基于单片机的高压调节阀智能控制器设计

发布时间：2021-01-17 08:46

　　针对适合高压的电控调节阀非常少且价格昂贵,以及不能实时自动调节等问题,设计了一种高压调节阀智能控制器,并从硬件设计及软件编程方面进行了详细介绍。控制器以单片机为主控制芯片,将电机、调节阀和编码器三者连接起来,开度大小通过编码器进行信号反馈。单片机将目标开度和当前开度进行比对以控制阀的调节方向和开度大小,并利用PID算法保证控制的精准度和响应度,下位机通过RS 232总线连接至上位机,上位机用来设置系统的参数。经测试表明,该系统实现了智能阀门定位器的开度控制和故障诊断等功能。 

【文章来源】：现代电子技术. 2020,43(11)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

高压电动调节阀结构示意图

控制系统核心是微控制器，控制器在宏晶科技公司系列单片机中进行筛选，最终确定系统上位机和下位机采用型号为STC12C5A60S2单片机，上位机和下位机使用串口通信。此芯片是一款高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成了MAX810专用复位电路、2路PWM、8路高速10位A/D转换，性能可靠易上手，完全符合本系统的设计要求。MCU的主要任务包括：

系统采用74HC系列数字逻辑器件构建硬件解码电路，如图3所示。74HC14片内共有6路施密特触发反相器，74HC86为2输入端四异或门。不同型号的编码器其旋转一圈发出的脉冲个数n也有所不同，但其信号时序都相同。旋转增量式编码器出来的信号一般为A相、B相两路方波信号和Z信号，采用TTL电平。A相脉冲在前，B相脉冲在后，两路脉冲相差90°，每转一圈发出一个Z脉冲，可作为参考机械零位。这里，顺时针旋转为正转，A相超前B相为90°；逆时针旋转为反转，B相超前A相为90°。经过该电路进行解码后，可直接细分输出2倍脉冲信号OUT和辨向信号DIR，并可以直接与单片机相连接。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SPI驱动的智能调节阀控制系统研究[J]. 潘宇轩,董全林,张玉莲,张春熹.  现代电子技术. 2018(10)
[2]模糊PID在智能调节阀控制系统中的应用[J]. 刘会森,张玉莲,董全林.  机床与液压. 2018(01)
[3]基于单片机技术的瓦斯抽采浓度自动调节阀研究[J]. 王振锋,周英,孙玉宁,王永龙.  煤炭工程. 2015(03)
[4]单片机在阀门控制系统中的应用[J]. 邓秉林.  真空. 2009(05)
[5]ZPZD3100型智能阀门定位器的原理与设计[J]. 蔡明.  自动化仪表. 2008(11)
[6]一种基于计算机控制的电动阀门开度显示方法[J]. 张红瑞.  阀门. 2008(01)
[7]一种新型智能调节阀的设计[J]. 闫孝姮,李文江.  电子设计应用. 2007(03)
[8]电动调节阀开度控制的研究与实现[J]. 杨超,刘利.  机电工程. 2007(02)
[9]PID调节器及其智能化控制技术的探讨[J]. 叶定春.  煤气与热力. 2004(05)
[10]阀门开度的数字化精确测量和控制[J]. 刘熠,赵春宇,陈大跃.  自动化技术与应用. 2004(03)



本文编号：2982556