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設計電動執行器,你還需要知道這些原則
2021年04月06日 13:38:51 來源:本站原創
        電動執行器一般由控制系統、驅動電機、執行機構等組成,控制系統作為核心部分,其性能將直接決定閥門的位置控制精度。電動執行器控制系統多基于PLC或單片機搭建,控制效果比較理想,但是PLC在可擴展性、二次開發等方面存在短板且成本較高;單片機運算處理能力有限。DSP即數字信號處理器,兼顧數據處理和實時控制而且易于開發。以32位定點DSP芯片TMS320F2812為例,其專門針對電機控制和運動控制而設計。硬件配置上,TMS320F2812具有豐富的通用輸入輸出接口、16通道12位A/D轉換器、兩個事件管理器以及大容量的片上存儲器,能夠較好地滿足電動執行器的控制需求;運算速度上,TMS320F2812可以達到150MIPS,可以實時地處理復雜控制算法,實現高精度控制,保證電機的位置控制精度以及速度控制的動態特性;通信方面,TMS320F2812芯片支持多種通信機制,如UART串口通信、CAN總線通信、SPI總線通信等,能夠很方便地實現人機交互界面的設計以及同其他系統之間的信息交互。     
  電動執行器的控制系統基于微控制器TMS320F2812設計,執行機構選用步進電機,控制系統結構如圖2所示。由圖2可知,電動執行器控制系統主要包括上位機、CAN通信模塊、微控制器、步進電機驅動電路、參數檢測等部分。通過現場控制面板或者上位機設定相關參數;參數經CAN總線傳送控制器TMS320F2812,通過運算得到步進電機控制量,進而實現其速度、旋轉角度等控制;步進電機的旋轉輸出經滾珠絲杠進行運動形式轉化以及減速處理后進行閥桿控制,進而實現閥門開口度的控制。另外,步進電機一端裝有霍爾傳感器,用于電機轉速和位置控制;閥門處裝有流量、壓力等傳感器,采集的流量、壓力等信號經簡單處理后傳送控制器TMS320F2812的A/D模塊,與設定值比較,得到偏差數值,通過調整步進電機位置和速度保證閥門開口精度,實現自動控制。
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