智能型非侵入電動執(zhí)行機構控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、工業(yè)過程控制自動調節(jié)系統(tǒng)一般由檢測器、調節(jié)器、執(zhí)行機構和調節(jié)對象組成，其中執(zhí)行機構是不可缺少。相對氣動、液動執(zhí)行機構而言，電動執(zhí)行機構具有無需特殊的氣源和空氣凈化等裝置，可遠距離傳輸信號，與計算機連接方便簡潔，更適應采用電子信息新技術。隨著微電子、計算機、通信網絡技術和機電一體化技術的迅速發(fā)展。上世紀90年代末，國際上出現了智能電動執(zhí)行機構。它是一種新型帶有微處理器的智能終端執(zhí)行元件。從此，智能化已形成電動執(zhí)行機構發(fā)展的總趨勢。國際上一

2、些先進的電動執(zhí)行機構廠家如英國的Rotork、美國的Limitorgue、德國的SPIOS等生產廠家，相繼推出了智能電動執(zhí)行機構，有些已經進入國內市場。因此，集微處理器、人機界面、支持現場總線的智能型電動執(zhí)行機構已經成為一種發(fā)展趨勢。
　　 常州電站輔機總廠是國內最大的閥門電動執(zhí)行機構專業(yè)生產廠家之一。為了能夠在技術和市場份額上保持領先地位，公司決定開發(fā)智能型非侵入式電動執(zhí)行機構。此開發(fā)項目獲得2006年江蘇省經貿委重點創(chuàng)新項目

3、經費的資助。項目完成后能使產品在性能上達到國外同類產品的先進水平，而產品售價則為國外同類產品的30％，既提高了公司產品的市場競爭力，又能在智能電動執(zhí)行機構控制系統(tǒng)的研制上填補國內的空白。
　　 電動執(zhí)行機構的機械結構已經相當成熟，所以本文研究的重點是智能型非侵入式電動執(zhí)行機構的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)主要由可編程序控制器、絕對編碼式行程控制器、電子力矩、人機界面、電機驅動機構五部分組成，核心控制部分是以施耐德公司微型可編程序控制器T

4、WDLMDA40DTK為基礎進行定制開發(fā)的專用可編程序控制器。軟件的開發(fā)主要集中在可編程序控制器的程序編制和人機界面的組態(tài)設計，二者均需運用上位機軟件進行二次開發(fā)。開發(fā)的難度是專用PLC的數據采集處理和保存以及人機界面是否符合用戶的使用習慣。為此作者調研了許多行業(yè)用戶的使用要求，并參照國外產品特性，結合公司在電動執(zhí)行機構行業(yè)多年的制造經驗對軟件設計部分進行了多次優(yōu)化。硬件設計方面，絕對編碼式行程控制器和電子力矩的設計是執(zhí)行機構實現非侵入

5、式控制的基礎，分別采用了由反射式光電傳感器組成的絕對編碼器技術和電阻應變技術。這兩個部件的設計沒有現成的成熟產品可供參考，需要從底層開始設計并進行大量試驗以便驗證。電機驅動機構需要考慮同時滿足開關型和調節(jié)型的要求。
　　 項目已經開發(fā)完成，在具備資質的權威檢測機構進行了型式試驗、熱老化試驗、高低溫試驗、振動試驗，防護等級試驗和電磁兼容試驗，各項功能指標達到設計要求。在2007年12月通過中國機械工業(yè)聯合會的科技成果鑒定，2008