智能電動(dòng)閥門執(zhí)行器的研究與開發(fā).pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，電動(dòng)執(zhí)行器在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制中的重要地位逐步顯現(xiàn)出來，尤其是在化工、冶金、電力等行業(yè)的自動(dòng)化程度不斷提高的情況下，在比較危險(xiǎn)的場(chǎng)所或者需要遠(yuǎn)程控制的場(chǎng)合，電動(dòng)執(zhí)行器的應(yīng)用大大的保障了生產(chǎn)的安全性，提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)可靠性。 智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)整體上可分為控制器和執(zhí)行器兩部分，其中控制器是實(shí)現(xiàn)智能化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的核心技術(shù)。研究工作主要完成分析閥門特性對(duì)執(zhí)行器的要求、對(duì)執(zhí)行器機(jī)械結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)和電機(jī)性能分析和選型、控制部

2、分電路硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)、位移傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器的設(shè)計(jì)、工業(yè)控制總線的實(shí)現(xiàn)等工作。文章根據(jù)執(zhí)行器所需的功能對(duì)控制部分各模塊的硬件電路和軟件流程分別進(jìn)行了描述。 執(zhí)行器主要是在控制器作用下控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分來輸出轉(zhuǎn)矩和位移，設(shè)計(jì)的機(jī)械部分主要由蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)、位移檢測(cè)齒輪組、蝸桿軸轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置、電機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器、電動(dòng)手動(dòng)離合器等部分組成。文中主要介紹了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置的工作原理。同時(shí)由于執(zhí)行器啟動(dòng)力矩大和

3、位置定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)，對(duì)三相電機(jī)的特性作了簡(jiǎn)要介紹。 控制系統(tǒng)以AVR系列的Atme1128和Atmel16單片機(jī)為核心，通過霍爾傳感器監(jiān)控閥門開度信號(hào)，并與預(yù)定值進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)閥門開度的閉環(huán)控制，同時(shí)檢測(cè)電機(jī)軸的輸出扭矩和電機(jī)線圈溫度實(shí)現(xiàn)三相電機(jī)的過力矩保護(hù)和過溫保護(hù)。系統(tǒng)還提供了三相電源的自動(dòng)相序檢測(cè)和糾正功能，使電機(jī)運(yùn)行不受電源接線的影響。執(zhí)行器包括本地按鈕控制、遠(yuǎn)程按鈕控制、紅外線控制和網(wǎng)絡(luò)控制四種控制方式，使執(zhí)行器能夠工作