【正文】 感謝他們給了我如此精彩的大學(xué)生活！ 。同時(shí)也要感謝我那幫古靈精怪同學(xué)們，要不是他們一個(gè)個(gè)‘怪異’的問題，也不會成就我今天的這篇論文。也從寫論文的過程當(dāng)中領(lǐng)悟 到了機(jī)電一體化這個(gè)專業(yè)的真諦，那就是要有一顆勇于探索和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男?。特別是獨(dú)自處理事情的能力有了較大的提高。 泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 26 參考文獻(xiàn) ［ 1］鄧兵，等．?dāng)?shù)字閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)［ J］．自動(dòng) 化儀表， 2021(1)． ［ 2］ Liu Jianhou． The research on reliability and environmentadaptability of electric control valve used in unclear powerstation［ J］． Maintainability and Safety， vol． 2， Dalian， China， 28－ 31 August2021． ［ 3］ Antsaklis PJ． Intelligence andlearning［ J］． IEEEControl Syst Mag，1995(15)． ［ 4］王福瑞，等．單片機(jī)微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全［ M］．北京航空航天大學(xué)出版社， 1999， 9－ 249． ［ 5］陳玉紅．一種簡單實(shí)用的線性光隔離放大器［ J］．漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )， 1999(4)． 謝 辭 寒風(fēng)凌厲，時(shí)光如梭，轉(zhuǎn)瞬間幾個(gè)星期就這樣悄然遠(yuǎn)去。該智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了液晶顯示技術(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運(yùn)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。從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。若運(yùn)放 A 的反相端電位由于擾動(dòng)而正向偏離虛地，則運(yùn)放 A的輸出端的電位 將降低，因而光電耦合器的發(fā)光強(qiáng)度將增強(qiáng)，則使其集射極電壓減小，最后使運(yùn)放 A 的反相端的電位降低，回到正常狀態(tài)。15V 和 177。 第四節(jié) 模擬信號的隔離 由于變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓之間的地不一致，因此存在著較高的共模電壓，為了保證系統(tǒng)的安全性，必須將它們彼此相互隔離?？傊悄茈妱?dòng)調(diào)節(jié)閥 集測量、決斷、執(zhí)行 3 種功能于一體，順應(yīng)了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的發(fā)展趨勢，它的研制成功給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的研究開發(fā)提供了新的思路。因此， 同一臺智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥可以在一定范圍內(nèi)具有不同的運(yùn)行速度和關(guān)斷力矩。對于較快的系統(tǒng)，如液體的流量控制，調(diào)節(jié)閥可能有明顯的滯后，在回路的可控性方面一定要有所考慮。 動(dòng)態(tài)特性是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)或閥門定位器一執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合決定的。 在調(diào)節(jié)理論的術(shù)語中，調(diào)節(jié)閥既有靜態(tài)特性，又有動(dòng)態(tài)特性，因而它影響整個(gè)控制回路成敗。 當(dāng)一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)器配套使用時(shí)，可采用電一氣閥門定位器或電一氣轉(zhuǎn)換器。 在氣動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器輸出的氣動(dòng)信號可以直接驅(qū)動(dòng)彈簧一薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使閥門動(dòng)作。變送器的輸出被送到調(diào)節(jié)儀表 —— 調(diào)節(jié)器，它確定并測量給定值或期望值與工藝參數(shù)的實(shí)際值之間的偏差，一個(gè)接一個(gè)地把校正信號送出給最終控制元件—— 調(diào)節(jié)閥。 常見的控制回路包括三個(gè)主要部分，第一部分是敏感元件，它通常是一個(gè)變送器。對于氣體，它接近于等溫絕熱狀態(tài)，偏差取決于氣體的非理想程度 (焦耳一湯姆遜效應(yīng) )。它改變工藝流體的紊流度或者在層流情況下提供一個(gè)壓力降，壓力降是由改變閥門阻力或 “ 摩擦 ” 所引起的。在許多系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥經(jīng)受的工作條件如溫度、壓力、腐蝕和污染都要比其它部件更為嚴(yán)重，然而，當(dāng)它控制工藝流體的流動(dòng)時(shí)，它必須令人滿意地運(yùn)行及最少的維修量。其他的最終控制元件包括計(jì)量泵、調(diào)節(jié)擋板和百葉窗式擋板 (一種蝶閥的變型 )、可變斜度的風(fēng)扇葉片、電流調(diào)節(jié)裝置以及不同于閥門的電動(dòng)機(jī)定位裝置。在調(diào)節(jié)器的低能量級和執(zhí)行流動(dòng)流體控制所需的高能級功能之間，最終控制元件完成了必要的功率放大作用。這些控制無論是能量的交換、壓力的降低或者是簡單的容器加料，都需要＊某些最終控制元件去完成。智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是根據(jù)當(dāng)前位置與給定位置的差值， 以及運(yùn)行速度的大小超前確定減速點(diǎn)的位置及減速段變化速率 ki， 使閥門在較低的速度下實(shí)現(xiàn)精確的微調(diào)和定位，從而將超程降到最低 。 磁場溫度檢測型：在電動(dòng)機(jī)中埋入磁場檢測線圈和溫度探頭，根據(jù)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場的變化和溫度的變化進(jìn)行保護(hù)，主要功能包括過載、堵轉(zhuǎn)、缺相、過熱保護(hù)和 磨損監(jiān)測，保護(hù)功能完善，缺點(diǎn)是需在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部安裝磁場檢測線圈和溫度傳感器。整定電流采用數(shù)字設(shè)定，通過操作面板按鈕來操作，用戶可以根據(jù)自己實(shí)際使用要求和保護(hù)情況在現(xiàn)場自行對各種參數(shù)修正設(shè)定 ，采用數(shù)碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，如 ModBUS、 ProfiBUS 等，價(jià)格相對高些，用于較重要場合，目前高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)均采用智能型。保護(hù)功能包括過載、缺相、堵轉(zhuǎn)等故障保護(hù)，故障類型采用指示燈顯示，運(yùn)行電量采用數(shù)碼管顯示。 電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的常見類型 ： 熱繼電器：普通小容量交流電 機(jī)，良好工作條件，不存在頻繁啟動(dòng)等惡劣工況，由于精度差，可靠性不能保證，不推薦使用。 理想的電機(jī)保護(hù)器不是功能最多，也不是所謂最先進(jìn)的，而是應(yīng)該滿足現(xiàn)場實(shí)際需求，做到經(jīng)濟(jì)性和可靠性的統(tǒng)一，具有較高的性能價(jià)格比。 合理選用電機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)既能充分發(fā)揮電機(jī)的過載能力，又能 免于損壞，從而提高電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。 目前電機(jī)保護(hù)器已由過去的機(jī)械式發(fā)展為電子式和智能型，可直接顯示電機(jī)的電流、電壓、溫度等參數(shù)，靈敏度高，可靠性高，功能多，調(diào)試方便，保護(hù)動(dòng)作后故障種類一目了然，既減少了電機(jī)的損壞，又極大方便了故障的判斷，有利于生產(chǎn)現(xiàn)場的故障處理和縮短恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)間。 泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 22 第二節(jié) 電機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn) 電機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn) 為了防止電機(jī)因過熱而燒毀，單片機(jī)通過溫度傳感器連續(xù)檢測電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行溫度，如果溫度傳感器檢測到電機(jī)溫度過高，自動(dòng)切斷供電電源。其原理是，單片機(jī)將本次檢測的位置信號與上次檢測的信號相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，即認(rèn)為己達(dá)到極限位置，立即切斷異步電機(jī)的供電電源，保證閥門的安全關(guān)閉或全開。機(jī)械式限位開關(guān)精度低，在運(yùn)行中易松動(dòng)，可靠性差。 閥位的極限位置判斷閥位的極限位置是指全開和全關(guān)位置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的微處理器根據(jù)測得的變頻器輸出電壓和電流，通過精確計(jì)算，得出其輸出力矩?？刂葡到y(tǒng)由閥位給定和閥位反饋信號構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，控制特性視運(yùn)行方式、速度而定，并具有自動(dòng) 過流保護(hù)、過載保護(hù)、超壓、欠壓、過熱、缺相、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。 第三章 關(guān)鍵技術(shù)問題的解決 該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了最新的變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率小于 5． 5kW。任意時(shí)刻的式中 Ts－－采樣周期， Hz。將曲線上速率開始發(fā)生改變的那一點(diǎn)稱為起始段點(diǎn)，相應(yīng)的時(shí)間稱為段起始時(shí)間 t（ i） （ i=0， 1， 2， ?? ），相應(yīng)的速度稱為段起始速度（ i）（ i=0， 1，2， ?? ）。速度給定發(fā)生器，通過比較實(shí)際閥位與給定閥位， 當(dāng)二者不相等時(shí)，以恒定加速度加速， 減速點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前速度、閥位值和閥位給定值的大小計(jì)算得來。位置環(huán)主要根據(jù)當(dāng)前位置與設(shè)定位置的差值，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)。速度給定發(fā)生器的工作原理為：通過比較實(shí)際閥位與給定閥位，當(dāng)二者不相等時(shí)，以恒定加速度加速，減速點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前速度、閥位值、閥位給定值的大小計(jì)算得來。由于大流量閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中存在加速、勻速、減速等階段。速度調(diào)節(jié)器采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法 (具體內(nèi)容另文敘述 )。 第二章 閥位及速度控制原理 采用雙環(huán)控制方案，其中內(nèi)環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。 第九節(jié) 程序出格自恢復(fù)電 路 程序出格自恢復(fù) 電路 是 為了保證在強(qiáng)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。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。采用組態(tài)顯示方式。 （ 2）用 SQWE 位允許并用相同的頻率。 RS RS RS RS0：頻率選擇位，從 15 級頻率器 13個(gè)抽頭中選一個(gè)，或禁止分頻器輸入。 DV0、 DV DV2：用于開關(guān)晶振和復(fù)位分頻鏈。 寄存器 A UIP：更新周期正在進(jìn)行位。更新周期還比較每一定鬧字節(jié)與相應(yīng)的時(shí)間字節(jié)，如果匹配或三個(gè)字節(jié)都是不關(guān)心碼，則產(chǎn)生一次定鬧中斷。 周期中斷選擇 ： 周期中斷可在 IRQ 腳產(chǎn)生 500ms 一次到每 122μs 一次的中斷，中斷步率同樣由寄存 A 確定，它的控制位為寄存器 B中的 PIE 位 。 方波輸出選擇 ： 15 級分頻抽頭中的 13個(gè)可用于 15 選 1選擇器，選擇分頻器抽頭的目的是在 SQW 引腳產(chǎn)生一個(gè)方波信號，其頻率由寄存器 A 的 RS0RS3位設(shè)置。 晶振控制位 ： DS12887 出廠時(shí)，其內(nèi)部晶振被關(guān)掉，以防止鉭電池在芯片裝入系統(tǒng)前被消耗。更新結(jié)束中斷用于向程序指示一個(gè)更新周期完成。 中斷 ： RTC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘加 RAM 向處理器提供三個(gè)獨(dú)立的，自動(dòng)的中斷源。當(dāng)小時(shí)字節(jié)的不關(guān)心碼位置位時(shí)，定鬧為小時(shí)發(fā)生一次；同樣，當(dāng)小時(shí)和分鐘定鬧字節(jié)置不關(guān)心位時(shí)，每分鐘定鬧一次；當(dāng)三個(gè)字節(jié)都置不關(guān)心位時(shí)，每秒中斷一次。第二種，在三個(gè)定鬧字節(jié)中插入一個(gè)或多個(gè)不關(guān)心碼。每秒鐘這 10 個(gè)字節(jié)走時(shí) 1 秒，檢查一次定鬧條件，如在更新時(shí)，讀時(shí)間和日歷可能引起錯(cuò)誤，三個(gè)字節(jié)的定鬧字節(jié)有兩種使用方法。時(shí)間可選擇 12 小時(shí)制或 24 小時(shí)制，當(dāng)選擇 12 小時(shí)制時(shí)，小時(shí)字節(jié)的高門為邏輯 “1” 代表 PM。 10 字節(jié)的存放實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)間，日歷和定鬧 RAM 及用于控制和狀態(tài)的 4字節(jié)特殊寄存器組成，幾乎所有的 128 個(gè)字節(jié)直接讀寫。 RESET（復(fù)位輸出）：當(dāng)該腳保持低電平時(shí)間大于 200ms，保證 DS12887 有效復(fù)位。沒有中斷的條件滿足時(shí)， IRQ 處于高阻態(tài)。 CS（片選輸入）：在訪問 DS12887 的總線周期內(nèi)，片選信號必須保持為低。選 Motorola 時(shí)序時(shí)， R/W是低電平信號時(shí)，指示當(dāng)前周期是讀或?qū)懼芷冢?DS 為高電平時(shí)， R/W 高電平指示讀周期， R/W 信號一低電平信號，稱為 WR。選擇 Intel 時(shí)序時(shí)， DS稱作（ RD）， RD與典型存貯