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基于HART协议二线制电气阀门定位器的设计研究
资料介绍
生产过程的自动控制简称过程控制,在国民经济中占有极其重要的地位。过程控制从模拟控制系统发展到模拟数字混合的集散控制系统,并进一步发展到现场总线控制系统。过程控制的质量很大程度上取决于过程控制仪表,包括变送器、调节器、执行器和各种辅助装置。 气动调节阀是过程控制当中很重要的一种执行器,而阀门定位器作为气动调节阀的主要附件之一,可以改善阀门特性、提高控制的精度、速度和增加控制的灵活性。阀门定位器向智能型、现场总线仪表方向发展,给过程控制带来了深刻的变革,代表了气动执行器技术的发展方向。目前,国外一些大公司已相继研制成功了智能阀门定位器,有的配置有HART协议、PROFIBUS总线、FF总线等现场总线接口;而国内在这方面的研究尚处于起步阶段。 本文研制的智能阀门定位器是基于4~20mA电流、可配置HART协议接口的二线制阀门定位系统,总体设计围绕低功耗的实现来展开,主要研究工作和成果如下: 1.针对低功耗控制电路、DC-DC转换等技术难题作了初步的研究工作,提出了相应的解决办法; 2.构建了以 单片机为核心的控制系统,包括A/D采样、数据处理、D/A输出、阀位驱动等单元; 3.编写了基于模块化思想的系统软件包,由控制程序和功能模块两部分组成; 4.针对HART协议的通信设计作了初步探索,设计并调试了HART协议通信电路的硬件和软件系统; 5.构建了一套智能二线制阀门定位器样机。
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