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智能阀门定位器的研究与开发
资料介绍
阀门作为管道系统介质流量的调节执行机构,是一种重要的执行器,阀门定位器是主要附件之一。而我们国内传统定位器主要以力平衡式为主,所以行程和零点调整时需反复调整,调校麻烦、功能单一、可扩充性差。而国外进口的智能型阀门定位器价格昂贵。实现数字化、智能化诊断与无人看守的智能阀门定位器已经变得十分迫切。本文就是根据这样的实际需求,阐述了自主开发的智能阀门定位器的工作基本原理和设计过程中所涉及到的基本知识,并对关键环节进行了详细分析。
本文所述的智能阀门定位器是以单片机ATmega16为核心部件,还包括显示电路,RS485接口、电源、复位电路、I/V转换电路、报警器等组成基本控制系统的硬件结构。因为智能阀门定位器具有非线性和实时性,并且在控制过程中出现滞后现象,所以采用灰色预测和模糊自整定PID结合产生相应的控制信号,使阀芯准确定位,实现对阀门工作的闭环控制。灰色预测起到提前控制的作用,而模糊自整定PID使系统可以进行在线的、实时的控制。这些功能的实现是用C语言的软件程序支持。同时,在软件程序的支持下其它的硬件也能够对各种电信号进行反应和处理,并同时对阀门工作中出现的故障情况也可以做出紧急反应,并且,此系统非常人性化的加入了红外遥控控制,避免了人爬高带来的种种不便。作为智能阀门定位器,能够对命令信号和反馈信号进行生成、传输、显示,从而模拟远程控制中心的工作。
经过实验证明,该智能阀门定位器的设计方案是切实可行的。与国内传统定位器相比,该阀门定位器不仅可以显示阀位、与上位机进行串口通信、故障报警且具有控制精度高、调整方便、能耗低、适用范围广等特点。
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