智能阀门定位器集合了机械、电子、通讯以及控制理论知识和相关的软件知识,是一个跨学科的智能产品。本课题研制的主要对象是智能阀门定位器的控制系统,它通过采集从调节器来的设定阀门开度信号和反馈回来的实际阀门开度信号,在经过偏差与偏差变化率的计算后,通过模糊运算与决策输出相应的控制信号去控制压电阀的开启时间,从而控制进入调节阀气室的进气量,以此推动阀芯动作并准确定位。这样,相对传统阀门定位器,该智能阀门定位器不仅体现出精度提高,能耗降低,功能增多的特点,而且它能集合一定的人的经验知识,具有一定的思维能力,符合过程控制的发展需要。
本课题主要完成了以下内容:
1、深入了解传统阀门定位器的结构,主要工作原理;分析传统定位器存在的主要问题,跟踪国外智能阀门定位器的发展情况。
2、对智能阀门定位器的控制系统进行了总体设计,对系统中的各个芯片进行选型。
3、在系统控制策略方面,将模糊控制技术应用到系统中,使系统不仅不需要建立被控对象完整精确的数学模型,而且能够使系统根据人们的经验知识作出相应的决策。同时使得本系统具有良好的“鲁棒性”和自诊断性。
4、对从调节器送来的4~20mA电流信号进行I/V转换,同时对转换后的信号进行A/D转换;对经电位器反馈回来的阀位信号进行A/D转换。在单片机中对以上两路信号进行标度变换、BCD码的转换,以便在显示板上进行十进制的显示。
5、对系统的后向通道进行设计制作。使单片机输出的微弱控制信号能够通过固态继电器来控制压电阀开启,最终实现控制调节阀气室进气量的目的。
6、对系统的键盘、显示电路进行设计制作。
7、对系统进行数据的断电保护功能设计,使重要的参数在断电时得以保存,同时在来电时使重要参数能得以自动恢复;对系统进行看门狗功能的设计。
8、对单片机输出的TTL电平进行RS-232-C标准的转换,使单片机控制系统能够与上位机进行串口通讯。对单片机控制系统传送的数据进行ASCⅡ码转换,以便于上位机的接收与识别。
9、对复位电路、报警等电路进行设计制作。
10、对整个控制系统进行程序编写,以实现控制系统的各个功能和实现控制系统的控制策略。单片机控制系...
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