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1、2007年第1期阀门—25—文章编号:100225855(2007)0120025204多转式智能阀门电动执行机构控制系统设计武自才,郭万军(吴忠仪表股份有限公司,宁夏吴忠751100)摘要阐述了一种多转式阀门电动执行机构智能控制系统的工作原理、硬件构成和软件设计。该控制系统采用16位微处理器作为中央控制单元,完成了一个集远程自动、手动控制、现场手动调节、信号检测、故障指示及人机交互接口等功能于一体的智能阀门控制系统。关键词多转式;智能化;阀门;电动执行机构;模块化中图分类号:TM92115文献标识码:ADesignofcontrolsystemofmulti2turnint
2、elligentelectricvalveactuatorsWUZi2cai,GUOWua2jun(WuzhongInstrumentCo.,Ltd,Wuzhong751100,China)Abstract:Thearticlegivesadetaildescriptionofworkingprinciple,constructionofhardwareandsoftwaredesignforIntelligentControlSystemofmulti2turnelectricvalveactuators.Thecontrolsys2temisanintelligentco
3、ntrolsystemforvalve,whichhasremarkablefunctionsofaremoteautomaticcontrol,aremotemanualcontrol,alocalmanualcontrol,signalinspection,failureindication,andman2machineconversationinterfacebyusing162bitMCUmadebyFreescaleascentralprocessingunit.Keywords:multi2turn;intelligent;valve;electricactuat
4、ors;modularization1概述行简单、快速的设置。水、汽或油等流体与工业发展有着密切联系,2系统工作原理和功能而流体在工业上的应用离不开管网系统,有管网必211多转式执行机构然有阀门。随着DCS控制系统的发展,要实现管电机的旋转通过联轴机构直接带动蜗杆转动,网系统的工业自动化管理,更是离不开电动阀门这蜗杆带动蜗轮转动,再通过离合器带动输出轴转个管网系统中的执行机构。对阀门的控制也从简单动。当切换手柄拨在手动位置时,离合器上移,脱的开关控制演变为开度控制以及流量等各种关系控开蜗轮,与手轮连接,转动手轮驱动输出轴转动,制。阀门也不仅仅是单纯的被控对象,而演变为整电动操
5、作总是优先,除非操作手柄被锁定在手动个工艺系统的重要信息源,为工艺系统提供阀门工档。在输出轴转动的同时带动一对锥齿轮转动,并艺参数和故障诊断信息。此外,为提高阀门的可操通过阀位传感器检测阀位变化(图1)。作性,还必须提供人机交互接口。这对阀门电动执212控制系统工作原理行机构控制系统的智能性提出了更高的要求。阀门的控制量为阀门开度,在现场应用中,执多转式电动执行机构选配直线输出装置或角位行机构是将设定值Sp(t)与阀位反馈值Pv(t)移减速箱即可组成直行程或角行程执行机构。多回进行比较构成控制偏差转结构使执行机构行程理论上可无限大,在其他条e(t)=SP(t)-PV(t)件许
6、可下,可设定配接任意大小阀门,无需机械限控制系统根据该偏差大小,通过特定的执行控制位及力矩开关,没有机械磨损,运用红外线遥控的算法,驱动电机正转、反转或停止,经传动机构最终非接触式调试技术无需打开电子控制器罩盖即可进控制阀门全开、全关或运行到所设定阀门开度。作者简介:武自才(1972-),宁夏吴忠市人,工程师,从事阀门电动执行机构与定位器的智能控制设计及现场总线技术研究工作。—26—阀门2007年第1期位变送和保护(转矩保护、阀位限位保护、自动相序调整、瞬时反转保护、电源缺相保护、阀门卡住保护、电机过热保护、信号断路保护)等功能。3系统硬件组成控制系统依据智能化程度高、可靠性
7、好、抗干扰能力强等原则,控制核心选用Freescale公司的S12系列16位微处理器MC9S12DG128,比例调节模块选用S12系列的MC9S12D32。311控制电路控制电路分为现场手动控制电路、远程自动控制电路、远程手动控制电路和辅助控制电路。自动11电机21联轴机构31蜗轮41蜗杆51离合器61手轮控制电路和手动控制电路是两个相互独立的、并列71阀位传感器81反馈轴9、111锥齿轮101输出轴的控制电路。当控制选择现场控制时,仪表将直接图1执行机构工作原理接收现场控制模块发出的阀门控制信号驱动电
