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基于智能型电动执行器的设计方案

作者: 2014年01月02日 来源: 浏览量:
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文提出的一种基于智能型电动执行器的设计方案。方案通过采用Atmega128作为主控芯片以便满足系统需求和提高控制精度。本设计已完成整机装配,各个模块运行正常。已完成电动执行器各项功能,性能良好。

1.引言

1.1 电动执行器的发展

电动执行器,又称电动执行机构、电装、电动头,是一种自动控制领域的常用机电一体化设备,是自动化仪表终端三大组成部分(检测设备、调节设备和执行设备)中的执行设备,主要作用是对一些阀门、挡板等设备进行自动操作,控制其开关和调节,代替人工作业。

1.2 研究背景及意义

我国目前的电动执行器还以角行程、直行程和多转式这些传统的电动执行器为主,现有的执行器在使用时还会遇见各式各样的问题,需要专业的技术员去钻研改进,与国际水平相比还存在结构上简单,功能弱、智能化程度低等缺点。目前上海沃电、温州瑞基、温州澳托克、英国rotork等产品在市场上均有很强的影响力,但市场上销售的基本型电动执行器功能单一,而功能强大的执行器价格又很高,基于以上原因,本文讨论设计一台性价比高的智能电动执行器。

1.3 系统功能描述

本设计力求执行器在功能上齐全,在性能上稳定,在价格上便宜。

执行器具体功能:

(1)本地操作:本地点动操作;本地保持操作。

(2)远方操作:远方手动操作;远方自动操作。

(3)液晶界面显示:开度显示;状态显示;报警显示;菜单显示。

(4)数据保存:将用户设置后的数据存入单片机的EEPROM。

1.4 系统框图

系统总体框图如图1所示。

2.系统硬件电路设计

2.1 系统电源电路设计

本系统需要的电源主要有三种:

(1)+5V:用于CPU板卡供电

(2)+12V_D:用于换相继电器

(3)+12V_A:用于4-20mA电流产生

要将380V交流电变为直流首先要变压、整流、稳压,所以电源部分就会包括变压器、整流电路、稳压电路这三个部分。

整流电路:可采取最通用最可靠的桥式整流。

稳压电路:可使用ST公司的LM78XX系列三端稳压芯片。

2.2 380V电源鉴相电路设计

鉴相电路目的是想判别输入信号的相位差,将相位差转换成不同的信号以便后级使用。根据这一原则,首先输入信号要为方波,而本设计使用的380V正弦信号,所以第一步要做的就是将正弦信号转为方波。由于系统控制器采用的是单片机,其供电为5V直流信号,需要鉴相的信号是380V高压信号,为了避免在控制的时候收到高压信号的干扰,在电路设计时还要考虑前后级之间的隔离。在鉴别相序的时候采取软件来进行相序分析。本设计采用Atmega128单片机作为处理器,资源富裕完全有空间来完成鉴相功能,而且采取软件处理可以减少硬件电路的设计调试,也可减小最后PCB的面积。

鉴相前级采样电路由两部分组成:正弦信号变换为方波,电源隔离。

2.3 红外遥控发射电路设计

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。发射部分包括键盘、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括LED红外接收器、光电放大器、解调和解码电路。

红外遥控系统框图如图2所示。

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标签:智能 电动执行器 设计方案

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