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1、智能阀门控制器的研究近年来阀门电动装置逐渐取代机械执行机构,成为一个不可或缺的执行单元在工业控制系统 中.本文首先对阀门电动装置研究的现状及趋势做了介绍。结合智能电动执行机构的特殊要 求，对智能执行机构各个部分进行了设计和开发，该系统低功耗、耐高温、能长时间稳定运 行在高温和恶劣的井下环境。近年来,在智能仪器仪表的领域重点发展的技术是数据通信、智能现场设备和开放系统。 电动执行机构的实用阶段是控制系统的双向、全数字化、多站通信的发展、现场总线等。智 能电动执行机构近些年发展比较迅速。我们分析了国内和国外的产品,我国电动执行结构还存 在很多问题,控制精度较低、结构不合理、稳定性差等等,使得产品跟
2、不上社会的步伐。国外 的产品虽好，但是价格就非常的贵，售后的服务也不是很好。所以开发一套符合我们使用习 惯的新型智能电动阀门执行机构的产品是十分有意义的。总体设计方案智能电动执行机构是一个复杂的系统，它是集机、电、仪一体的机电一体化系统。设计 之初，要完成总体设计，总设的原则是简单实用、操作方便、安全可靠、技术先进。这一主 题的原则的优点在国内外同类产品的基础上争取一个突破和创新。智能电动执行机构作为一种常规的仪器，它具有控制、检测等功能，系统由控制、通信、 显示、保护等构成、我们把它分为两个部分：执行部分和控制部分；执行部分主要是电动机、 传感器、各种部分等组成。控制部分主要由PLC、马达、
3、接触器等组成；通过图1 可以看出， 智能阀门控制是闭环控制，控制电机的运行主要由反馈信号和设置信号，控制精度较高。系统硬件设计2.1 设计原则2.1.1 模块化的原则模块化的设计，基本设计思想是系统自上向下设计，把系统分为各个子系统，分别进行 设计。这样进行设计，方便检查缺陷和简化设计工作。模块化设计系统为未来设计带来极大 的便利,良好的模块设计可以使系统变成各个模块的组合。2.1.2 标准化的原则标准化包括两个方面：自定义标准和法定的标准，标准化的设计可以为今后的设计工作 带来极大的便利。2.1.3 复用的原则在硬件的设计中，尽量采用模块化的设计，在以后的设计中可以使用，尽量减少错误。 一般
4、来说，要更新一个系统，其实就是改变其核心硬件的设计，就可以更新产品。系统的前 期采用模块化的设计，可以使产品的后续开发节省时间和成本。2.2 电机的驱动设计交流接触器的使用有很多优点，如寿命长、宽电压等。采用 LC1-D18 施耐德公司的产品 用于电机控制其控制原理图如图 2 所示:正转,正转按钮 SBF 关闭接触器 KMF 电动关闭,然后电动机 M 正转； 同理，逆转，SBR 反向按钮关闭,换向接触器 KMR 电动关闭,所以电机 M 反转。为了防止 KMF 和 KMR 导通的同时,在电源电路、串联电路中 KMR、KMF 联锁控制。系统软件设计根据阀门控制系统响应快和自动化程度高的特点，符合嵌
5、入式系统的应用，硬件和软件 组成嵌入式系统，两者互相配合，使系统工作。任何一部分出现故障，系统都不能正常工作， 软件作为系统的两大组件之一，扮演者重要的角色在系统中。3.1 嵌入式系统特点嵌入式系统一般具有 4 个优点：1）支持多任务的处理，较短的中断响应时间，程序简洁 有效；2）模块化设计，存储保护功能；3）具有可扩展的处理器结构；4）系统具有较低的功 耗；嵌入式系统与通用型计算机系统相比有以下几个特点：1）大多数嵌入式系统的系统设计 是为一个特定的用户群；2）硬件和软件在嵌入式系统中的设计是高效的；3）嵌入式系统和 具体应用有机地结合在一起,具有较长的生命周期；4）嵌入式系统是将计算机技术
6、、电子技 术和、导体技术结和应用结合的产品，是一个高度分散、不断创新的系统；3.2 嵌入式软件嵌入式的软件主要由三部分组成：1）嵌入式操作系统；2）嵌入式支撑软件；3）嵌入式 应用软件；（1） 系统需求分析：根据用户的需求，软硬件功能划分；（2） 软件需求分析：算法和各个程序模块的划分；（3） 设计：系统架构、数据结构、算法描述,流程和接口等进行详细的描述，各个模块 描述；（4） 编码：应用合适的语言，编写程序代码；（5） 测试及维护：测试程序的缺陷进行修改完善，并对软件进行维护；经过不断对智能电动执行机构进行研究,通过不断学习和创新,大量的调查和研究工作。 初步完成智能阀门控制器的设计,最终目标应用智能阀门控制器在工业的领域。发展的过程必 然接受检验在实践中,不断发现不足之处,提出新的要求,逐步向工业化的道路前进;