新型全电子式智能阀门定位器的设计与实现

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1、文章编号：1001—9944(2010)09．0017—04新型全电子式智能阀门定位器的设计与实现蔡明(北京京仪集团有限责任公司，北京100022)摘要：针对目前高性能智能阀门定位器严重依赖进口的局面．采用压电比例阀作为电气转换和功放器件，研制了一种新型电子式智能阀门定位器。设计中采用了硬件超低功耗、自适应PID控制算法等关键核心技术，与同类产品相比，具有功耗低、控制性能好、成本低廉等优点其新颖的驱动模式．属于国内首创关键词：智能阀门定位器；HSP430：压电阀；超低功耗；PID控制算法中图分类号：TH138．52文献标志码：ADesigna

2、ndRealizationoftheNewestTypeElectronicSmartValvePositionersCAIMing(BeijingJingyiGroupCo．，Ltd．，Beijing100022，China)Abstract：FacingthefactthatthemostadvancedsmartvalvepositionersbeingusedinChinamanetareinputfromtheothercountries，wedesignedoneofthenewesttypeelectronicsmartvalv

3、epositioners，usingproportionalpiezovalveasatransformdevicefromelectriccurrentpowertoairpressureandanpneumaticamplifier，alsousedsomeofthekeyandkerneltechnologies，forexamples，superlow-powerconsumptioninhardwaredesigningandself-reactingPIDcontrolarithmetic．Therearemanyadvantag

4、escomparingthesameothersinthefollowingfields，thatisthesuperlow—powerconsumption，highlevelofthePIDcontrolarithmetic，lowercostoftheproductsandSOon．TheoutputmodeandtechniquebeingusedintheproductisinitiatedinChina．Keywords：smartvalvep0sitioner；MSP430microchipcompute；pr0p0rtiona

5、lpiezovalve；superlower-powerconsump—tion；PIDcontrolarithmetic随着电子信息技术的快速发展，在发电、化工、流行。炼油等对安全防爆有较高要求的工控领域中．本质目前。阀门定位器已经成为流量控制系统中的安全防爆的智能型阀门定位器．获得了越来越广泛核心部件之一。因此，加强高性能智能型阀门定位器的应用。的研制步伐．对于推动具有自主知识产权国产工控按照工作原理及实现方式的不同．智能型阀门系统的发展，具有十分重要的战略意义。定位器产品大体可分三类：以日本YAMATAKE为代表的喷嘴挡板机——电式智能

6、阀门定位器：以1系统总体设计SIEMENS为代表的压电开关式智能阀门定位器：以京仪集团研制的全电子式智能阀门定位器．采韩国YTC公司产品为代表的压电比例式智能阀门用压电阀作为I／P转换和气动放大的核心部件．硬定位器。上述产品在技术与工程应用中，各俱特色．件电路设计突出超低功耗理念．整体布局采取优化尤其以压电陶瓷开关式智能阀定位器的产品最为设计．从而使整个硬件电路的电流总消耗降低至收稿日期：2010—03—19：修订日期：2010—05—17作者简介：蔡明(1969一)，男，硕士，工程师，主要从事过程控制器、智能仪器仪表等方面的研发工作。自动亿

7、s仪表2olo(9)囫3．5mA以下。在4mA低电流供电且出现10％波动的另外，为了增大数据存储量，增加了片外情况下，硬件电路仍能正常工作，大大提高了定位E2ROM．利用模拟I2C通信技术与单片机实现双向器工作的可靠性。新型全电子式智能阀门定位器硬数据交互。件系统结构如图1所示。2硬件系统设计智能阀门定位器的硬件系统，主要由电源系统、前向输入通道、输出驱动单元、集成式转换器、附属电路五大部分组成．如图2所示。微处理器I--'i动睾单元气动调节压电阀及气动放大图1智能阀门定位器系统结构图位置反馈信号厂Fig．1Systemstructureof

8、smartvalvepositionerl皇堕II笪苎l定位器本身由电路主板、压电阀组件和反馈机图2智能阀门定位器硬件系统构三大部分组成。其中，电路板是系统结构设计