新型CAN智能电动执行器的设计

1、新型can智能电动执行器的设计控制器局部网can(controller area network)属于现场的一种，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，被公认为是最有前途的现场总线之一。在工业控制系统中，电动执行器是电动单元组合仪表中一个很重要的执行单元。它由控制和执行机构两个在电路上彻低自立的部分组成，可接收来自调整器的电控信号，将其线性地转换成机械转角或直线位移，用来操纵风门、挡板、阀门等调整机构，以实现自动控制。近年来，随着微技术和控制技术的快速进展，电动执行器也获得了迅速进展，特殊是国外一些生产厂商在这几年中相继推出了常规的、带现场总线通信协议的智能电动执行器，而can智能

2、电动执行器就是最有进展潜力的一种。本文介绍的can智能电动执行器采纳无刷直流电机控制，控制精度高，实现了数字化的阀位检测，可提高阀位测量的精度和牢靠性，能取代现行普遍采纳的电位器和差动模拟测量办法。一、控制电路的硬件设计can智能电动执行器的原理结构1所示。图1 can智能电动执行器的原理结构图囫囵电路主要由五个部分组成：p89c58为主的主机部分，由sja1000、82c250、光电隔离电路等组成的控制及接口部分，由无刷直流电机专用控制芯片mc33035组成的电机控制部分，阀门位置检测部分和液晶显示部分。1 can总线及接口部分can总线控制及接口2所示，主要包括自立can通信控制器sja1

3、000、can总线82c250和高速光电耦合器6n137。单片机p89c58首先对sja1000举行初始化，控制sja1000实现数据的通相信务。sja1000的ad0ad7衔接到89c52的p0口，cs衔接到89c52的p2.0口，其余的引脚分离对应相连。图2 can总线及接口部分为了增加can总线节点的抗干扰能力，sja1000的tx0和rx0并不是挺直与82c250的txd和rxd相连，而是经高速光耦6n137后再与82c250相连，这样就很好地实现了总线上各can节点间的电气隔离。82c250与can总线的接口也采纳了一定的平安和抗干扰措施，它的canh和canl引脚与can总线之间各

4、串联一个5的，这样可起到一定的限流作用，庇护82c250免受过流的冲击；还可以在canh和canl引脚上并联小，起到滤除总线上的高频干扰和防电磁辐射的作用。82c250的rs脚上接有一个斜率电阻，电阻大小可按照总线通信速度适当调节，普通在16140k之间。2 电机控制电路该电动执行器里电机控制芯片采纳了安森美公司开发的高性能其次代单元无刷直流电机控制器mc33035。该控制器内含可用于正确整流时序的转子位置译码器，以及可对的温度举行补偿的参考电平；同时，还具有一个频率可编程的锯齿波、一个误差信号、一个脉冲调制器、三个集电极开路顶端驱动输出和三个十分适用于驱动功率的大图腾柱式底部输出器。电机控制

5、电路原理模块3所示。图3 电机控制电路原理模块图该电机控制电路的功能包括开环速度控制、使能控制和正反转控制。电机的转速控制是利用4-10位译码器/驱动器74ls145的功能，由单片机p89c58给出信号，通过分压电路提供应引脚速度来实现的。电机的使能控制和正反转控制信号也由单片机控制，发出电平信号给89c2051，举行电平转换后输出给mc33035相应的管脚来控制电机的工作状态。3 阀门位置检测电路和液晶显示为了实现阀位的数字化检测，在a/d转换电路中采纳了公司的16位-(电荷平衡式)a/d转换器ad7705。ad7705包括由缓冲器和增益可编程放大器(pga)组成的前端模拟调整电路、-调制器

6、及可编程数字等，能挺直未来自传感器的不同摆幅范围内的信号放大到a/d转换器满标度电压附近，再举行a/d转换，实现了0.003%精度的非线性16位无误码数据输出；其增益和数据输出更新速率均可编程设定，还可挑选输入模拟缓冲器，以及自校准和系统校准方式。通过外接高精密导电塑料电位器传感器，由基准电压值分压后所得电压值即反映了阀门位置值。系统采纳truly公司生产的128×64点阵液晶，它的全部控制器、扫描电路和显示ram集成于液晶屏背面，并带有背光。该模块采纳单电源供电，由大规模点阵式显示控制器ks0107、液晶屏阵列驱动电路ks0108、显示存储器和液晶屏等4部分组成。二、智能执行器软件设计软件设计主要包括三个方面：can总