检测与仪表智能阀门定位器的研究与开发-中国变压吸附设备商务网.PDF

化工 自动化及仪表 , 20 10 , 37 ( 4) : 64 ～66　 　　 　　　　　　　　　　　　　 检测与仪表 　　 Con trol and In strum ent s in Ch em ica l I　ndu　str　y 　 智 能 阀 门 定 位 器 的 研 究 与 开 发 李 　颀 ,栾翔鹤 (陕西科技大学 电气与信息工程学院 ,西安 7 1002 1) 　　摘要 : 　调节阀是一种重要的执行器 ,阀门定位器是主要附件之一 。传统定位器行程和零点调整时需反复调 整 , 调校麻烦 、功能单一 、可扩充性差 。而智能 阀门定位器以微控制器为核 心 ,运 用基于灰色预测的 P DI 模2 糊控 制算法产生相应控制信号 ,使阀芯准确定位 。经仿真表明 ,智 能阀门具有很高的控制精度和抗干扰能力 。 　　关键词 : 　定位器 ;单片机 ;模糊控制 ; P DI ;灰色预测 　　中图分类号 : P214　文献标识码 : A 　文章编 号 : 1000 23932 ( 2 010) 04 20064 203 1　引　言 AVR 系列的 A m ega16 单片机 。这种芯片工作电压 　　阀门是管道系统中应用最广泛的执行机构 。可 为 4. 5～5. 5 V ,其有 40 个管脚 , 串行通信可选择异 以用来截断或调节管道 系统 中的介质流量 ,在工业 步或同步通信 ,芯片内部有八路 10 位 A /D 转换器 , 生产和人民群众生活中发挥着重要的作用 。国外已 综合功能和成本都比较合适 。 从生产机械式 , 电子式过渡到智能型和总线 型的 电 2. 2 　硬件 电路设计 气阀门定位器 ,其技术特 点包括 : 具有人机交互功 　　硬件 电路设计的系统总体框图如图 1所示 。 能 ,采用工作参数组态通用性强 ,安装 自动调校 ,故 障诊断与处理 ,采用数字信号传输 以及高的技术性 能指标 。我国目前生产的阀门定位器大都是基于喷 嘴挡板工作原理的机械式定位器 , 品种多通用性差 , 零件多结构 复杂 ,安装调校费力 , 故障率 高维护 困 难 ,功能简单 ,性能指标差 。所以对智能阀门定位器 的研究与开发迫在眉睫 。 　　以单片机为核心的智能阀门定位器的原理与一 般定位器是不同的 。它采用的是以单片机为核心的 图 1　系统整体框图 控制电路 ,它接受来 自调节器 的设定 阀门开度的 电 　　由执行机构反馈回来的实际阀门开度经过前端 流信号 ,用这个信号与从阀位传感器反馈回来的实 处理电路输入到单片机 ,单片机将此信号和设定 的 际开度信号进行比较 , 如果微 处理器得到一个偏差 阀门开度相比较 ,得到阀门开度偏差与偏差变化率 , 信号 ,就输出一个相应的信 号去控制执 行机 构 。如 经过我们的算法处理 ,单 片机将根据算法得 出的不 果反馈信号比设定信号大 ,则控制气缸排气 ; 如果反 同结果发出一定宽度的脉冲信号去控制执行机 构 。 馈信号比设定信号小 ,则控制气缸进气 ; 如果两个信 与此同时 ,液晶显示模块将实际 阀门开度和设定 阀 号相等 ,则执 行机 构不动 , 从而达 到阀芯 的准确 定 门开度显示出来 ,单片机