智能电动阀控制器的硬件设计

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1、石家庄铁道学院四方学院毕业设计智能电动阀控制器的硬件设计TheHardwareDesignofIntelligentElectricValveController2012届电气工程系专业学号学生姓名指导教师陈东阳完成日期2012年5月15日学生姓名学号班级专业自动化毕业设计题目智能电动阀控制器的硬件设计指导教师姓名陈东阳指导教师职称教授评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任)签字：年月日毕业设计成绩单毕业设计任务书题目智能电动阀控制器硬件设计学生姓名学号班级专业自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名陈东阳导师职称教授一、项目简介电动比例调节

2、阀在控制形式上，是通过阀门开启角度大小来实现控制开度和截面面积，从而控制液体或者水流的流量的设备。控制过程是在电机转动过程中，通过线性电位器的电阻值的变化，阀门的开度以电压的形式，反馈给控制单元，控制单元根据控制信号和电动调阀的反馈电压值进行比对和判断，使阀门到达目标位置即刻停止动作的原理。电动比例调节阀由电动控制系统和阀体共同构成一个总成执行单元。其中控制系统的动力电源一般常用的为：AC220V或者AC380V，本设计的电源为AC24V。控制信号最常用的就是4~20mA，同时也有0-10V等弱点信号制式。控制系统驱动电机，再由电机驱动变速齿轮和蜗杆带动阀门开关，实

3、现阀门的控制调节功能。电动比例调节阀适用于各种工业自动化过程控制计算机控制系统（DCS）与系统和测量仪表共同构成流量，温度，压力等工艺参数的调节自控设备。主要应用于：工业自动化生产过程控制领域。例如：石油化工炼油，管道原油输送；发电厂汽轮机组冷却，润滑油供给，燃烧风量调节；环保污水处理中的液体输送切断，开关，流量调节等各种工业自控过程控制。二、项目要求本项目要求设计一个电动比例调节阀的控制器，根据控制信号的大小来控制阀门的开、关、停等动作。设计要求：系统供电：交流24V阀门调节部分电机供电为交流24V，电机功率10W。阀门控制器的控制信号为电压控制，范围为0V—10

4、V。控制器能够在0V控制阀门关闭，10V控制阀门完全开启和10V控制阀门关闭，0V控制阀门完全开启两种状态之间切换。阀门的开度和控制信号的大小成比例关系，比如：控制信号0V时阀门关闭，控制信号1V时阀门开启10%，控制信号2V时阀门开启20%。阀门根据控制信号开关到位后，要反馈现在开关程度。两个按键（阀门校准键，0V10V开关控制切换键），四个指示灯(开关指示，故障，校准)。单片机电路和交流控制部分要隔离。要有电机保护，当电机卡死或者旋转到最大和最小时停止电机的转动。三、项目结构框图整体可分为四部分，单片机部分，控制与反馈部分，电机部分，电源部分。单片机部分，采集外

5、界输入电压控制信号，去控制阀门开关，并向外界输出电压信号表示阀门开关比例程度。控制与反馈部分，根据单片机信号控制电机正反转，并将表示阀门开关比例信号送回单片机处理。电机，电容分相异步交流电机。电源部分，一是整流降压稳压供单片机和其他元件使用二是直接给电机供电。四、参考资料及相关知识。电动比例调节阀的原理电容分相式单相异步电机的原理以及实现正反转的方法交直流转换、直流稳压电源设计单片机片机及其外围电路的设计，AD，PWM的使用。资料下载网站WWW.STCMCU.COM，运放知识，跟随器，放大器。五、进度计划第1周—第2周开题报告第3周—第4周资料收集，方案设计第5周—

6、第7周系统设计第8周中期检查第9周—第12周系统调试和论文撰写第13周—第十14周论文审核第15周—第16周答辩教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目智能电动阀控制器硬件设计学生姓名学号班级专业一、本课题的研究背景阀门在各个领域上都有相当广的应用。油气工业现在是且将来也会继续是最大的买主，其次是炼油厂、电力和化工业。城市污水处理厂排第五位，其后是纸浆和造纸业、和城市供水。一直以来在其它几个行业也应用甚广。它们是食品业、钢铁业以及制药业。剩下的一些行业有：金属、采矿和半导体业。在阀门的各种类型中，自动调节控制阀所占比例最大，将占市场总份额的20%以上。随着工业自

7、动化的发展，传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用，要实现管网系统的工业自动化管理，离不开自动阀门这个管网系统中的执行机构。阀门的应用相当广泛，当然由于社会的发展需要，就必需要求有自动控制阀门的机构，也就是电动执行器。由于阀门的应用非常广，手工机械调节的方式在许多场合已不再适用，本设计能够在较安全的情况下工作，而且效率提高了几倍，故设计阀门电动执行器具有实际的意义。电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置，有体积小、接线方便、精度高、操作简单、智能化的优点,是一种经济实用的产品,具有广阔的市场开发前景。其能源取用方便、安装调试简单，在电力、