一种智能型伺服放大器的设计的论文

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1、一种智能型伺服放大器的设计的论文王金喜（山西大学工程学院，山西太原030013）　　摘要：介绍阀门控制电动执行机构中的fcf－1智能伺服放大器的功能、构成及电路原理，并对放大器的软件框图作了剖析，对使用的元器件电路性能也作了简要介绍。关键词：单片机；电动执行器；位置反馈；a／d转换1　fcf－1伺服放大器基本功能　　1）给定输入：输入来自计算机、调节器或手操器的给定信号（一般为4～20ma的直流电流）。2）阀位输入：来自执行器阀门开度的位置反馈信号（一般为4～20ma）。3）阀位增加输出：使正转固态继电器打开，伺服电机正转。4）阀位减小输出：使反转固态继电器打开，伺服电机反转。5）输入断

2、路保护：当给定输入电流in或位置反馈电流a或断线时，面板上黄灯点亮报警，同时，系统切断总电源并送出抱闸信号和报警接点信号。6）输出短路保护：当固态继电器输出发生故障短路时，红灯点亮报警，系统切断总电源并且送出抱闸信号。7）输出开路保护：当固态继电器输出发生故障开路时，绿灯闪烁报警。8）死区调整功能：如执行器在平衡点振荡，可将死区调大（比如将拨码开关‘1’拨到‘on’的位置时，‘2’、‘3’、‘4’为不变，则死区为满量程的1．5％）。2　基本构成及电路原理2．1　信号采集及运算电路的构成及原理　　此部分电路包括单片机at89c2051，多路模拟开关cd4051，a／d转换器adc0804等

3、（图1）。600)this.；15条可编程的i／o口线，2个16位的定时器／计数器。.本放大器中共有两片，一片用于数据采集、运算和控制，另一片用于系统保护和报警。2．1．2　cd4051　　单端8通道模拟多路开关。在本例中，仅x0、x1、x2三路切换，其余5路x3～x7不参加切换。二进制控制输入端也仅选a、b两位，c接地，因此4051可译出（00～11）4种状态，由2051控制口的3．5、3．7控制。　　允许输入端inh端常接地，保持4051常通。2．1．3　adc0804　　adc0804片内有三态数据输出锁存器，与微处理器兼容，单通道输入，转换时间为100μs。典型接线如图1所示，被

4、转换的电压信号从vin（＋）和vin（－）输入，允许此信号是差动的或不共地的电压信号。模拟地和数字地分别设置引入端，使数字电路的地电流不影响模拟信号回路，以防止寄生耦合造成的干扰。参考电压可以由外部电路供给，从vref／2端直接输入。　　adc0804片内有时钟电路。只要在外部“clk－r”和“clk－in”两端外接一电阻电容即可产生a／d转换所要求的时钟是片选端是控制芯片启动的输入端是转换结束信号输出端为转换结果读出控制端，当它与同时为低电平时，输出数据锁存器db0～db7各端上出现8位并行二进制数码，以表示a／d转换的结果。2．1．4　作用原理　　来自计算机、调节器或手操器的给定信号

5、‘in’从模拟开关4051的x1端输入，来自电动执行器的位置反馈信号‘a），说明信号可能是断开的，这时，p3．1＝0，给出开路报警信号。如x＞48，说明信号正常，采集通道2的y值，它即为位置反馈的值，同样程序判断其小于或大于48来转到报警或下一步；以｜x－y｜判断给定与位反的差值，如小于设定的死区范围，伺放将给出停机信号，只有｜x－y｜＞a，才判断是x大还是y大来决定正转还是反转。3．2　保护程序框图　　保护程序加在2051－2上，初始化程序与上述相同。p3．0是正转固态继电器有信号输出的标志，‘0’有效。p3．1来自2051－1的p3．2，是正转信号，‘1’有效。程序中取p3．0与p3

6、．1的值进行判断，假如它们都为‘1’，说明有正转给定而无正转输出，显然是输出开路，p1．6＝1，即给出开路报警信号。假如p3．0与p3．1都为‘0’，说明无正转给定而有正转输出，显然是输出短路，p1．7＝1输出报警，同时，p3．7＝0，启动保护继电器动作。p3．0与p3．1的值如果相异时，放大器运行正常。　　p3．2是反转固态继电器有信号输出的标志，‘0’有效。p3．3来自2051－1的p3．3，是反转信号，‘1’有效。程序中取p3．3与p3．2的值进行判断，判断的方法与动作的结果与取p3．0与p3．1的值的情况相同。