智能型非侵入電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、工業(yè)過程控制自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由檢測器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)對象組成，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不可缺少。相對氣動、液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)而言，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有無需特殊的氣源和空氣凈化等裝置，可遠(yuǎn)距離傳輸信號，與計算機(jī)連接方便簡潔，更適應(yīng)采用電子信息新技術(shù)。隨著微電子、計算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展。上世紀(jì)90年代末，國際上出現(xiàn)了智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它是一種新型帶有微處理器的智能終端執(zhí)行元件。從此，智能化已形成電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)展的總趨勢。國際上一

2、些先進(jìn)的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)廠家如英國的Rotork、美國的Limitorgue、德國的SPIOS等生產(chǎn)廠家，相繼推出了智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有些已經(jīng)進(jìn)入國內(nèi)市場。因此，集微處理器、人機(jī)界面、支持現(xiàn)場總線的智能型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。
　　 常州電站輔機(jī)總廠是國內(nèi)最大的閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)專業(yè)生產(chǎn)廠家之一。為了能夠在技術(shù)和市場份額上保持領(lǐng)先地位，公司決定開發(fā)智能型非侵入式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。此開發(fā)項目獲得2006年江蘇省經(jīng)貿(mào)委重點創(chuàng)新項目

3、經(jīng)費的資助。項目完成后能使產(chǎn)品在性能上達(dá)到國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，而產(chǎn)品售價則為國外同類產(chǎn)品的30％，既提高了公司產(chǎn)品的市場競爭力，又能在智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的研制上填補(bǔ)國內(nèi)的空白。
　　 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)相當(dāng)成熟，所以本文研究的重點是智能型非侵入式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)主要由可編程序控制器、絕對編碼式行程控制器、電子力矩、人機(jī)界面、電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)五部分組成，核心控制部分是以施耐德公司微型可編程序控制器T

4、WDLMDA40DTK為基礎(chǔ)進(jìn)行定制開發(fā)的專用可編程序控制器。軟件的開發(fā)主要集中在可編程序控制器的程序編制和人機(jī)界面的組態(tài)設(shè)計，二者均需運用上位機(jī)軟件進(jìn)行二次開發(fā)。開發(fā)的難度是專用PLC的數(shù)據(jù)采集處理和保存以及人機(jī)界面是否符合用戶的使用習(xí)慣。為此作者調(diào)研了許多行業(yè)用戶的使用要求，并參照國外產(chǎn)品特性，結(jié)合公司在電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行業(yè)多年的制造經(jīng)驗對軟件設(shè)計部分進(jìn)行了多次優(yōu)化。硬件設(shè)計方面，絕對編碼式行程控制器和電子力矩的設(shè)計是執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)非侵入

5、式控制的基礎(chǔ)，分別采用了由反射式光電傳感器組成的絕對編碼器技術(shù)和電阻應(yīng)變技術(shù)。這兩個部件的設(shè)計沒有現(xiàn)成的成熟產(chǎn)品可供參考，需要從底層開始設(shè)計并進(jìn)行大量試驗以便驗證。電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)需要考慮同時滿足開關(guān)型和調(diào)節(jié)型的要求。
　　 項目已經(jīng)開發(fā)完成，在具備資質(zhì)的權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行了型式試驗、熱老化試驗、高低溫試驗、振動試驗，防護(hù)等級試驗和電磁兼容試驗，各項功能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。在2007年12月通過中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會的科技成果鑒定，2008