基于MSP430的超低功耗智能阀门定位器的开发

发布时间：2020-05-26 05:04

【摘要】：阀门定位器是一种与气动执行机构配套使用的辅助仪表,基本功能是接收调节器的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动执行机构,因此定位器和执行器组成了一个闭环回路。电—气阀门定位器随着工况中的电气化应运而生,它允许使用诸如4~20mA的电流作为输入的设定信号,而不用20~100KPa的气动信号。数字阀门定位器的发展和现场总线技术的成熟,给工业自动化生产带来了深刻的变革,代表了气动执行器技术的发展方向。 本课题的工作是以实现超低功耗、HART总线通讯和阀门行程控制为重点,对基于MSP430单片机的超低功耗智能阀门定位器进行开发,主要完成以下几个方面的研究: (1)超低功耗电路设计 包括电源电路的设计、取样电路的设计、超低功耗MSP430单片机系统的设计、I/P控制电路的设计。 (2) I/P转换单元的设计 (3) HART通讯电路的设计 包括接收和发送回路,以及半双工通讯下两个回路的切换设计。 (4)基于模块化思想的系统软件包 包括主控程序、人机接口程序、报警程序、掉电保护程序等。 由于现场总线技术的不断发展,使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进。阀门定位器作为相关工业行业的终端控制设备,使其数字化智能化已是必然的发展方向。本文所研究的基于MSP430的超低功耗智能阀门定位器立足于国内行业发展现状,符合行业的发展方向。
【图文】：

作用力不相等，力平衡系统的平衡状态被打破，由于喷嘴和挡板作用，使定位气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆位到新位置，达到新的力平衡状态[10]。在使用中改变定位器的反馈杆的结构（凸轮曲线），可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能提升[10]。2.1.2 智能电气阀门定位器工作原理虽然智能电气阀门定位器与传统定位器在控制规律上基本相同，都是将输信号与位置反馈信号进行比较后对输出压力信号进行调节，但在执行元件上智定位器和传统定位器完全不同[8]。智能电气阀门定位器以微处理器为核心，主利用新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴挡板调压系统来实现对输出压力调节[8]。国外如西门子、ABB等公司的相关产品在这一领域具有一定的代表性下面以就以西门子SIPART PS2 系列智能阀门定位器为例，对智能电气阀门定器的工作原理进行简要说明，其基本结构如图 2-2 所示。

(5) 可具备数字通讯功能，实现主从交互功能对于无通讯功能的一般智能阀门定位器，只是作为一个控制终端执行的命令，而具备数字通讯功能的数字智能阀门定位器，不但可以执行令，还可向主设备发送当前状态信息，实现主从交互功能。这样操作在远离现场设备的情况下通过远程通讯实现非接触式操作，避开了现环境，，提高了人生安全保障。(6) 方便阀门诊断通过DCS、PC上位机或手操器，用户能够在线对阀门做出健康状况拆卸阀门就检测到阀门的实际情况，使预见性维护成为可能[12]。 本课题系统总体设计本课题拟要开发具有 HART 通讯功能的两线制智能型电气阀门定位系统的总体结构设计框图。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH138.52

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 冯旭哲,张s

本文编号：2681319