蔡立虹[1]2000年在《HART智能直行程电动执行机构的开发》文中研究说明智能执行器是过程控制系统中必不可少的组成部分，直到九十年代，国内在智能化执行器方面的研究还处于空白状态，尤其是符合现场总线协议的智能执行器。在现场总线类型中，HART协议是属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡性总线，其特点是既保持了4～20mA模拟信号的工业标准，同时又实现了以数字形式传输过程与变送器数据的功能。因此，HART产品在现阶段有较强的市场发展前景。 本课题研究的是以HART协议规范为通信标准，以Ⅲ型电动执行机构原型为模型，开发并完成符合HART协议的智能电动执行机构的硬件设计和软件开发。在硬件设计上，将仪表卡、通信卡和前面板卡简化合并为一块卡，采用单CPU来完成仪表本体的控制功能和通信功能；将电源卡和位置反馈卡简化合并为一块卡；另外，采用HART基金会推荐使用的通信芯片HT2012C来完成仪表与控制系统的通信功能。在软件设计上，完成了仪表控制程序的编制和调试，包括信号的采样滤波、参数设定、电机控制、电制动中断、定时器0中断、故障处理及安全保障等程序，并根据HART协议的规定，实现了仪表与控制系统通信功能的软件，包括串口中断、HART指令库、通讯的发送和接收、载波监听中断、定时器1中断等程序。测试结果表明：软件的功能符合HART协议数据链路层和应用层的规定并实现了与控制系统的通信，硬件的功能达到产品预期的设计目标。
申建军[2]2006年在《智能电动执行机构的研究》文中研究指明目前,工业控制系统已向分散化、网络化、智能化方向发展。FCS(现场总线控制系统FieldbusControl System)正是适应工业控制系统的这一发展潮流,吸收DCS行之有效的技术并克服了DCS缺点而发展起来的一种全新的控制系统。FCS是基于多个高速(H2)或低速(HI)总线,多个智能设备、组态软件、监控软件和网络软件组成的数字式双向通信的控制系统。其技术核心是现场总线。互换性、互操作性是它最显著的特点。FCS既继承电动仪表系统彻底分散控制的核心特点,又继承DCS(集散控制系统)的计算机集散控制、集中优化协调的核心技术,这就决定了FCS终将代替DCS,在将来的控制系统中占主导地位。智能执行机构是过程控制系统中必不可少的组成部分,直到九十年代,国内在智能化执行机构方面的研究还处于空白状态,尤其是符合现场总线协议的智能执行机构。因此,本文将总线型智能电动执行机构作为研究方向。本文的主要工作:(1)对通讯协议进行研究,对它的体系结构、监控系统及执行机构进行了分析,内容包括通讯协议的物理层、链路层、命令层以及通讯协议在执行机构中的实现。(2)对智能电动执行机构的硬件设计,主要完成了80C552单片机、GLS-160128液晶显示器和MAX1247四通道串行12位A/D转换器的选用,位置检测电路、电压、电流检侧功能的实现,D/A转换及V/A输出电路选择等。(3)对智能电动执行机构的软件设计而言,用汇编语言编写,完成了软件的设计方案,论文完成了数据采集及处理、通迅、键盘管理、液晶显示等主要软件程序的设计。(4)可靠性和抗干扰设计,为了提高系统的抗干扰能力,采取了一系列的软、硬件保护措施。(5)完成了系统硬件组装及软件编程后,本文对系统总体性能进行了实验性研究。从实验的结果数据可知,本文设计的现场总线型智能电动执行机构是可行。
李朋宪[3]2014年在《智能阀门定位器的开发》文中研究指明本文设计的智能阀门定位器主要由c8051单片机应用系统、导电塑料电位器和电磁力矩式电气转换单元（IP转换单元）构成。智能阀门定位器采用c8051为CPU，利用负反馈控制系统，即把控制阀位信号和阀杆的实际到达位置反馈信号经模数转换后送入CPU，CPU对这两个信号进行偏差计算，根据计算偏差控制输出驱动电流，并按比例转换为相应的气压输出，从而使执行机构动作，实现定位。该产品采用模块化的设计方法，具有HART协议通讯功能，采用iaⅡCT6(本安)及dⅡCT6(隔爆)双重防爆设计。该定位器控制精度高、控制速度快、控制效果稳定，用户可以自由选择流量曲线，还可以对调节阀进行分程控制。把单片机处理技术、HART协议通信技术、PID控制算法、模糊控制、低功耗技术引入定位器中，实现产品智能化.
李杏萍[4]2015年在《智能型电动执行机构的设计与开发》文中研究指明智能型电动执行机构广泛应用于现代工业控制系统中,对系统中的阀门进行控制和调节。本文对现有的国内外电动执行机构进行了深入的分析和研究,结合现代化控制理念,运用现代设计手段设计和开发新型智能型电动执行机构,缩短产品开发周期,提升产品可靠性和稳定性。针对智能型电动执行机构的两大关键部件：行程检测装置和力矩检测装置进行了全面地研究和设计,运用光电编码器与间隙齿轮传动相结合的方式开发了行程检测装置,采用陶瓷压力传感器与帕斯卡原理结合的方式实现力矩检测装置。由于电动执行机构的动力源为电动机,结合电动执行机构的使用特性,对三相异步电动机的特性做了相应的研究和设计,并自制检测设备对电动机特性进行检测。对其余结构组成部件以及产品的相关功能进行了全面的构建,并且运用SolidWorks、ANSYS等设计分析软件对产品部分结构和性能情况进行强度、合理性等分析。最后进行样机制造,并且自制测试设备对样机进行标准规定的各项型式试验,验证产品设计理念的可靠性和稳定性。经过各项型式试验的验证,所设计的产品可以满足设计和使用要求,产品结构简单、运行可靠,可以进入小批量生产阶段,并为最终的产业化和系列化打下基础。
刘立群[5]2015年在《化肥装置调节阀故障诊断与研究》文中提出调节阀在流体工业中发挥着巨大作用。在化肥装置中扮演最终执行器的角色,直接决定着生产装置的长、安、满、稳运行。首先对调节阀进行分类,并论述其工作原理和主要技术参数,接着对调节阀的故障机理进行研究,根据不同的故障,研究了调节阀相应的故障解决方案。调节阀分类方法很多,工作原理复杂,涉及的性能参数很多。其中其故障出现的部位有阀芯、阀座、填料、阀杆、执行机构、阀门定位器、电磁阀、放大器等附件,以及气源系统、电源系统和控制系统。对外表现的形式有卡涩、堵塞、泄漏、不动作、动作不到位等。出现故障的原因主要是调节阀选型不科学,造成本质上的不安全;安装时不合理,人为造成故障;维修不及时、不彻底,使故障扩大和严重;维护不到位,没有将故障消灭在萌芽状态。要解决好调节阀故障问题,必须严把选型、安装、维修与维护四道关口,四个方面缺一不可。尤其是在维护方面,不但要做好传统的故障性维护,而且要下功夫做好预防性维护,尽可能应用预测性维护。通过调节阀故障的识别、原因分析以及所采取的措施,从而把调节阀的故障率降到最低。塔里木大化肥装置调节阀的应用比较特别和有代表性,通过现场工作中的实例具体说明化肥装置调节阀的故障处理。
王海荣[6]2011年在《电动执行机构的智能控制研究》文中认为智能电动执行机构广泛应用于现代工业控制中,是自动控制系统中不可缺少的组成部分,通过执行机构对阀门进行开关控制和开度调节,提高其稳定性和精度,这对提高整个控制系统的性能和生产过程的质量均有重要作用。本文在分析传统电动执行机构的设计原理和控制方式的基础上,指出不同时期电动执行机构存在一定的不足,主要表现为可靠性低、稳定性差、定位精度低、安全性能较差、机械传动机构多等。基于现有电动执行机构原理,首先对智能电动执行机构的进行总体方案设计,并对可能产生的问题和影响执行机构稳定性和精度的各种因素给予充分考虑,给出了控制系统的硬件结构。并详细介绍了基于LPC2292单片机技术的智能电动执行机构的系统构成,重点介绍了现场总线、霍尔传感器的使用以及开关电源原理,从硬件和软件两个方面说明设计思路和具体实现方式。与此同时,还研究了电动执行机构的闭环控制问题,通过内置变频器、采用仿人智能比例控制算法和现场总线控制技术,实现了对阀门的动作速度、定位精度、柔性开关以及电机转矩等控制,仿真及实验结果也表明以上方法更能满足系统的精度和稳定性的要求,同时还具有动作快、保护较完善、便于与计算机联网等优点,证实是实用有效的、可行的。论文还总结了在整个设计和调试过程中出现的问题、解决方法和注意事项。调试运行表明智能化的执行机构不但精度高、性能稳定,而且遵循安全、可靠、先进、简便的原则。
高恒[7]2009年在《执行器电—气定位系统建模研究》文中进行了进一步梳理执行器是整个自动化系统中必备的、重要的终端执行元件,在流程工业中起着重要的作用。执行器技术的发展深刻地影响着生产的质量、效率、安全和环保。气动技术以其特有的优势,在工业生产中得到了广泛的应用。气动执行器技术的发展,除了需要材料与加工工艺、机构与结构设计、智能化与网络化等纯技术层面水平的提升外,更重要的是需要执行器气动定位系统建模这方面应用基础理论的研究。执行器气动定位系统的建模研究,是获得像FISHER、SIEMENS等公司的高性能技术指标、高可靠性、结构优化的执行器产品技术的基础和关键。数学模型是对象特性的抽象描述,是对象特性的直接反映。模型的建立,为智能阀门定位器控制算法设计、控制阀优化设计、执行器故障诊断奠定了基础。首先,在分析了一种新型力矩马达工作原理的基础上,对该新型力矩马达分别进行了磁路分析和电路分析,然后建立了该新型力矩马达的动态方程;结合空气动力学的知识和定律,建立了喷嘴固定节流孔和喷嘴口处的气体重量流量方程,然后,在做了一定的假设和近似,建立了带负载腔的喷嘴—挡板机构的动态方程;从利于分析和研究问题出发,根据研究对象的实际情况做了一定的假设,结合热力学、流体力学基本知识和定律,建立了气动继动器动态特性方程。其次,气动执行机构的运动过程分成两个部分来研究,通过对薄膜气室和执行机构的工作机理的分析,结合热力学和动力学的知识,建立了薄膜气室热力学方程和执行机构力平衡方程。最后,搭建了测量力矩马达可动铁片位移的实验平台,根据实验数据,通过最小二乘一次完成算法辨识了模型中的未知参数,进行了仿真模型和实验数据的对比;阐述所建几部分模型中未知参数的得到方法。本文在研究液压与气动方面文献资料的基础上,一方面在研究电—气阀门定位器(包括力矩马达、喷嘴—挡板阀和气动继动器)工作原理的基础上,分别建立了定位器各部分的模型;另一方面在分析了执行机构工作机理的基础上,建立了薄膜气室的热力学方程和执行机构的力平衡方程;最后搭建了测量力矩马达位移的实验平台,辨识了力矩马达模型中的未知参数。
廖宣亮[8]2012年在《智能阀门定位器的设计》文中研究指明智能阀门定位器辅助调节阀实现流量的控制,在工业控制领域发挥着重要的作用。智能阀门定位器通过自动调校、初始化等操作,进行参数的自整定,比如自动识别执行机构的作用方向、零点和行程范围,应用在不同类型的调节阀上,有利于克服调节阀阀杆所受填料摩擦力、不平衡力的影响,实现调节阀按用户设定的信号准确定位,提高定位精度、线性度。本文研究设计智能气动阀门定位器,主要任务包括三个方面：智能阀门定位器软硬件设计与优化、控制算法的研究与实验和流量特性的实现方法。具体的工作内容如下：1.深入了解阀门定位器的工作原理,详细分析研究控制系统的各组成部分,压电阀的工作原理,完成基于PWM的压电阀驱动；位置传感器采用导电塑料精密旋转电位器,对位置传感器进行检测与标定,得到AD采样值与阀杆行程之间的关系,当执行机构为直行程时,对阀位反馈进行非线性修正。2.控制主板是智能阀门定位器的核心,微处理器采用LPC2290,完成控制主板硬件电路的设计与改进,包括微处理器I/O资源分配,电源电路、I/V转换电路,AD采样电路,压电阀驱动电路、阀位反馈检测电路、串口通讯电路、按键和液晶显示电路等的设计,进行硬件电路测试,针对硬件电路存在的不足进行改进和优化,提出改进方案,使硬件电路更加稳定可靠；在硬件电路的基础上,完成软件规划和底层驱动函数的编写；在μCoSⅡ操作系统上完成任务的规划和优先级的安排,最终实现软件程序的编写。3.控制算法是控制系统软件部分的核心,完成开环特性实验-基于PWM的压电阀驱动实验,得到进气和排气状态下的最小占空比,根据调节阀的特点,进行控制算法的研究,先后完成五步开关控制算法的改进,位置式PID控制算法,开关式PID、自整定PID控制算法的研究,并进行空载下闭环控制实验。最终将自整定PID控制算法应用于智能阀门定位器中。4.阀门定位器通过控制进气或排气实现阀门定位,辅助调节阀进行流量控制,本文对智能阀门定位器的流量特性的实现方法进行分析研究。
任登安[9]2008年在《基于数字控制技术的电动执行器的研究与开发》文中认为电动执行器是过程控制的重要设备,是工业自动化系统中的执行单元。它以电动机作为动力源,将控制信号转换成相应的动作来控制阀门或挡板的位置。本文分析了国内外电动执行机构的研究现状和发展趋势,开发出了以8031单片机为核心,集智能信号采集、检测、显示和控制为一体的新型电动执行器,用于工业现场对流体的流量、速度的控制,具有安全可靠、性能优越、精度高等特点。为了使执行机构能精确、可靠的工作,减速机构一直是执行器设计的核心。本文通过比较分析,利用差动螺旋传动的相关理论,设计了一种全新的减速机构。这种减速机构具有精度高、传动平稳、方便实现微调等优点。本文不仅对其设计原理和过程做了介绍,也对设计出来的减速机构进行了多方面的校核,满足了执行器所具有的基本条件和参数要求。智能电动执行机构从结构上主要分为控制部分、执行驱动部分及信号检测部分。本文详细分析了该执行机构各功能元件的选型。系统采用的控制算法为模糊参数自整定PID,论文着重介绍了模糊参数自整定PID控制器的结构、参数整定思想、参数整定原则并建立了模糊控制决策表。系统软件采用模块化设计方案,用汇编语言编写。论文完成了监控程序、数据采集及处理、模糊参数自整定PID控制算法、速度图生成原理、键盘管理以及液晶显示等主要软件设计。从调试的结果可知,本文设计的基于数字控制的电动执行器是可行的。
蔡洪雷[10]2007年在《XX公司发展战略及其信息化的研究》文中指出企业发展战略决定了企业中长期发展目标与方向,企业的信息化策略只有与企业发展战略高度一致,才能真正成为提升企业核心竞争力的必要手段。本文首先研究了企业信息化的一般理论,并就不同类型的企业如何实现发展战略与IT战略的一致性进行了说明;然后结合本人实际实施的项目,对XX公司的内外部环境进行了详细分析,在此基础上运用SWOT分析方法得出该公司的中长期发展战略,即“系统做大,仪表做强”,并就如何在此战略指导下开展企业信息化进行综合论述,确定了建设以“PDM + ERP”为核心内容,以“整体规划,分步实施;讲求效益,分级改进”为战略思想的信息化策略;最后文章分析了该企业信息化的实施内容与成果,并对下一步的工作提出了展望。
参考文献：
[1]. HART智能直行程电动执行机构的开发[D]. 蔡立虹. 北京化工大学. 2000
[2]. 智能电动执行机构的研究[D]. 申建军. 重庆大学. 2006
[3]. 智能阀门定位器的开发[D]. 李朋宪. 重庆理工大学. 2014
[4]. 智能型电动执行机构的设计与开发[D]. 李杏萍. 华东理工大学. 2015
[5]. 化肥装置调节阀故障诊断与研究[D]. 刘立群. 西安石油大学. 2015
[6]. 电动执行机构的智能控制研究[D]. 王海荣. 华南理工大学. 2011
[7]. 执行器电—气定位系统建模研究[D]. 高恒. 杭州电子科技大学. 2009
[8]. 智能阀门定位器的设计[D]. 廖宣亮. 南昌大学. 2012
[9]. 基于数字控制技术的电动执行器的研究与开发[D]. 任登安. 重庆大学. 2008
[10]. XX公司发展战略及其信息化的研究[D]. 蔡洪雷. 上海交通大学. 2007
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