【正文】 ，控制單片機(jī)通過A/D采集實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。國內(nèi)目前普遍使用的電氣閥門定位器采用的是機(jī)械式力平衡原理，存在一些不足且不能滿足過程控制發(fā)展的需要，而由國外進(jìn)口的智能型定位器價格昂貴，因此研究設(shè)計智能型電氣閥門定位器是十分必要的。對使用廠家來說即降低了生產(chǎn)能耗，節(jié)省了生產(chǎn)資源。在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，需有專門的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備。閥門定位器用來確定閥門位置，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)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，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)后無穩(wěn)態(tài)誤差。從調(diào)節(jié)器過來的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)也需通過式()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)療條件越來越發(fā)達(dá)，人們對醫(yī)療滅菌消毒技術(shù)也越來越重視，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)備還十分簡陋，無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的實際開度信號，通過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字編碼信號，與定位器的設(shè)定信號的數(shù)字編碼在CPU中進(jìn)行對比，計算二者偏差值。AT89C51的定時器、計數(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的時候，執(zhí)行如下的程序：MOV DPTR, 0FEFFH。最常用的內(nèi)部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。對于其他硬件選擇，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。抖動時間是由按鍵的機(jī)械特性決定的，一般是都會在10ms以下，為了確保程序?qū)Π存I的一次閉合或者一次斷開只響應(yīng)一次，必須進(jìn)行按鍵的消抖處理。ADC0808是價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，在這里我們選用IN0和IN1作為模擬信號輸入通道。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)置為奇偶校驗位。具有5個中斷，包括兩個外部中斷，兩個定時器中斷，一個串行口中斷。若閥門線圈被燒毀則現(xiàn)象與閥芯卡住一致。 式()式中 ——電位器動觸點輸出的轉(zhuǎn)換后實際值； ——電位器器動觸點最大行程時輸出的轉(zhuǎn)換后值，其默認(rèn)值為255；——電位器器動觸點最小行程時輸出的轉(zhuǎn)換后值，其默認(rèn)值為0。根據(jù)系統(tǒng)控制過程中各個不同階段對過渡過程的要求以及操作量的經(jīng)驗，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；在控制過程中期，適當(dāng)加大，以提高快速性和動態(tài)精度，而到過渡過程的后期，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系統(tǒng)和被控對象，或不能有效測量手段來獲系統(tǒng)參數(shù)時，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、振動影響；安裝調(diào)試技術(shù)要求高；噴嘴一擋板易堵、能耗較大；定位器零點和行程調(diào)整需反復(fù)進(jìn)行等問題。閥門定位器能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號的傳遞滯后的情況發(fā)生，加快閥桿的移動速度，能夠提高閥門的線性度，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。由鍵盤輸入閥門的工作量特性以及閥心的最大、最小行程等參數(shù)。對使用廠家來說即簡化了設(shè)備安裝調(diào)試過程，減小了因安裝設(shè)備對企業(yè)正常生產(chǎn)的影響。關(guān)鍵詞 閥門定位器；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)計要求 3 設(shè)計思路 33 閥門定位的相關(guān)原理 4 計算機(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 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 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 報警觸發(fā)條件 125 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 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，顯示器接口芯片 17 時鐘報警電路 196 閥門定位控制系統(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)過程的自動控制簡稱過程控制，它在工業(yè)生產(chǎn)中占有極其重要的地位。過程控制的質(zhì)量很大程度上決定于過程控制儀表，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。采用功能鍵實現(xiàn)點動和自動以及復(fù)位。(2)實時決策:對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程。閥門定位器是控制閥的主要附件它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號,以控制器輸出信號作為設(shè)定信號，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應(yīng)關(guān)系。閥門定位器的控制系統(tǒng)采用的是89C51為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，它接收來自調(diào)節(jié)器的設(shè)定閥門開度的電流信號(420mA)，用這個信號與從調(diào)節(jié)閥閥桿反饋回來的實際開度信號進(jìn)行比較，如果微處理器得到一個偏差信號，就利用這個信號去控制壓電閥，使一定量的壓縮空氣經(jīng)過壓電閥進(jìn)入到調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室，推動閥芯的移動或轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到閥芯的準(zhǔn)確定位。PID控制，實際中也有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積分成正比關(guān)系，對一個自動控制系統(tǒng)，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則這個控制系統(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”。通過式()，我們可以為閥門定位器的電位器在現(xiàn)場與閥芯反饋桿的連接帶來方便。5 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 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)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器和計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、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)成的一個小而完善的微型計算機(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，典型時鐘頻率為640kHz，每一通道的轉(zhuǎn)換時間約為100 Ls。當(dāng)檢測到按鍵狀態(tài)變化時，不是立即去響應(yīng)動作，而是先等