【正文】 ，控制單片機(jī)通過(guò)A/D采集實(shí)際閥位值和鍵入的設(shè)定閥位值算出偏差，并且按PID（比例微分積分控制算法）控制調(diào)節(jié)閥位達(dá)到設(shè)定值。國(guó)內(nèi)目前普遍使用的電氣閥門(mén)定位器采用的是機(jī)械式力平衡原理，存在一些不足且不能滿足過(guò)程控制發(fā)展的需要，而由國(guó)外進(jìn)口的智能型定位器價(jià)格昂貴，因此研究設(shè)計(jì)智能型電氣閥門(mén)定位器是十分必要的。對(duì)使用廠家來(lái)說(shuō)即降低了生產(chǎn)能耗，節(jié)省了生產(chǎn)資源。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，需有專(zhuān)門(mén)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備。閥門(mén)定位器用來(lái)確定閥門(mén)位置，為單片機(jī)的控制提供信息。而系統(tǒng)最主要的功能就是將測(cè)量的結(jié)果反饋到輸入端與輸入量相減得到偏差，再由偏差產(chǎn)生直接控制作用去消除偏差。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)改變靈活(PI、PD、…)。比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。從調(diào)節(jié)器過(guò)來(lái)的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)也需通過(guò)式()進(jìn)行轉(zhuǎn)換。(2)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)代醫(yī)療條件越來(lái)越發(fā)達(dá)，人們對(duì)醫(yī)療滅菌消毒技術(shù)也越來(lái)越重視，但是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的小醫(yī)院、小診所其消毒滅菌設(shè)備還十分簡(jiǎn)陋，無(wú)法有效的控制消毒質(zhì)量。其具體工作原理如下：由閥桿位置傳感器拾取閥門(mén)的實(shí)際開(kāi)度信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字編碼信號(hào)，與定位器的設(shè)定信號(hào)的數(shù)字編碼在CPU中進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算二者偏差值。AT89C51的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器是可編程的。例如當(dāng)我們要選中IN0路模擬電路送入ADC0808的時(shí)候，執(zhí)行如下的程序：MOV DPTR, 0FEFFH。最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。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。 unsigned int R1。 TMOD=0x12。 ST=0。S_2=1。 i=getdata*1008。 OE=0。 unsigned char dispcount。根據(jù)查閱相關(guān)資料，首先根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)。抖動(dòng)時(shí)間是由按鍵的機(jī)械特性決定的，一般是都會(huì)在10ms以下，為了確保程序?qū)Π存I的一次閉合或者一次斷開(kāi)只響應(yīng)一次，必須進(jìn)行按鍵的消抖處理。ADC0808是價(jià)格適中的逐次比較式8位A/D轉(zhuǎn)換器，可輸入8路模擬信號(hào)，在這里我們選用IN0和IN1作為模擬信號(hào)輸入通道。方式2為11位異步接收發(fā)送方式，字符格式的最后可以插入第9位數(shù)據(jù)位，可設(shè)置為奇偶校驗(yàn)位。具有5個(gè)中斷，包括兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)定時(shí)器中斷，一個(gè)串行口中斷。若閥門(mén)線圈被燒毀則現(xiàn)象與閥芯卡住一致。 式()式中 ——電位器動(dòng)觸點(diǎn)輸出的轉(zhuǎn)換后實(shí)際值； ——電位器器動(dòng)觸點(diǎn)最大行程時(shí)輸出的轉(zhuǎn)換后值，其默認(rèn)值為255；——電位器器動(dòng)觸點(diǎn)最小行程時(shí)輸出的轉(zhuǎn)換后值，其默認(rèn)值為0。根據(jù)系統(tǒng)控制過(guò)程中各個(gè)不同階段對(duì)過(guò)渡過(guò)程的要求以及操作量的經(jīng)驗(yàn)，通常在控制的初始階段，適當(dāng)?shù)匕逊旁谳^小的檔次，以減小各物理量初始變化的沖擊；在控制過(guò)程中期，適當(dāng)加大，以提高快速性和動(dòng)態(tài)精度，而到過(guò)渡過(guò)程的后期，為了避免產(chǎn)生大的超調(diào)和提高靜態(tài)精度穩(wěn)定性，又將調(diào)小[3]。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能有效測(cè)量手段來(lái)獲系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。普通電氣定位器使控制閥的品質(zhì)得到改善，但受結(jié)構(gòu)等因素限制，仍易受溫度波動(dòng)、振動(dòng)影響；安裝調(diào)試技術(shù)要求高；噴嘴一擋板易堵、能耗較大；定位器零點(diǎn)和行程調(diào)整需反復(fù)進(jìn)行等問(wèn)題。閥門(mén)定位器能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號(hào)的傳遞滯后的情況發(fā)生，加快閥桿的移動(dòng)速度，能夠提高閥門(mén)的線性度，克服閥桿的摩擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位。由鍵盤(pán)輸入閥門(mén)的工作量特性以及閥心的最大、最小行程等參數(shù)。對(duì)使用廠家來(lái)說(shuō)即簡(jiǎn)化了設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程，減小了因安裝設(shè)備對(duì)企業(yè)正常生產(chǎn)的影響。關(guān)鍵詞 閥門(mén)定位器；PID；A/D轉(zhuǎn)換器目 錄1 緒論 1 課程背景 1 課程意義 12 課題分析 3 課題要求 3 設(shè)計(jì)要求 3 設(shè)計(jì)思路 33 閥門(mén)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(mén)介紹 4 智能閥門(mén)定位器 4 閥門(mén)定位器作用原理 5 系統(tǒng)工作原理 5 系統(tǒng)的控制要求 64 軟件算法設(shè)計(jì) 7 方案選擇 7 控制算法選擇 7 PID控制算法 7 PID算法詳解 8 10 PID參數(shù)整定 10 報(bào)警觸發(fā)條件 125 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 13 系統(tǒng)硬件的配置及組成原理 13 A/D轉(zhuǎn)換電路 16 鍵盤(pán)，顯示器接口芯片 17 時(shí)鐘報(bào)警電路 196 閥門(mén)定位控制系統(tǒng)仿真 20結(jié)論 22致謝 23參考文獻(xiàn) 24附錄 25271 緒論 課程背景生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程控制，它在工業(yè)生產(chǎn)中占有極其重要的地位。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。這一系統(tǒng)的定位器的耗氣量極小。采用功能鍵實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和自動(dòng)以及復(fù)位。(2)實(shí)時(shí)決策:對(duì)采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過(guò)程。閥門(mén)定位器是控制閥的主要附件它將閥桿位移信號(hào)作為輸入的反饋測(cè)量信號(hào),以控制器輸出信號(hào)作為設(shè)定信號(hào)，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時(shí)，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。閥門(mén)定位器的控制系統(tǒng)采用的是89C51為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，它接收來(lái)自調(diào)節(jié)器的設(shè)定閥門(mén)開(kāi)度的電流信號(hào)(420mA)，用這個(gè)信號(hào)與從調(diào)節(jié)閥閥桿反饋回來(lái)的實(shí)際開(kāi)度信號(hào)進(jìn)行比較，如果微處理器得到一個(gè)偏差信號(hào)，就利用這個(gè)信號(hào)去控制壓電閥，使一定量的壓縮空氣經(jīng)過(guò)壓電閥進(jìn)入到調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室，推動(dòng)閥芯的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到閥芯的準(zhǔn)確定位。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。積分控制(I)：積分控制中，控制器輸出與輸入誤差信號(hào)積分成正比關(guān)系，對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則這個(gè)控制系統(tǒng)為有差系統(tǒng)，為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。通過(guò)式()，我們可以為閥門(mén)定位器的電位器在現(xiàn)場(chǎng)與閥芯反饋桿的連接帶來(lái)方便。5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)硬件的配置及組成原理 單片機(jī)單片機(jī)(Microcontrollers)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。AT89C51是功能強(qiáng)大的微控制器(MCU)，具有各功能模塊能滿足定位器系統(tǒng)的控制。方式3為11位異步接收發(fā)送方式。ADC0808的最大不可調(diào)誤差小于1/2LSB，典型時(shí)鐘頻率為640kHz，每一通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100 Ls。當(dāng)檢測(cè)到按鍵狀態(tài)變化時(shí)，不是立即去響應(yīng)動(dòng)作，而是先等