【正文】 閥門開(kāi)度小于 10%仿真圖 圖 64 閥門開(kāi)度大于 90%仿真圖 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 22 結(jié)論 本課題最終設(shè)計(jì)的智能閥門定位器實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。對(duì)于其他硬件選擇，與單片機(jī)匹配，盡量節(jié)省單片機(jī)資源，便于實(shí)現(xiàn)，且滿足系統(tǒng)要求。 感謝同學(xué)能夠在我遇到困難時(shí)與我進(jìn)行探討并提供各種幫助，他們讓我明白了團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)大力量以及分享一些資料和編輯軟件的快樂(lè)，更重要的是從中學(xué)到了很多以前并不 了解的知識(shí)。 unsigned int R1。 sbit A_1=P2^3。 TMOD=0x12。 ST=0。 ST=0。 S_1=1。 } 。 R_D=1。 dispbuf[7]=i%10。 TR0=1。 ET1=1。 sbit R_D=P3^7。 unsigned int a。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 23 致謝 值此課程設(shè)計(jì)完成之際，衷心感謝學(xué)校和老師能夠給予我這次做課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，同時(shí)也為我們提供了實(shí)驗(yàn)室方便進(jìn)行理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，驗(yàn)證本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)用性?？刂坪诵氖菃纹瑱C(jī)， 51單片機(jī)體積小、成本低、穩(wěn)定性高。 圖 61 Proteus中所使用的元件代碼 下圖是用 Proteus軟件仿真作出的閥門定位控制系統(tǒng)仿真單片機(jī)連接圖。 時(shí)鐘 /報(bào)警電路 單片機(jī)雖有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接附加電路。 矩陣鍵盤(pán) 矩陣按鍵電路圖如下所示： 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 18 圖 55 矩陣鍵盤(pán)電路圖 矩陣鍵盤(pán)讀取方式與獨(dú)立鍵盤(pán)類似，但其讀取方式節(jié)省 I/O 口。 89C51通過(guò)地址線 、寫(xiě)控制線控制轉(zhuǎn)換的模擬輸入通道地址鎖存、啟動(dòng)和輸出允許。 A/D 轉(zhuǎn)換的作用是將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào)，因此， A/D 轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過(guò)取樣、保持、量化及編碼 4 個(gè)過(guò)程。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 16 AT89C51內(nèi)部定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5l系列單片機(jī)內(nèi)部都帶有定時(shí) /計(jì) 數(shù)器， AT89C51內(nèi)部有兩個(gè) 16位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器： 11D和 T1。 P3口做通用I/O使用時(shí)，在為多功能端口時(shí)，作讀 /寫(xiě)信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)串行 1/O口。 本系統(tǒng)選用 89C51單片機(jī)， A/D轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808，可編程的鍵盤(pán)、顯示接口芯片 8279等組成基本系統(tǒng)。直到現(xiàn)在， MCS51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品 (如目前流行的 89S5 89C51等 )。從上世紀(jì) 80年代，由當(dāng)時(shí)的 4位、 8位 單片機(jī) ，發(fā)展到現(xiàn)在的 300M的高速單片機(jī) [4]?？刂破鲄?shù)工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。因?yàn)殡娢黄鞯淖畲笮谐叹嚯x與閥芯的最大行程距離是不可能相同的，而我們要通過(guò)改變機(jī)械結(jié)構(gòu)使閥芯的最大行程與電位器的最大行程完全匹配是相當(dāng)困難的，所以可以根據(jù)實(shí)際安裝時(shí)候閥芯的最大行程的 1X 來(lái)替換默認(rèn)的 H 值，用最小行程時(shí)候的 2X 來(lái)替換默認(rèn)的 h值。當(dāng)采樣周期相對(duì)短時(shí)，用求和代替積分、用后向差分代替微分，使模擬 PID離散化變?yōu)椴罘址匠?。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間積分，時(shí)間增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。此外程序還提供手自動(dòng)切換功能，并對(duì)輸出值大小和變化速率進(jìn)行限制。 PID 控制器就是系統(tǒng)誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制。因此，這種系統(tǒng)往往同時(shí)能夠抵制多種擾動(dòng)，而且對(duì)系統(tǒng)自身元部件參數(shù)的波動(dòng)也不甚敏感。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 6 閥門定位器對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求有以下幾點(diǎn)： (1)能夠接收來(lái)自調(diào)節(jié)器的電流信號(hào)并能將它轉(zhuǎn)換成為電壓信號(hào) , 能夠采集閥位反饋回來(lái)的模擬信號(hào)； (2)能對(duì)以上采集到的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、整理，最后根據(jù)偏差的大小輸出連續(xù)信號(hào)或一定寬度的脈沖信號(hào)來(lái)控制壓電閥； (3)利用數(shù)碼管能現(xiàn)場(chǎng)顯示輸入的參數(shù)以及閥門開(kāi)度； (4)利用按鍵能在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)閥門的工作流量特性的參數(shù)，以及閥芯的最大、最小行程等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定； (5)調(diào)節(jié)閥在自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)閥芯開(kāi)度大于 90% 或小于 10% 時(shí) , 以及閥芯被卡住時(shí) , 控制系統(tǒng)能進(jìn)行報(bào)警； (6)具有斷電保存功能、看門狗功能、電源電壓監(jiān)測(cè)功能。定位器控制執(zhí)行器的閥位，能夠增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出功率，減少信號(hào)傳遞滯后，克服閥桿摩擦力并消除不平衡力的影響等，保證準(zhǔn)確定位。因此，閥門定位器組成以閥桿位移為測(cè)量信號(hào)，以控制器輸出為設(shè)定信號(hào)的反饋控制系統(tǒng)。 這三個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)按照一定的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行工作，并對(duì)被控量 和設(shè)備本身的異常現(xiàn)象及時(shí)作出處理。采用功能鍵實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和自動(dòng)以及復(fù)位。 這一系統(tǒng)的行程檢測(cè)裝置可以采用非接觸式位置傳感器，很適合需要在惡劣現(xiàn)場(chǎng)使用的廠家。 這一系統(tǒng)的定位器的耗氣量極小。本課題的研究緊密結(jié) 合我國(guó)新一代智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的核心技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，代表了傳統(tǒng)氣動(dòng)儀表的智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)。過(guò)程控制的質(zhì)量很大程度上決定于過(guò)程控制儀表，它包括變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器以及各種輔助控制裝置。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 課程 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 閥門定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) DESIGN OF VALVE POSITION CONTROL SYSTEM 學(xué)生姓名 劉慶 學(xué)院名稱 信電工程學(xué)院 學(xué)號(hào) 20xx0501157 班級(jí) 12 電氣 1 專業(yè)名稱 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 曹言敬 20xx 年 7 月 10 日 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 I 摘要 閥門定位器作為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要附件之一，可以改善閥門特性、提高控制的精度、速度和增加控制的靈活性。 關(guān)鍵詞 閥門定位器； PID； A/D 轉(zhuǎn)換器 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 II 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................................. 1 課程背景 ............................................................................................................................. 1 課程意義 ............................................................................................................................. 1 2 課題分析 ..................................................................................................................................... 3 課題要求 ............................................................................................................................. 3 設(shè)計(jì)要求 ............................................................................................................................. 3 設(shè)計(jì)思路 ............................................................................................................................. 3 3 閥門 定位的相關(guān)原理 ................................................................................................................. 4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理 ............................................................................................. 4 閥門介紹 ............................................................................................................................. 4 智能閥門定位器 ................................................................................................................. 4 閥門定位器作用原理 .......................................................................................................