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气动阀门执行器的控制方式与工作原理

发布时间2012-12-10         已有0人浏览
由于现在的控制方式和手段越来越多,在实际工业生常和工业控制中,用来控制气动执行机构的方法也很多,常用的有以下几种。

    (一)基于单片机开发的智能显示仪控制

    智能显示仪是用来监测阀门工作状态,并控制阀门执行期工作的仪器,它通过两路位置传感器监视阀门的工作状态,判断阀门是处于开阀还是关阀状态,通过编程记录阀门开关的数字,并且有两路与阀门开度对应的4~20mA输出及两足常开常闭输出触点。通过这些输出信号,控制阀门的开关动作。根据系统的要求,可将智能阀门显示仪从硬件上分为3部分来设计:模拟部分、数字部分、按键/显示部分。

    1、模拟电路部分主要包括电源、模拟量输入电路、模拟量输出电路三部分。

    电源部分供给整个电路能量,包括模拟电路、数字电路和显示的能源供应。为了实现阀门开读的远程控制,需要将阀门的开度信息传送给其他的控制仪表,同时控制仪表能从远方制定阀门为某一开度,系统需要1路4~20mA的模拟量输入信号和1~2路4~20mA的模拟量输出信号。模拟量输入信号通过A/D转换变成与阀门开度相对应的数字信号后送给数字部分的单片机,在单片机中对它进行滤波处理后就可以输出了。阀门的开度信息通过D/A转换后变成模拟信号输出,用来接显示仪显示阀门开度或连接其他的控制设备。在本设计系统中,所有的数字量数据均采用串行的输入输出方式,为了节省芯片资源和空间,输入的4~20mA的模拟量在转化为数字量时,采用已有的4路DA芯片与单片机的系统资源相结合作8位的AD使用。

    2、数字电路部分主要包括:单片机、掉电保护、两路监测脉冲输入信号、两路常开常闭转换触点输出。

    在设计方案中选用目前普遍使用的51系列单片机AT89C4051。AT89C4051是一款低电压、高性能的CMOS8位微控制器,它具有4K字节的可擦除、可重复编程的只读闪存。通过在单芯片内复合一个多功能的8位CPU闪存,在性能、指令设定和引脚上与80C51和80C52完全兼容。

    考虑到在系统掉电或重新启动时,需要保持先前在仪表中设置的一些阀门参数,而单片机中的数据存储器不具备掉电存储功能,所以在片外扩展了一个具有掉电保存功能的芯片X5045。X5045是一种集看门狗、电源监控和串行EEPROM3种功能于一身的可编程电路,这种组合设计可以减少电路对电路板空间的需求,X5045中的看门狗为系统提供了保护,当系统发送故障而超过设定时间时,电路中的看门狗将通过RESET信号向CPU作反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具有的电压监控功能还可以保护系统免受低电压的影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止。X5045的存储器与CPU可通过串行通信方式接口。共4069位,可以按512×8个字节来放置数据。

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