基于PIC电动执行控制器的系统设计
本科毕业设计说明书基于PIC电动执行控制器的系统设计THE SYSTEM OF ELECTRIC ACTUATOR CONTROLLER BASED ON PIC学院（部）：电气与信息工程学院 专业班级： 电气08-3 学生姓名： 指导教师： 2012 年 5 月 12 日安徽理工大学毕业设计基于PIC电动执行控制器的系统设计摘 要本文旨在设计一种三相调节型电动执行器专用控制模块，它可以接收来自DCS等系统或PLC等控制器的4-20mA电流信号，控制电动执行器对阀门的打开或关闭。可进行两线式比例控制：1、4mA阀门全部关闭，20mA阀门全部开启；2、20mA阀门全部关闭，4mA阀门全部开启。该模块集相序、阀位变送、隔离放大、功率驱动等诸多功能于一体，具有缺相保护、过力矩保护、禁动延时保护、鉴相报警、丢信保护、掉电记忆、温度保护等完善的保护功能。还可加配现场旋钮板和红外遥控器，实现较高防护等级的现场操作。该模块还具有完美的人机交换界面，从而实现对阀门的各种控制。该模块具有抗干扰能力强、性能可靠、抗震、防潮、体积小、接线简单、调试方便等优点。现已广泛应用于各种阀门电动装置产品上。关键词： 电动执行器，电流信号，保护，现场操作 THE SYSTEM OF ELECTRIC ACTUATOR CONTROLLER BASED ON PICABSTRACT This article aims to design a three-phase modulating electric actuator control module, it can receive the 4-20mA current signal from the DCS and other systems or PLC controller, to control electric actuator on the valve to open or close. Two-wire proportional control: 1. 4 mA valve closed by 20mA valve fully open; 2. 20 mA, the valve closed by 4mA valve fully open. The module sets the phase sequence, the valve position transmitter, isolation amplifier, power driver and many other functions in one, with the lack of protection, over-torque protection, forbidden to move to delay protection, alarm phase, the lost letter of protection, power-down memory, temperature protection and other protection features. Also increase with field knob plate and infrared remote control, on-site operation to achieve higher degrees of protection. The module also has a perfect man - machine interface, in order to achieve a variety of control valves. The module has a strong anti-interference ability, reliable performance, seismic, moisture, small size, simple wiring, commissioning, etc. Has been widely used in electrical installations of all kinds of valves.KEYWORDS：electric actuator, current signal, protection, Site operationsI目录摘要(中文) 摘要(外文)1绪论1 1.1 引言 1 1.2 执行机构结构 1 1.3 执行机构的应用领域 21.3.1 发电厂 21.3.2 过程控制21.3.3 工业自动化 2 1.4 现在国际上知名公司 31.4.1 英国的罗托克（ROTORK） 31.4.2 美国的乔登（JORDAN） 41.4.3 ABB 41.4.4 德国的西门子（SIEMENS） 52系统硬件设计 6 2.1系统结构框图 6 2.2 单片机最小系统6 2.3 系统电源设计72.3.1 LM7812使用介绍 72.3.2 LM7525使用介绍 82.3.3 系统电源结构 92.3.4 仿真结果 9 2.4 PWM转4-20mA输出电流模块 112.4.1 需求分析 112.4.2 电路原理图 112.4.3 电路结构原理分析 112.4.4 简化分析计算 112.4.5 可调线性度 12 2.5 远方电流及阀位采样122.5.1远方电流采样 122.5.2 阀位电阻采样 13 2.6 限位及力矩开关信号13 2.7 继电器驱动电路14 2.8 鉴相电路15 2.8.1需求分析 15 2.8.2电路结构 16 2.8.3电路原理分析17 2.8.4计算分析 19 2.9 缺相电路20 2.9.1缺相电路结构 20 2.9.2电路仿真结果 20 2.10 旋钮板电路21 2.11 人机界面23 2.11.1液晶显示电路 23 2.11.2液晶引脚接口定义 23 2.11.3串行SPI时序 24 2.11.4实测显示界面 24 2.12 遥控电路24 2.12.1芯片结构图 25 2.12.2 PT2221引脚定义 25 2.12.3 发射部分电路 26 2.12.4 代码特征 26 2.12.5 红外接收部分 28 2.13 电气接线283 系统软件设计 29 3.1 软件设计需求29 3.2 软件运行环境30 3.3 函数结构设计31 3.3.1 主函数流程图313.3.2 主函数323.3.3 输出电流函数流程图333.3.4 输出电流函数343.3.5 鉴相函数流程图343.3.6 阀门运行函数流程图353.3.7 正作用函数流程图364 系统测试 37 4.1测试方法 37 4.2测试现象 37结论39参考文献
