适应远程控制的电动执行机构智能控制器设计与实现

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1、万方数据THEDESIGNOFELECTRICACTUATORn呵TELLIGENTCONTROLLERWITHREMOTECONTROLFUNCTIONAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYXieRongPingSupervisedbyProfessorZhouXingpengandChengXuegangSchoolofAutomationSoutheastUniversityMarch2014一万方数据东南大学学位论

2、文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：靴缉日期：弛幺6东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除

3、在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：万方数据摘要在现代工业生产中，电动执行机构是管道系统中实现对阀门电控的关键部件，其性能在很大程度上决定了整个工业生产控制系统的安全性与可靠性。电动执行机构是一种响应工业生产控制系统控制指令，以电动机为动力源，将控制指令转化为阀门的直线位移或者角位移的设备。近年来，随着工农业生产快速发展，社会对智能化的电动执行机构的需求量愈来愈大。本学位论文紧密围绕电动执行机构

4、智能控制器实际使用功能需求，在智能控制器的功能性、稳定性以及低成本性等方面进行详细研究，设计研制出一款具有较好市场应用前景的新型电动执行机构智能控制器。本学位论文的主要工作包括：对电动执行机构产品发展现状和市场需求进行调研，确定所研发的电动执行机构智能控制器所具有的智能控制、变频驱动、支持多种现场通信方式等功能，研究远程通信技术、增加远程通信模块，使得该智能控制器能够支持远程控制，适应高端应用需求：在此基础上优化和完成了总体设计方案，深入研究了HART、CAN、RS一485／232、4-20mA等常用现场总线、信号输出与远程通信接口，完成了相应的电路

5、模块的设计；设计的电机驱动模块硬件电路，可支持交流变频控制方式以及接触器控制方式；实现电机变频控制算法，结合VVVF控制方式对电机实现变频控制；完成系统软件编写及样机软硬件及整机调试，使得电动执行机构智能控制器实现可靠、稳定运行。本学位论文共分为六章，第一章介绍电动执行机构的国内外研究现状、本课题主要研究内容以及学位论文的主要工作；第二章对智能控制器的总体实现方案进行讨论，完成课题总体设计方案，对关键模块技术进行调研：第三章介绍了本课题所涉及各个模块的硬件设计，包括了控制模块、电机驱动模块、远程通信模块、阀位检测模块、人机接口模块以及电源模块；第四章

6、介绍辅助控制器程序设计，包括了远程通信、液晶显示、辅助控制器与中心控制器之间通信等部分的软件设计；第五章介绍中心控制器程序设计，包括了变频驱动算法实现、Hart总线通信等部分的编程实现：第六章介绍系统调试，对研发中所遇到问题进行讨论。关键词：电动执行机构，HART，GPRS万方数据AbstractInmodemindustrialprocesses，electricactuatorisall_importantpartofpipelinecontrolsystem，anditsperformanceisabletodeterminethesafety

7、andreliabilityoftheentireindustrialproductioncontrolsystemlargely．ElectricactuatorisadevicethatcanbepoweredbyelectricitytocontrolthemotionofvalvefollowingthecontrolcommandofIndustrialcontrolsystem．Inrecentyears，withtherapiddevelopmentofindustrialandagriculturalproduction，thedem

8、andofsocialforintelligentelectricactuatorsisgrowing．Ac