基于HART協(xié)議的智能電氣閥門定位器的研究開(kāi)發(fā).pdf

1、現(xiàn)場(chǎng)總線及由此產(chǎn)生的現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表將成為未來(lái)工業(yè)過(guò)程控制的發(fā)展方向。HART協(xié)議是現(xiàn)場(chǎng)總線的一種過(guò)渡性協(xié)議，可使數(shù)字與模擬信號(hào)同時(shí)傳送且互不干擾，實(shí)現(xiàn)雙向通訊；只需少量的費(fèi)用即可購(gòu)買這一標(biāo)準(zhǔn)的全部文件。目前，DCS系統(tǒng)一般均支持使用HART協(xié)議的總線儀表，因此開(kāi)發(fā)研究基于HART協(xié)議的智能閥門定位器具有良好的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。 本文介紹了一種采用HART協(xié)議的智能型電氣閥門定位器的設(shè)計(jì)方案。該方案主要用于控制氣動(dòng)直(角)行程

2、執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)閥門的準(zhǔn)確定位。另外，還可與其它智能現(xiàn)場(chǎng)儀表或上位機(jī)進(jìn)行雙向通信，具有自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定工作參數(shù)和工作方式等功能。 本論文主要完成以下幾個(gè)方面研究：1.構(gòu)建以MSP430單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，其中包括組態(tài)模塊、顯示模塊、位置反饋模塊、報(bào)警模塊、壓電驅(qū)動(dòng)模塊及HART通訊模塊； 2.對(duì)閥門定位器的工作特性進(jìn)行研究，該系統(tǒng)借助液晶顯示和按鍵，無(wú)須附加電源，便可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整閥位及免維護(hù)運(yùn)行(初始化時(shí)，微處理器自動(dòng)確

3、定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零點(diǎn)，最大行程，作用方向和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位速度，以此來(lái)確定最小脈沖時(shí)間和死區(qū)，從而使控制達(dá)到最優(yōu))； 3.對(duì)硬件控制電路及軟件控制模塊進(jìn)行系列優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化解決二線制系統(tǒng)對(duì)低功耗的要求，使得系統(tǒng)在2mA以下即可正常工作； 4.編寫了基于模塊化的系統(tǒng)軟件包，該軟件包由控制、管理及HART通訊程序三部分組成：控制程序主要是完成調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的空氣流量，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；管理程序主要完成顯示、工作方式的管理、掉電保護(hù)及