【正文】 最后，在此衷心的感謝重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院和那群不知疲倦地老師們。 在這次寫論文的過程中 我要感謝我的論文指導(dǎo)老師對(duì)我的大力幫助，要不是他的耐心指導(dǎo)，我不會(huì)從開始對(duì)畢業(yè)論文 的一竅不通，到今天把論文 順利地完成。 并且加深了對(duì)機(jī)電一體化智能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。時(shí)間雖然過得 很 快，但是在 寫畢業(yè)論文 的 這幾個(gè)星期中 ， 還是讓我學(xué)到 和感悟到 了很多的 東西?？傊?，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集測(cè)量、決斷、執(zhí)行 3 種功能于一體，順應(yīng)了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，它的研制成功給電動(dòng)執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的研究開發(fā)提供了新的思路 。 圖 31 線性隔離放大器 (機(jī)電一體化只能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ) 27 結(jié)束語 該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集微機(jī)技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機(jī)是通過內(nèi)部集成的一體化變頻器來控制，因此，同一臺(tái)智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)具有不同的運(yùn)行速度和關(guān)斷力矩。若 A 的反相端電位負(fù)向偏離虛地，也可以重回到正常狀態(tài)。12V 為兩組獨(dú) 立的正負(fù)電源。因此采用LM358 和 4N25 組成了隔離線性放大電路（圖 31）， 177。且該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有通訊方便、控制策略先進(jìn)、可靠性高等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥中采用液晶顯示技術(shù)，它利用內(nèi)置的液晶顯示板，不僅可以顯示閥門的開、關(guān)狀態(tài)和正常運(yùn)行時(shí)閥門的開度，還可以通過菜單選 擇進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能顯示出故障信息。 (機(jī)電一體化只能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ) 26 智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥集微機(jī)技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機(jī)是通過內(nèi)部集成的一體化變頻器來控制。對(duì)于較慢的生產(chǎn)過程，如溫度控制或液位控制，閥的動(dòng)態(tài)特性在可控性方面一般不是限制因素。靜態(tài)特性或增益項(xiàng)是閥的流量特性，它取決于閥門的尺寸、閥芯和閥座的組合結(jié)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型、閥門定位器、閥前和閥后的壓力以及流體的性質(zhì)。壓縮空氣的供氣系統(tǒng)可以和用于全氣動(dòng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一樣來考慮。在這種情況下，確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的，壓縮空氣應(yīng)當(dāng)在室外的設(shè)備中加以干燥，以防止凍結(jié)，并應(yīng)凈化和過濾。閥門改變了流體的流量，使工藝參數(shù)達(dá)到了期望值。它是一個(gè)能夠用來測(cè)量被調(diào)工藝參數(shù)的裝置，這類參數(shù)如壓力、液位或溫度。在液體的情 況下，壓力則為紊流或粘滯摩擦所消耗，這兩種情況都把壓力轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致溫度略為升高。這一壓力降低過程通常稱為 “ 節(jié)流 ” 。 調(diào)節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。 盡管調(diào)節(jié)閥得到廣泛的使用，調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的其它單元大概都沒有像它那樣少的維護(hù)工作量。 調(diào)節(jié)閥是最終控制元件的最廣泛使用的型式。最終控制元件可以認(rèn)為是自動(dòng)控制的 “ 體力 ” 。 調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)代化工廠的自動(dòng)控制中，調(diào)節(jié)閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產(chǎn)取決于流動(dòng)著的液體和氣體的正確分配和控制。 第三節(jié) 準(zhǔn)確定位 傳統(tǒng)的電動(dòng)閥門在異步電機(jī)通電后，會(huì)很快達(dá)到其額定動(dòng)作速度，當(dāng)接近停止位置時(shí)，電機(jī)斷電后，由于機(jī)械慣性，其閥不可能立即停下來， 會(huì)出現(xiàn)不同程度的超程，這一超程通常采用控制電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)來校正。 熱保護(hù)型：在電動(dòng)機(jī)中埋入熱元件，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的溫度進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)效果好，但電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，需與電流監(jiān)測(cè)型配合使用，避免電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)溫度急劇上升，由于測(cè)溫元件的滯后性，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組受損。 智能型：檢測(cè)三相電流值，保護(hù)器使用單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)智能化綜合保護(hù)，集保護(hù)、測(cè)量、通訊、顯示為一體。 電子型：檢測(cè)三相電流值，整定電流值采用電位器旋鈕或拔碼開關(guān)操作，電路一般采用模擬式，采用反時(shí)限或定時(shí)限工作特性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況合理地選擇保護(hù)器的種類、功能，同時(shí)考慮保護(hù)器安裝、調(diào)整、使用簡(jiǎn)單方便，更重要的是要選擇高質(zhì)量 的保護(hù)器。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機(jī)的本身的價(jià)值、負(fù)載類型、使用環(huán)境、電機(jī)主體設(shè)備的重要程度、電機(jī)退出運(yùn)行是否對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響等因素，力爭(zhēng)做到經(jīng)濟(jì)合理 。另外，利用電機(jī)氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行電機(jī)偏心檢測(cè)技術(shù)，使電機(jī)磨損狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)成為可能，通過曲線顯示電機(jī)偏心程度的變化趨勢(shì)，可早期發(fā)現(xiàn)軸承磨損和走內(nèi)圓、走外圓等故障，做到早發(fā)現(xiàn)，早處理，避免掃 膛事故發(fā)生。溫度傳感器內(nèi)置于電機(jī)內(nèi)部。省去了機(jī)械式限位開關(guān)，無需在調(diào)試時(shí)對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整。在文中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)極限位置通過檢測(cè)位置信號(hào)的增量獲得。在傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，該位置的檢測(cè)是通過機(jī)械式限位開關(guān)獲得的。一旦輸出力矩達(dá)到或大于設(shè)定的力矩，自動(dòng)降低速度，以避免閥門內(nèi)部過度的撞擊，從而達(dá)到最優(yōu)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)過力矩保護(hù)。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題主要有 一下幾 點(diǎn)： 第一節(jié) 閥門柔性開關(guān) 閥門柔性開關(guān) ： 柔性開關(guān)主要是為了當(dāng)閥關(guān)閉或全開時(shí)，保證閥門不卡死與損傷。用戶可根據(jù)需要設(shè)定力矩特性，根據(jù)控制的閥設(shè)定速度，速度分多轉(zhuǎn)式、直行程、角行程 3 種方式。 變化速率 ki的取值應(yīng)根據(jù)給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度的大小確定。 圖 22 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的典型運(yùn)行速度 設(shè)第 i段速度的變化速率用 k 表示，則有： (機(jī)電一體化只能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ) 22 式中： Δv －－ 兩段點(diǎn)之間的速度變化值， m/s Δv=v i+1vi Δt=t i+1ti 顯然， 當(dāng) ki=0 時(shí)為恒速值， ki0 時(shí)為升速段， ki0 時(shí)為減速段。 圖 21 閥位及速度控制原理圖 圖 22為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的典型運(yùn)行速度圖，它由若干段變化速率不同的折線組成。由于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行過程中存在加速、勻速和減速等階段，各階段的時(shí)間長(zhǎng)短、加速度的大小及何位置開始勻速或減速，均與給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度有關(guān)。速度調(diào)節(jié)器采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法。 閥位及速度控制（圖 21）采用雙環(huán)控制方案，其中內(nèi)環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為 (機(jī)電一體化只能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ) 21 位置環(huán) 。各階段的時(shí)間長(zhǎng)短、加速度的大小、在何位置開始勻速或減速均與給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度有關(guān)。 外環(huán)主要根據(jù)當(dāng)前位置速度的設(shè)定，通過速度給定發(fā)生器向內(nèi)環(huán)提供速度的設(shè)定值。速度環(huán)主要將當(dāng)前速度與速度給定發(fā)生器送來的設(shè)定速度相比較，通過速度調(diào)節(jié)器改變 PWM 波發(fā)生器載波頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)。 圖 110 程序出格自恢復(fù)電路 工作原理為：一旦程序出格， WDO 由高變低，由于微分電路的作用，由 “ 與非 ” 門輸入引腳 2 變?yōu)楦唠娖?，引腳 2 電 平的這種變化使 “ 與非 ” 門輸出一個(gè)正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過 P1． 0 口向 MAX705的 WDI 引腳發(fā)正脈沖，使 WDO 引腳回到高電平，程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行 程序出格自恢復(fù)電路 為了保證在鏹干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地恢復(fù)正常，選用 MAX705 組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運(yùn)行。 這樣就能更好的實(shí)行人機(jī)信息交換，更加清楚地了解當(dāng)前機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，便于人們的操作。通過菜單選擇，可分別對(duì)閥門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號(hào)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。 第八節(jié) 液晶顯示單元 液晶顯示單元 是 為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，選用 MGLS12832 液晶顯示模塊組成顯示電路。選擇好的抽頭用于產(chǎn)生方波（ SQW 引腳）輸出和周期中斷，用戶可以： （ 1）用 PIE 位允許中斷。這些位的 010 唯一組合將打開晶振并充許 RTC計(jì)時(shí)。當(dāng) UIP 為 1，更新轉(zhuǎn)換將很快發(fā)生，當(dāng) UIP為 0，更新轉(zhuǎn)換至少在 244s 內(nèi)不會(huì)發(fā)生。 (機(jī)電一體化只能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ) 19 狀態(tài)控制寄存器 DS12887 有 4個(gè)控制寄存器，它們?cè)谌魏螘r(shí)間都可訪問，即使更新周期也不例外。 DS12887每一秒執(zhí)行一次更新周期，保證時(shí)間、日歷的準(zhǔn)確。 SQW 頻率選擇器與周期中斷發(fā)生器共有 15 選 1 選擇器，一旦頻率選擇好，通過用程序控制方波輸出允許位 SQWE 來控制 SQW 引腳輸出的開關(guān)。寄存器 A的 BIT4BIT6 的其它組合都是使晶振關(guān)閉。中斷控制和狀態(tài)位在寄存器 B 和 C 中，本文的其它部分將詳細(xì)描述每個(gè)中斷發(fā)生條件。定鬧中斷的發(fā)生率可編程，從每秒一次到每天一次，周期性中斷的發(fā)生率可從500ms 到 122s 選擇。 非易失 RAM ： 在 DS1288 中， 114 字節(jié)通用非易失 RAM 不專用一任何特殊功能，它們可被處理器程序用作非易失內(nèi)存，在更新周期也可訪問。不關(guān)心碼是任意從 O0 到 FF 的 16進(jìn)制數(shù)。第一種，當(dāng)定鬧時(shí)間寫入相應(yīng)時(shí)，分，秒，定鬧單元，在定允許鬧位置高的條件下，定鬧中斷每天準(zhǔn)時(shí)起動(dòng)一次。時(shí)間，日歷和定 鬧字節(jié)是雙緩沖的，總是可訪問的。 時(shí)間，日歷和定鬧單元 ： 時(shí)間和日歷信息通過讀相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)來獲取，時(shí)間，日歷和定鬧通過寫相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)設(shè)置或初始化，其字節(jié)內(nèi)容可以是二進(jìn)制或 BCD 形式。 (機(jī)電一體化只能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ) 18 內(nèi)部功能 地址分配 ： DS12887 的地址由 114 字節(jié)的用戶 RAM 存放。 IRQ 線是漏極開路輸入，要求外接上接電阻。 IRQ（中斷申請(qǐng)輸入）：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。在此模式下， R/W 引腳與通用 RAM 的寫允許信號(hào)（ WE）的含義相同。 R/W（讀 /寫輸入）： R/W 引腳也有兩種操作模式。 DS（數(shù)據(jù)選通或讀輸入）： DS/RD 引腳有兩種操作模式，取決于 MOT 引腳的電平，當(dāng)使用 Motorola 時(shí)序時(shí)， DS是一正脈沖，出現(xiàn)在總線周期的后段，稱為數(shù)據(jù)選通；在讀周期 ， DS 指示 DS12887 驅(qū)動(dòng)雙向總線的時(shí)刻；在寫周期， DS 的后沿使 DS12887 鎖存寫數(shù)據(jù)。 AD0AD7（雙向地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線）：總線接口，可與 Motorola 微機(jī)系列和Intel 微機(jī)系列接口。 MOT （ 模式 選擇 ）： MOT 引腳 接到 Vcc 時(shí) ，選 擇 target=_blank title=MOTOROLA 貨源和 PDF 資料 MOTOROLA 時(shí)序，當(dāng)接到GND 時(shí)，選擇 Intel 時(shí)序。 DS12887 引腳分配： Vcc：直流電源 +5V 電壓。 （ 8）中斷信號(hào)輸出（ IRQ）和總線兼容，定鬧中斷，周期性中斷、時(shí)鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行測(cè)試。 （ 6）有 128 個(gè)字節(jié) RAM 單元與軟件接口，其中 14個(gè)字節(jié)作為時(shí)鐘和控制寄存器， 114 字節(jié)為通用 RAM，所有 RAM 單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能。 （ 4） 12小時(shí)或 24 小時(shí)制， 12小時(shí)時(shí) 鐘模式帶有 PM 和 AM指示，有夏令時(shí)功能。 （ 2）計(jì)秒，分，時(shí)，天，星期，日，月，年，并有閏年補(bǔ)嘗功能。 DS12887 芯片 具有微功耗，外圍接口簡(jiǎn)單，精度高，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)中 。 DS12887 芯片具有微功耗，外圍接 口簡(jiǎn)單，精度高，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)中。 DS12887 內(nèi)部有 114 字節(jié)的用戶非易失性 RAM，可用來存入需長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。 第七節(jié) 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí)所需要的時(shí)間以及日歷。 內(nèi)部集成 2 個(gè) RS232C 驅(qū)動(dòng)器 。 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓V+、 V。 主要特點(diǎn)： 符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 其中 13腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11腳（ T1IN）、 14腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232串 口電平的需要。 MAX232 簡(jiǎn)介： 使 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 ,用 +5v 單電源供電。所以主接線端子和控制端子都可直接拆卸，不需烙鐵焊接，非常方便。當(dāng) UM接收到制動(dòng)信號(hào)后，通，接在制動(dòng)端 BN 的制動(dòng)電阻吸收電能，制動(dòng)電路工作。如果 UM中任