時(shí)間: 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
在整個(gè)控制系統(tǒng)中,閥門執(zhí)行結(jié)構(gòu)占據(jù)著重要的地位,也是控制系統(tǒng)的重要組成,可以根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行能源供應(yīng)情況,將閥門分為氣動(dòng)式和液動(dòng)式,電動(dòng)式三種,其中最受認(rèn)可的就是電動(dòng)式,它具有高精度,控制靈活的特點(diǎn)主要在市場中占有了重要的地位。為此本文就介紹在智能技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代,閥門控制器怎么樣區(qū)域智能化,電動(dòng)控制系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)智能化發(fā)展。
關(guān)鍵詞:電動(dòng)控制閥,機(jī)構(gòu)控制器,電動(dòng)控制系統(tǒng)
1 電動(dòng)控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器的整體設(shè)計(jì)
一直以來,國內(nèi)生產(chǎn)的閥門在使用性能上,與國外產(chǎn)品還存在著一定的差距,國內(nèi)產(chǎn)品在市場競爭上處于弱勢。在近年來國產(chǎn)觀念的推動(dòng)下,我國的閥門行業(yè)迅速發(fā)展,其整體的性能逐漸提升,與國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的差距不斷縮小。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是控制電動(dòng)控制閥的關(guān)鍵性裝置。
根據(jù)不同用戶的需要,執(zhí)行控制器按照其性質(zhì)劃分為不同的模式,如實(shí)地控制閥門運(yùn)行的就地模式,以按鈕控制閥門,有“維持式”按鈕操作和“脈沖式”兩種控制方式;還有遠(yuǎn)程操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)程模式,有簡單控制閥門啟閉的“開關(guān)量式”,能在通信的情況下實(shí)現(xiàn)控制,還有能精準(zhǔn)控制閥門啟閉程度的“模擬量式”,這兩種模式在市場上的應(yīng)用較為廣泛。
依據(jù)目前市場對(duì)閥門性能的要求,優(yōu)化其執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就要從兩個(gè)方面出發(fā),首先是硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化,其基本架構(gòu)及模塊設(shè)定如圖1所示。
由設(shè)計(jì)圖可以看出,系統(tǒng)的整個(gè)構(gòu)架中最核心的部分是控制模塊,是維持系統(tǒng)正常運(yùn)行、處理整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。該模塊是閥門控制器的核心組成,與其他部分的電路是緊密連接的,更是執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)和工作的有力保證。閥門系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮到整體的軟件功能,不斷提高控制器處理各類輸入信號(hào)的能力,同時(shí)強(qiáng)化其智能自檢的設(shè)計(jì)[1]。
閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要就是根據(jù)系統(tǒng)的傳輸信號(hào),對(duì)閥門進(jìn)行相應(yīng)的啟閉操作,以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)管道介質(zhì)流量的控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體工作原理如圖2,由原理圖可知,該機(jī)構(gòu)主要由控制器(其功能是轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳達(dá)的執(zhí)行命令,操縱電機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)的運(yùn)作)和執(zhí)行器(其功能是根據(jù)相關(guān)的控制命令,對(duì)閥門進(jìn)行具體的驅(qū)動(dòng))組成,由圖2可以看出,執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括反饋檢測部分的工作,目的是檢查系統(tǒng)運(yùn)作的精準(zhǔn)度,并對(duì)出現(xiàn)的操作問題進(jìn)行及時(shí)處理。
圖中的執(zhí)行器主要包括電機(jī)設(shè)備、系統(tǒng)傳動(dòng)設(shè)備、切換設(shè)置以及最后的反饋檢測部分;而控制器包括CPU、接口模塊、供電設(shè)備以及信號(hào)轉(zhuǎn)換處理等模塊,這兩個(gè)大的部分是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化最為重要的部分。
2 電動(dòng)控制閥控制器的設(shè)計(jì)
控制器的設(shè)計(jì)同樣從軟硬件的優(yōu)化入手,具體包括各個(gè)模塊性能的強(qiáng)化,以及軟件各部分參數(shù)的優(yōu)化。
(1)閥門系統(tǒng)的硬件要求。首先是核心控制模塊,對(duì)電路單元進(jìn)行最小化設(shè)計(jì);合理分配其外設(shè)資源。在檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上,要切實(shí)保證其穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制,所以就要給電路的設(shè)計(jì)提供優(yōu)質(zhì)的硬件配件;包括精準(zhǔn)的閥位控制和及時(shí)的反饋檢測。接口模塊的設(shè)計(jì)方面,保證通信信號(hào)的傳送,強(qiáng)化開關(guān)量在信息發(fā)送和接受方面的效果。另外,有計(jì)劃地進(jìn)行模擬量在上級(jí)控制信號(hào)方面的優(yōu)化工作,選擇具備較強(qiáng)抗干擾能力的通信電路,防止上級(jí)發(fā)送信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中受到影響。最后是人機(jī)交互的設(shè)計(jì),這個(gè)構(gòu)成部分涉及到操作和設(shè)置閥門系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù),是保障用戶便捷操作的重要部分,按照控制方式的不同氛圍就地控制和遠(yuǎn)程控制兩種方式。除此之外,閥門系統(tǒng)還應(yīng)該從LED指示燈、供電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等方面進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化[2]。
(2)控制器的軟件要求。電動(dòng)控制閥對(duì)軟件的要求也逐漸嚴(yán)格,目前較為常見的操作系統(tǒng)是嵌入式,具體的優(yōu)化要從軟件開發(fā)的環(huán)境、框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)類相關(guān)軟件以及人機(jī)交互等幾個(gè)方向出發(fā),不斷細(xì)化軟件的程序設(shè)計(jì),優(yōu)化各個(gè)模塊的運(yùn)行參數(shù),把實(shí)際的需求和市場流行的操作技術(shù)結(jié)合起來,進(jìn)行綜合的處理。
3 結(jié)束語
針對(duì)當(dāng)前閥門行業(yè)發(fā)展過程中面臨的設(shè)計(jì)優(yōu)化難題,本文首先從電動(dòng)控制的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析,分別指出執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化的方向和具體的程序配件要求,并以具體的優(yōu)化方向作為指導(dǎo),致力于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同模塊控制性能的提升。隨著工業(yè)自動(dòng)化的推進(jìn),電動(dòng)控制閥在控制系統(tǒng)方面的性能亟待得到優(yōu)化,其控制方式也逐漸得到全新的發(fā)展,接口模塊的信號(hào)傳輸也出現(xiàn)多樣化的實(shí)現(xiàn)途徑。
參考文獻(xiàn):
[1]王哲,葉慶仕,陸健等.基于STM32的電動(dòng)控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2016,29(03):95-96.
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