總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)設計

賈華++劉艷玲++姜軍

摘 要伴隨著智能自動化技術(shù)的全面推廣，工業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行機構(gòu)也呈現(xiàn)出了多元化發(fā)展，執(zhí)行機構(gòu)作為自動化系統(tǒng)終端元素，是承載整個運行過程安全性的重要機構(gòu)，因此，需要相關(guān)技術(shù)人員對其安全性和運行實效性予以更多的關(guān)注。本文對總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)整體設計進行了簡要分析，并集中闡釋了軟件設計和硬件設計的具體流程。

【關(guān)鍵詞】總線型 智能電動執(zhí)行機構(gòu) 硬件 軟件

總線型智能電動執(zhí)行系統(tǒng)，能將控制單元、報警單元以及趨勢分析單元結(jié)合在一起，從而保證執(zhí)行機構(gòu)效果的最優(yōu)化，能在簡化上層系統(tǒng)的基礎上，進一步實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)和控制設備的數(shù)字化管理，并且建立雙向串行通訊的網(wǎng)絡機制，真正推動自動化技術(shù)的全面轉(zhuǎn)變。

1 總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)設計

在總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)管理和設計的過程中，主要是由數(shù)字控制部門和執(zhí)行部分協(xié)同作業(yè)，能在優(yōu)化基本組成結(jié)構(gòu)的基礎上，確保集成電路的完整性，本文以 單片機作為研究的核心模塊，能對整定參數(shù)進行預設，并且保證模擬量和數(shù)字量能實時輸入信號設定閥門位置，將控制體系和機械執(zhí)行功能融合在一起，執(zhí)行單元分為伺服模塊、減速器驅(qū)動模塊以及位置傳感器模塊等。

在實際設計工作開展后，為了進一步提高一體式驅(qū)動電機運行的可靠性、平穩(wěn)性及定位基準性，要從根本上保證電機的啟動特性及轉(zhuǎn)動慣量等）問題，利用稀土永磁低速同步電機，確保浮動式減速傳動結(jié)構(gòu)能發(fā)揮其實際價值，控制器在輸出 命令后，伺服電機能實現(xiàn)正向轉(zhuǎn)動、逆向轉(zhuǎn)動等，從而控制整個系統(tǒng)的執(zhí)行單元，保證給定值數(shù)據(jù)相等，在實際應用體系建立后，借助邏輯互鎖電路，對電機線圈的通電情況進行判定和管理。需要注意的是，邏輯互鎖電路的真值存在一定的關(guān)系：

（1）P3.0和P3.5均為0時，KSSR1不導通、KSSR2不導通，且電機處于停止狀態(tài)。

（2）P3.0和P3.5均為1時，KSSR1不導通、KSSR2不導通，且電機處于停止狀態(tài)。

（3）P3.0為0，而P3.5為1時，KSSR1不導通、KSSR2導通，且電機處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（4）P3.0為1，而P3.5為0時，KSSR1導通、KSSR2不導通，且電機處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。除此之外，數(shù)字通信方式會保證執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)附加信息的整合，完善自動化管理水平。

2 總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)軟硬件設計

2.1 總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)硬件設計

智能化執(zhí)行機構(gòu)對整體環(huán)境的低功耗有明確的指示，局部零件結(jié)構(gòu)要從總線中吸收的電流也要有所控制，一般會在4毫安以內(nèi)。若是供電電壓達到了24伏特，則功率要在100毫瓦以下?；诖耍偩€型智能電動執(zhí)行機構(gòu)的設計流程也要順應低功耗的項目設計要點，確保電路設計過程能應用高集成度以及低功耗的器件結(jié)構(gòu)。

在執(zhí)行機構(gòu)功能分析方面，要確保采集閥門能對狀態(tài)信息進行實時調(diào)取和收錄，從而保證分析、判斷以及控制電機的常規(guī)化運行狀態(tài)。借助自診斷功能，能對控制信號輸入斷線、反饋信號輸出斷線以及電機堵轉(zhuǎn)等進行綜合性處理。并且，能對LCD實時顯示電動閥門開度效果有明確的認知，借助FB3050實現(xiàn)單元之間的實時通信。另外，在微控制器選擇方面，也要遵循整體硬件設計要求，確保處理效果和控制措施更加貼合至智能電動執(zhí)行結(jié)構(gòu)的具體要求。本文選擇了具有32k字節(jié)的程序存儲結(jié)構(gòu)，無需進行外部擴張，就能實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的簡化。其中，P0是工況的指示單元，也能實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換器接口的功效。P1能實現(xiàn)電機控制，并且保證采樣接口處理效果。P2能應用在EEPROM接口處理方面。例如，HART現(xiàn)場總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)的硬件設計，就是較為典型的設計項目。

2.2 總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)軟件設計

整個系統(tǒng)的軟件設計要結(jié)合A/D采樣要求，對數(shù)據(jù)處理、線性化處理以滿度校驗等進行統(tǒng)籌整合，并且能實現(xiàn)自診斷、組態(tài)診斷以及FF現(xiàn)場總線通信軟件編程等功能。也就是說，在總線型智能電動機執(zhí)行機構(gòu)的軟件系統(tǒng)中，控制單元、通信單元以及管理單元是基本組成結(jié)構(gòu)。

（1）控制單元要對過程變量有明確的采樣管理、數(shù)據(jù)處理和算法控制處理，確保計算和輸出效果的最優(yōu)化。結(jié)合軟件功能需求，利用數(shù)據(jù)類型對其進行標注和區(qū)分，整數(shù)-8、16、24或者是32位，無符號標注；浮點數(shù)要根據(jù)IEEE754單精度浮點進行判定；ASC字符串主要是利用四個字符壓縮為三個字符的方式完成信息傳遞。

（2）通信單元能實現(xiàn)FF現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層和應用層的功效，并且保證數(shù)據(jù)傳遞的完整性。有效控制LAS，利用受調(diào)度通信和非調(diào)度通信完成通信活動，一定要保證一個總線段上某個時刻只能有一個鏈路主設備成為鏈路活動調(diào)度器。

（3）管理系統(tǒng)要對LED顯示方式、工作方式、報警燈顯示方式等予以自診斷。對軟件的可靠性進行集中設計，消除出錯問題。

3 結(jié)束語

總而言之，在總線型智能電動執(zhí)行機構(gòu)設計過程中，要結(jié)合實際需求進行參數(shù)的確定和分析，確保相關(guān)元件能發(fā)揮其最大功效，提高整體設計流程的完整性和實效性，真正為智能電動系統(tǒng)優(yōu)化奠定堅實基礎。

參考文獻

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作者單位

吳忠儀表有限責任公司 寧夏回族自治區(qū)吳忠市 751100endprint