；第二章,介紹電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)要求,同時(shí)對(duì)主要技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行研究,提出了本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；第三章,詳細(xì)介紹電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器硬件設(shè)計(jì),并對(duì)主要硬件功能模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行較詳細(xì)的分析與探討；第四章,扼要介紹了本控制器采用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),詳細(xì)介紹了本系統(tǒng)嵌入式應(yīng)用軟件的主要模塊及其設(shè)計(jì)方法；第五章,對(duì)本系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了功能調(diào)試、驗(yàn)證,并針對(duì)在調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并提出解決方案；第六章,對(duì)學(xué)位論文工作進(jìn)行總結(jié)和展望。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu) Modbus 嵌入式 RT-Thread
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH134;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況9-11
• 1.3 課題來(lái)源與主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.4 本章小結(jié)12-13
• 第二章 電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器總體方案設(shè)計(jì)13-19
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求13
• 2.2 相關(guān)技術(shù)綜述13-15
• 2.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)14-15
• 2.2.2 Modbus通信協(xié)議15
• 2.3 總體方案設(shè)計(jì)15-17
• 2.3.1 硬件系統(tǒng)方案16
• 2.3.2 軟件系統(tǒng)方案16-17
• 2.4 本章小結(jié)17-19
• 第三章 電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器硬件設(shè)計(jì)19-37
• 3.1 硬件方案總體設(shè)計(jì)19-20
• 3.2 核心控制模塊設(shè)計(jì)20-23
• 3.2.1 STM32最小電路單元設(shè)計(jì)20-21
• 3.2.2 STM32外設(shè)資源分配21-23
• 3.3 檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)23-24
• 3.3.1 閥位檢測(cè)模塊23
• 3.3.2 主軸轉(zhuǎn)矩測(cè)量電路23-24
• 3.4 通信接口模塊設(shè)計(jì)24-29
• 3.4.1 開關(guān)量發(fā)送與接收24-26
• 3.4.2 模擬量發(fā)送與接收26-28
• 3.4.3 485通信電路28-29
• 3.5 人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)29-32
• 3.5.1 OLED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)29-30
• 3.5.2 霍爾按鍵與旋鈕檢測(cè)電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.5.3 LED指示燈31-32
• 3.6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)32-33
• 3.7 電源模塊設(shè)計(jì)33-36
• 3.7.1 24V開關(guān)電源模塊35
• 3.7.2 DCDC隔離電源35-36
• 3.7.3 5V開關(guān)穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)36
• 3.7.4 3.3V開關(guān)穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)36
• 3.8 本章小結(jié)36-37
• 第四章 電動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器軟件設(shè)計(jì)37-61
• 4.1 RT-Thread操作系統(tǒng)介紹37-39
• 4.1.1 開發(fā)環(huán)境配置37-38
• 4.1.2 RT-Thread針對(duì)STM32移植38-39
• 4.2 軟件總體設(shè)計(jì)39-41
• 4.2.1 軟件框架設(shè)計(jì)39
• 4.2.2 簡(jiǎn)要流程圖39-41
• 4.3 驅(qū)動(dòng)層軟件設(shè)計(jì)41-43
• 4.4 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)43-50
• 4.4.1 菜單顯示程序設(shè)計(jì)43-45
• 4.4.2 按鍵響應(yīng)程序設(shè)計(jì)45-46
• 4.4.3 一級(jí)菜單內(nèi)容簡(jiǎn)介46
• 4.4.4 二級(jí)菜單內(nèi)容簡(jiǎn)介46
• 4.4.5 三級(jí)菜單內(nèi)容簡(jiǎn)介46-50
• 4.5 閥位檢測(cè)程序?qū)崿F(xiàn)50-51
• 4.6 就地模式程序設(shè)計(jì)51-53
• 4.7 遠(yuǎn)程模式程序設(shè)計(jì)53-55
• 4.8 參數(shù)自整定程序設(shè)計(jì)55-56
• 4.9 Modbus RTU通信程序設(shè)計(jì)56-59
• 4.9.1 Modbus通信協(xié)議消息幀56-57
• 4.9.2 Modbus事務(wù)處理57-58
• 4.9.3 RT-Thread系統(tǒng)中Modbus程序的編寫58-59
• 4.10 本章小結(jié)59-61
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試61-71
• 5.1 各模塊功能驗(yàn)證61-67
• 5.1.1 電源模塊調(diào)試61
• 5.1.2 人機(jī)交互模塊調(diào)試61-62
• 5.1.3 開關(guān)量、模擬量輸入輸出模塊調(diào)試62-63
• 5.1.4 Modbus通信模塊調(diào)試63-65
• 5.1.5 控制精度測(cè)試65-66
• 5.1.6 電磁兼容測(cè)試66-67
• 5.2 調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決67
• 5.3 成果展示67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-72
• 6.1 全文總結(jié)71
• 6.2 研究展望71-72
• 致謝72-73
• 研究生階段研究成果及發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況73-74
• 參考文獻(xiàn)74-75

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