基于單片機(jī)的電動(dòng)閥門控制器的設(shè)計(jì)【開(kāi)題報(bào)告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告</b></p><p><b>　　電氣工程及其自動(dòng)化</b></p><p>　　基于單片機(jī)的電動(dòng)閥門控制器的設(shè)計(jì)</p><p>　　一、課題研究意義及現(xiàn)狀</p><p>　　閥門是管道系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以用來(lái)截?cái)嗷蛘{(diào)節(jié)管道系統(tǒng)中的介

2、質(zhì)流量，在工業(yè)生產(chǎn)和人民群眾生活中發(fā)揮著重要的作用。目前，常用的調(diào)節(jié)閥門按其動(dòng)力源的不同，可分為氣動(dòng)閥門、液壓傳動(dòng)閥門和電動(dòng)閥門。氣動(dòng)閥門以壓縮空氣作為工作介質(zhì)，進(jìn)行動(dòng)力傳遞和信號(hào)控制，具有防火、防爆、防電磁干擾、抗振動(dòng)沖擊輻射、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)，所以近年來(lái)發(fā)展很快。但是，這類閥門工作速度慢，壓縮空氣不容易獲取，使得氣動(dòng)閥門的使用受到了限制。液壓傳動(dòng)閥門是在帕斯卡靜壓傳動(dòng)原理上發(fā)展起來(lái)的，可以

3、在傳動(dòng)介質(zhì)體積較小的情況下，輸出較大的力或力矩，容易實(shí)現(xiàn)功率的放大，其傳動(dòng)平穩(wěn)，可以在高速下啟動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向。但存在閥門體積較大，使用、安裝、拆卸、維修困難等缺點(diǎn)，不便在較小功率場(chǎng)合下使用，所以，液壓傳動(dòng)閥門的使用范圍受到了限制。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。電動(dòng)閥門在工業(yè)生產(chǎn)中表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)和民用自動(dòng)控制系統(tǒng)中。</p><p>　　電動(dòng)閥門由閥門電動(dòng)裝置和閥門兩部分組成，可以接受操

4、作人員或自動(dòng)裝置的命令，自動(dòng)截?cái)喙艿乐械慕橘|(zhì)流量。與氣動(dòng)閥門和液壓傳動(dòng)閥門相比較，具有動(dòng)作響應(yīng)速度快、工作效率高、調(diào)速性能好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)閥門從五十年代起就開(kāi)始在我國(guó)工業(yè)部門中使用，每年需要數(shù)萬(wàn)臺(tái)，但目前在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)大量使用的還是五、六十年代生產(chǎn)或設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。隨著時(shí)代的發(fā)展，這些產(chǎn)品在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)暴露出了許多劣勢(shì)和不足，比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制精度低、缺乏完善的故障診斷、報(bào)警和處理裝置。</p><p&g

5、t;　　在過(guò)程控制領(lǐng)域中，電動(dòng)閥扮演著十分重要的角色，而常規(guī)的模擬電動(dòng)閥門已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)代控制技術(shù)的要求，需要一種集微電子技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)、軟件技術(shù)和常規(guī)控制技術(shù)于一身的控制閥來(lái)替代常規(guī)電動(dòng)閥，智能型電動(dòng)閥就是這樣一種產(chǎn)品。</p><p>　　電動(dòng)閥門智能控制器是在閥門機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，能在最大程度上對(duì)閥門的工作進(jìn)行操縱、監(jiān)控和系統(tǒng)安全保護(hù)。電動(dòng)閥門智能控制器能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線接

6、收控制中心的命令信號(hào)：和閥門實(shí)際工作的反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)的閉環(huán)控制，還可以進(jìn)行故障報(bào)告、應(yīng)急處理、顯示、鍵盤控制等功能。</p><p>　　電動(dòng)閥產(chǎn)品的智能化實(shí)際上就是電－氣閥門定位器、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的智能化，目前，我國(guó)智能電動(dòng)閥的應(yīng)用處在逐步上升階段，用戶已經(jīng)使用的智能電動(dòng)閥門決大多數(shù)是用的是一般的智能功能，在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)沒(méi)有很普及的情況下，真正使用完全智能化的、帶有通訊和高級(jí)診斷等功能控

7、制閥并不十分普遍。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的不斷發(fā)展，完全智能化的、帶有通訊和高級(jí)診斷的智能電動(dòng)閥的應(yīng)用將會(huì)逐步普及并取代模擬電動(dòng)閥成為電動(dòng)閥的主流。</p><p>　　二、課題研究的主要內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo)</p><p>　　控制閥門電動(dòng)裝置的方案有多種，可用傳統(tǒng)的繼電器控制電路，能用可編程控制器進(jìn)行控制，也可用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　了解閥門控制器的使用說(shuō)明，

8、控制系統(tǒng)由單片機(jī)及其外圍電路組成，畢業(yè)設(shè)計(jì)具體內(nèi)容：</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路，控制閥門的開(kāi)啟關(guān)閉；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)撥碼開(kāi)關(guān)及按鈕輸入電路，與pc通信時(shí)，用來(lái)設(shè)定控制器地址和波特率；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)信號(hào)輸入電路和指示燈驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　?。?）自制+5V和+12V兩組電

9、源。</p><p>　　三、課題研究的方法及措施</p><p>　　本課課題重點(diǎn)研究的是電動(dòng)智能控制器。選用單片微處理器AT89S51和智能控制理論，將限位開(kāi)關(guān)、執(zhí)行器、閥位反饋器、伺服放大器、控制器(包括控制、設(shè)定、顯示、輸入、輸出)、系統(tǒng)故障診斷與報(bào)警、操作器、變送器、傳感器、通訊接口、電源等有機(jī)地結(jié)合成一體。</p><p>　　電動(dòng)閥門智能控制器的總體設(shè)

10、計(jì)方案如圖所示。</p><p>　　了解閥門控制器的主要功能,設(shè)計(jì)硬件電路，利用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件編程。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥門的智能化控制。</p><p>　　四、課題研究進(jìn)度計(jì)劃</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)期限：自2010年10月至2011年4月。</p><p>　　2010年10月25日至2010年11月2日：明確任務(wù)，查找資料，消化資料；&l

11、t;/p><p>　　2010年11月3日至2010年11月10日；確定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，翻譯外文文獻(xiàn)；</p><p>　　2010年11月11日至2010年11月20日：完成文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告，準(zhǔn)備開(kāi)題答辯；</p><p>　　2010年11月21日至2010年12月20日：完成電動(dòng)機(jī)硬件設(shè)計(jì)電路；</p><p>　　2010年12月21

12、日至2010年12月31日：自制+5和+12V兩組電源；</p><p>　　2011年1月1日至2010年2月1日：完成控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M測(cè)試；</p><p>　　2011年2月2日至2011年4月1日：撰寫畢業(yè)論文，完善與修改畢業(yè)論文；做好論文答辯的PPT資料，準(zhǔn)備答辯，并提交所有電子文檔材料。</p><p><b>　　五、參考

13、文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫經(jīng)署.電動(dòng)閥門智能化介紹[EB/OL],[2004-12-20].</p><p>　　http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZJI200412020.htm</p><p>　　[2] 杜樹(shù)春.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例詳解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.&l

14、t;/p><p>　　[3] 沈長(zhǎng)生.常用電子元器件使用一讀通[M].北京：人民郵電出版社，2005.</p><p>　　[4] 張迎新. 單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)[M]. 國(guó)防工業(yè)出版社, 2004，1.</p><p>　　[5] 王秋爽等. 單片機(jī)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)與經(jīng)典設(shè)計(jì)實(shí)例[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社，2008，9.</p><p>

15、　　[6] 周建國(guó)，曹炬. 單片機(jī)與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)閥門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與</p><p>　　控制，2001,2,9(2): 33～34. </p><p>　　[7] 杜樹(shù)春.單片機(jī)C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程實(shí)例詳解[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版</p><p><b>　　社，2006.</b></p>

16、<p>　　[8] 李更新.現(xiàn)場(chǎng)總線型電動(dòng)閥門控制系統(tǒng)的研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，5,37（3）:</p><p><b>　　380～382.</b></p><p>　　[9] Yun-cai Zhao and Hang-zhi Yan.Experimental study on wear failure course of</p&

17、gt;<p>　　gas-valve/valve-seat in engine[J].CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF </p><p>　　TECHNOLOGY,Volume 12,Number 1,243～246.</p><p>　　[10] 許常武，譚愛(ài)紅.閥門電動(dòng)裝置的發(fā)展趨勢(shì) [J].閥門，2002，3,33（2）: 33～38. </

18、p><p>　　[11] Václav Tesa?.Valve-Less Rectification Pumps[J].Encyclopedia of Microfluidics</p><p>　　and Nanofluidics,2008,Part22,2131～2139.</p><p>　　[12] 呂月娥，呂佩舉，李相偉.電動(dòng)閥門智能測(cè)控系統(tǒng)的研究[