引言：詳細介紹了一種閘閥電動執(zhí)行器的控制器。該控制板選用MOTOROLA企業(yè)的8位微控制器做為操縱模塊，用功率器件做為電機驅(qū)動器模塊，完成了一個集自動控制系統(tǒng)、手動式調(diào)整、情況監(jiān)測等作用于一體的智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)軟件適用各種工業(yè)生產(chǎn)調(diào)壓閥。

關(guān)鍵字：閘閥電動執(zhí)行器；控制器；MC68HC908SR12
前言
水、汽、油等液體與工業(yè)發(fā)展有著緊密聯(lián)系，而液體在工業(yè)生產(chǎn)上的使用離不了管道網(wǎng)系統(tǒng)軟件，有管道網(wǎng)必定有閥門。伴隨著自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)式的手工制作機械設(shè)備調(diào)整方法在很多場所已不會再適用。要完成管道網(wǎng)體系的工控自動化管理方法，也是離不了電動調(diào)節(jié)閥這一管道網(wǎng)系統(tǒng)軟件中的執(zhí)行器。在一些運用場所，對閥體的操縱不僅是簡潔的開關(guān)操縱，還牽涉到開啟度操縱及其總流量等各種各樣關(guān)聯(lián)操縱，這對閘閥電動執(zhí)行器控制板的方便性明確提出了更好的規(guī)定。原文中運用微控制器設(shè)計方案了一種閘閥自動控制系統(tǒng)建立了閥門執(zhí)行機構(gòu)操縱的智能化系統(tǒng)。
1系統(tǒng)軟件原理和作用
閘閥的調(diào)節(jié)量為閘閥開啟度，在使用場所通常會按照具體必須將閘閥開或關(guān)，或是開到一定水平，乃至動態(tài)性的以一種規(guī)律性電源開關(guān)。在傳統(tǒng)式的仿真模擬操縱方法選用時長、電流量的多少來表明閘閥的打開視角。因為危害時長、電流量(工作電壓)等技術(shù)參數(shù)的原因許多，因而表明的打開視角與閘閥的真實部位不容易做到同歩，經(jīng)常會出現(xiàn)顯著的偏差［3］。與此同時，簡易的plc操縱給予的信息內(nèi)容極其比較有限，不益于操作系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和維修。小編設(shè)計方案的全智能自動控制系統(tǒng)選用智能化的辦法來操縱電動執(zhí)行器運作。其控制器系統(tǒng)軟件組成如下圖1所顯示。

選用MOTOROLA企業(yè)片式微控制器和外場處理芯片構(gòu)成智能化系統(tǒng)的地方操縱模塊，接受統(tǒng)一的規(guī)范直流電數(shù)據(jù)信號(如4～20mA的交流電數(shù)據(jù)信號)，經(jīng)信號分析及A/D變換送至微控制器，微處理器將解決后的數(shù)據(jù)信息送至表明模塊表明調(diào)整結(jié)論，計算解決后形成的調(diào)節(jié)信息推動交流電動機。除此之外，系統(tǒng)軟件帶通信作用，可以接受上位機軟件的命令，開展遠程控制數(shù)字控制。與此同時還可以在控制器當?shù)氐挠|摸屏一體機上根據(jù)菜單欄和按鍵完成當場人工操縱。
關(guān)鍵作用敘述：
(1)一體化總體設(shè)計，立即接受4～20mA/4～12mA/12～20mA/0～5V/1～5V等操縱數(shù)據(jù)信號，導(dǎo)出防護的4～20mA閥位意見反饋數(shù)據(jù)信號；
(2)具備模擬仿真運作作用，并可依據(jù)客戶設(shè)置的總流量性能曲線圖運作；
(3)操縱數(shù)據(jù)信號短路常見故障分辨、警報及保障作用。短路常見故障時可使執(zhí)行器或開、或關(guān)、或保特、或在0～100%中間預(yù)設(shè)的隨意值；
(4)數(shù)據(jù)表明，顯示操縱數(shù)據(jù)信號值、閥位值、常見故障類型；
(5)RS485遠程控制通信作用，根據(jù)通信協(xié)議在上位機軟件開展程序編寫組態(tài)軟件，對全過程量、開關(guān)量作數(shù)據(jù)信息或圖像處理。
(6)閘閥行程安排自整定值，輸出數(shù)字信號自校正。
2系統(tǒng)軟件硬件配置構(gòu)成
控制器依據(jù)智能化系統(tǒng)、穩(wěn)定性高、抗干擾性強、低成本等標準，操縱主要選用8位微控制器MC68HC908SR12(SR12)，電機控制系統(tǒng)的主控制電路選用電力電子學(xué)完成。SR12具備速度更快、作用強和價錢不高特性。其最大輸出功率可達8MHz，有512字符的片內(nèi)RAM、12K字節(jié)數(shù)的片內(nèi)FLASH儲存器，14路10位A/D，及SCI、I2C、SPI等通信插口［1，4］。
系統(tǒng)應(yīng)用SR12內(nèi)部結(jié)構(gòu)的A/D開展閘閥部位數(shù)據(jù)信號及鍵入操縱信息的收集，運用PWM導(dǎo)出通過過濾后的地方數(shù)據(jù)信號，運用I2C系統(tǒng)總線與外界儲存器AT24C08開展通信儲存設(shè)定值，運用SCI插口根據(jù)MAX485與上位機軟件開展數(shù)據(jù)傳輸，靈活運用了該處理器的里面網(wǎng)絡(luò)資源，節(jié)省了成本費。
2.1數(shù)據(jù)信號鍵入一部分
運用SR12內(nèi)部結(jié)構(gòu)A/D變換，將插入的數(shù)字信號和閘閥部位意見反饋的數(shù)字信號開展量化分析。選用REF02做為A/D的標準工作電壓，其環(huán)境溫度飄移指數(shù)為3PPM/℃。
2.2數(shù)據(jù)信號導(dǎo)出一部分
SR12有3安全通道8位快速PWM，每一個安全通道有單獨的計數(shù)，可挑選PWM鍵入鐘表以造成各種各樣PWM工作頻率，并有全自動相位差操縱。運用在其中一路PWM做為plc導(dǎo)出數(shù)據(jù)信號，其他雙路做為電機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號。與此同時挑選I/O口PTB6做為電磁閥開關(guān)量導(dǎo)出的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信號。
2.3輸出防護
系統(tǒng)軟件在工業(yè)生產(chǎn)當場應(yīng)用時，牽涉到各種各樣儀表盤、感應(yīng)器及執(zhí)行器，會因為多種緣故引進信號干擾及其各種各樣風(fēng)險的強工作電壓數(shù)據(jù)信號。為了更好地確保系統(tǒng)的安全性，確保檢查的合理性和運作的穩(wěn)定性，選用光電耦合器LOC210對輸出數(shù)據(jù)信號開展防護，如下圖2所顯示。

圖2中，左邊有CPU系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)地，右邊有外界系統(tǒng)軟件的地。與此同時，外界系統(tǒng)軟件的開關(guān)電源與內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系的開關(guān)電源徹底防護。
2.4通信一部分
為了更好地進行工業(yè)生產(chǎn)當場遠程操作和組網(wǎng)方案的必須，系統(tǒng)軟件適用RS485通訊方式。脈沖信號變換處理芯片選用MAX485。具體運行時，可以與上位機軟件開展遠距離通信，開展運作方法設(shè)置并監(jiān)管運作情況。
2.5電機驅(qū)動器一部分
電動機的推動選用電力工程開關(guān)元件雙向可控硅BTA16。雙向可控硅具備電源開關(guān)速度更快、使用壽命長、無火苗和拉弧狀況等特性［2］，確保執(zhí)行器在高溫情況下的長久穩(wěn)定運作，與此同時有利于對電動機的維護。主電源電路與CPU中間選用光電耦合器MOC302X推動，如下圖3所顯示，圖上ZL為電機負載。

在制定中，MOC3020的二極管前向電流量為15mA,MOC3021和MOC3023各自為8mA和3mA，因此可以由MC68HC908SR12的I/O口選用灌電流量方法立即推動。在具體運行時RC消化吸收控制回路的具體主要參數(shù)必須依據(jù)電機參數(shù)(ZL)的差異明確。
必須留意的是，MOC302X的抗壓是400V，假如電動機必須工作中在380V下或是電動機的反電勢差較為大時，要采用MOC308X系列產(chǎn)品。
3軟件開發(fā)
控制板的手機軟件主要是由子程序、工業(yè)觸摸屏程序處理及全自動調(diào)節(jié)、常見故障解決、A/D變換和數(shù)據(jù)處理方法、手動式實際操作常見故障解決等程序段構(gòu)成。主操作程序如下圖4所顯示。

在實施環(huán)節(jié)中，分辨各種各樣常見故障情況，發(fā)覺常見故障，馬上警報表明，與此同時導(dǎo)出一組電磁閥開關(guān)量數(shù)據(jù)信號給客戶，并斷開電動機開關(guān)電源。
系統(tǒng)軟件使用4個鍵重復(fù)使用的辦法完成系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及主要參數(shù)設(shè)置。4個鍵的定位各自為F(Function)、U(Up)、D(Dowm)、S(Shift)。F為功能按鍵，按此鍵沒置菜單欄，多次按F鍵后可撤出菜單欄。U、D鍵各自意味著提升和減少現(xiàn)階段標值或開展主要參數(shù)挑選，在人工實際操作中意味著往上或往下命令。S為轉(zhuǎn)換鍵，可以更改現(xiàn)階段鍵入聚焦點，相互配合U、D鍵，可以很便捷的完成隨意數(shù)據(jù)的鍵入。
在電動機控制系統(tǒng)上選用PID調(diào)整，防止了超調(diào)、震蕩的產(chǎn)生，與此同時可選立即控制算法和占比 步進電機操縱等操控方法，使體系能適用不一樣種類的電動機。
系統(tǒng)軟件的軟件開發(fā)促使可及時調(diào)節(jié)閘閥兩邊部位，只需調(diào)節(jié)好行程開關(guān)后作一次自整定值(F、S鍵與此同時按住10s)就可以，巨大地點便了客戶。系統(tǒng)軟件還給予RS485通信協(xié)議，客戶可以根據(jù)上位機軟件程序編寫操縱閘閥，使閥門連接網(wǎng)絡(luò)通信及計算機系統(tǒng)控制更為便捷。
4結(jié)語
該體系的不同關(guān)鍵程序模塊集中化在片式微控制器中，減少了操作系統(tǒng)的成本費，提升了穩(wěn)定性，減少了容積，可同時安裝于電動執(zhí)行器內(nèi)部結(jié)構(gòu)而不用改變原機械設(shè)備組織，這不但便捷了目前執(zhí)行器的生產(chǎn)制造，也有助于原來舊機器設(shè)備的更新改造。與此同時，系統(tǒng)軟件的硬件開發(fā)綜合考慮了工業(yè)生產(chǎn)當場的條件狀況，采用了健全的反干擾方法和常見故障保障措施，使體系能適用制造業(yè)當場的自然環(huán)境。
該體系已具體建成投產(chǎn)，現(xiàn)階段在各類工業(yè)生產(chǎn)條件下運作優(yōu)良。
論文參考文獻
［1］張友德.M68HC08系列產(chǎn)品單片機原理與運用［M］.上海市：上海復(fù)旦大學(xué)出版社出版，2001.
［2］王兆安.電力電子學(xué)［M］.北京市：機械工程出版社出版，2001.
［3］張衛(wèi)華.電動調(diào)節(jié)閥智能化自動控制系統(tǒng)的研發(fā)［J］.青島市大學(xué)學(xué)報，2003，16(3)：79-82.