智能阀门控制器与嵌入式设计与开发

　　阀门电动执行机构近年来逐渐取代机械式执行机构，成为工业控

　　制系统中不可或缺的一个执行单元。它是一个闭环控制系统，以电动

　　机为动力源，将控制信号转换成相应的动作来控制阀门的位置。论文

　　首先对国内外阀门电动执行机构的研发现状和发展趋势作了详尽的

　　分析，结合了智能型电动执行机构的功能要求，对执行机构的各个单

　　元进行了设计和开发。

　　论文利用机电一体化的思想开发了阀门电动执行机构的机械结构

　　部分，并在此基础上设计开发了安全、可靠、方便、先进的阀门电动

　　控制系统。阀门控制系统是电动执行机构的的核心单元。论文引入了

　　嵌入式开发技术进行该系统的软件设计，基于瀑布式软件开发模型在

　　单片机 ATMega64L 和微型 PLC 上分别开发了友善的人机交互单元和

　　可靠的电机控制单元，两个单元之间通过串行通讯交换信息。人机界

　　面单元方便而友善，不仅选用了非接触式的磁控开关和红外遥控器

　　而且显示部分采用了 128×64 的图形点阵式液晶屏，实现了高效的

　　机通信。信号检测单元是阀门控制系统的重要组成部分，本课题采用

　　高精度的轮辐式压力传感器检测执行机构的转矩，利用掉电可记忆的

　　绝对式光电旋转编码器测量阀门的位置，实现了快速而准确的阀门定

　　位。总线技术是电动执行机构智能化的一个重要体现，本课题根据标

　　准的 Modbus 和 Profibus 通讯协议开发了 Modbus 和 Profibus 总块，供用户选择。此外，为了增强系统的抗干扰能力，本文在软硬件

　　设计时采取了一系列的抗干扰措施，提高了系统运行时的可靠性。

　　现场运行试验表明，本课题研发的新型电动执行机构操作相当简

　　便，菜单信息极其丰富，包含阀门的运行信息、故障报警、误操作

　　示信息等，控制单元具有故障诊断和自修复故障功能，运行相当平稳

　　可靠。