阀门定位控制系统设计电气张颖

洗图镜书松分类述号：村密棉东课级跟：课程设计说明书后阀门绢定位识控制坛系统哥设计科20咽11或年涂7塞月犬4屋日摘要在现代工业自动化控制中，工业过程控制的质量很大程度上取决于过程控制仪表性能的高低。气动调节阀是工业过程控制的重要调节机构，本文研究的智能阀门定位器是气动调节阀的核心附件，它能够显著改善阀门的动态特性，提高阀门的响应速度、定位精度以及控制灵活性。阀门定位器从二十世纪中期产生至今，经历了几个不同的发展阶段.目前智能式阀门定位器是国内外研究和使用的重点。1.根据目前国内、外对智能阀门定位器的研究，通过深入分析典型智能阀门定位器的结构，工作原理及其实现的功能，制定了以LPC2290为定位器核心的硬件系统方案，并预测了所设计的定位器硬件系统达到的性能指标。2.对智能阀门定位器硬件系统进行了特性分析。根据所制定的定位器硬件系统设计方案，在数学建模的基础上详细分析了所设计的智能阀门定位器硬件系统主要模块的动、静态特性、工作原理及其对定位器控制系统的作用和影响。关键词：智能阀门定位器；系统硬件特性；LPC2290；电路设计榴目喘搂砍盐录冈第一践章淡电动挪阀门团主要帅概述信1税1.摔1概舞述井1伍1.伙2现权状闯2处1.缓3电晒动阀边门装广置简穴介痰3童1.增4阀阁门电培动装庙置的朱分类岭3桐1.秤5选座购电办动阀祝门装宫置应困注意奸的问救题肌5狗第二矩章揉阀门纷智能冤控制陕器的均总体驱设计甚方案地6以2.文1翻硬件梨系统单整体扒设计观方案悔及性草能指牵标而6种2．秀2智处能式借阀门哥控制端器的租硬件攻组成谋及实设现功叨能迎6兄2.炭2.漆1嗓控制宣器硬帆件组糟成驾6态2．早2．映2智父能阀举门控呀制器眼主要营实现盈的功瓦能嘉7孕第三罗章骗软件阀电路绒设计旅9暖3．池1编货程语户言的运选择耐9胖3．散2上阀位机送软件文中主谅要功夫能环颠节的遣实现良9寄3．盼2．加1愈利用左VB慰6.氏0实侮现串炸口数盯据采吗集遵9姐第四脸章怕阀门陕控制逼器硬划件电殿路设瘦计租13倍4．增1所蹦设计龄智能块阀门毫控制傲器硬伴件系优统方盒案略13定4.笑1.湿1硬铃件系侧统整础体方页案捕13毛4.近2硬觉件系郑统核龙心电骨路设缴计来17氏4．讯3A包/D役转换烂电路对21彻4.号4D弦/A但转换甲22自第五塑章.妈总结液与展现望堆26洒5.卖1工虹作总羊结魂26拾5.钥1.嚷1准鹅备阶醉段洁26疫5.狱1.登2智脚能式事定位必器硬梦件控陡制系衔统特蛋性分递析抖26既5.璃1.翅3智森能式种定位包器控膏制系捞统硬送件电蕉路设苗计火26株5．梅2展厨望明26握5.牛2.准l在绘系统出抗干忧扰方驴面蠢26丧5.责2.爷2在蓬系统病的报倍警处压理方突面抱27贫5.与2.恶3在及通讯屈方面案27购5.进2.粘4在狼系统宾供电颤方式慈方面跟27差参考霸文献琴28诚第一墨章育电动绑阀门怜主要雨概述妈1.色1概证述茅五十先多年始前，仍工业报生产骂中控夏制回宫路都疮是气挨体驱陶动的文，变附送器漂、调乔节器扣和执献行单控元(殊如调运节阀吧)被寸连接抚在一申起并迁通过处一个听3-夕15交ps合i(惧1个夕标准有大气明压=奇14罗．6践9p齿si久)的祥气动墨信号蝇相互脾通讯昏，这莲个信部号同溜时也区是驱杨动执黄行机心构动是作的苹动力成源睁辉7。继。在亭大多芹数情变况下豆，此吸种装屋置的耐操作卖仍是糊正确财的，检但在寿一些摩特殊鱼情况稀下，酷例如伏阀的舞位置转反应爪或改捷变速脱度太驱慢；既较大茅尺寸净的阀给，需阅要较狡大的袋执行佛机构阔时，耕使用纷此种窑低气特压信岔号很企难达套到预忍期的毅控制叙效果母和控傻制目讽的。豆这些降问题喷的产枝生直捞接导字致了致阀门颜定位昌器的糟问世肚。阀慌门定案位器沫从产断生至摊今，织经历嫂了不叫同的贞发展像阶段挡。二饱十世汗纪四团十年骨代最轮早出音现了青气动闹阀门展定位籍器，曲它在拒调节率器输划出和衫阀门占位置忠之间赌扮演泄容量敏调节口器、睁信号漏放大屠器和逮关系度控制皮器的健角色牧，最庄早的对气动少阀门浅定位器器是素利用址力平泽衡原僚理制警造的土完全掀气动罗阀门营定位运器，顾其结诞构原蜻理如携图1蚁-1蜓所示木阀阀门定位器执行器气源葡图1壳-1独气像动阀偏门定抽位器与结构奏简图扑作为哀驱动典阀门遗或风冠门的摇一种刚主要托装置隔阀门凭电动膊装置久经过喉多年愚的发还展,退已澡经成锹为控受制可僚靠,趟操惯作简院单,溜维油护方遍便的输高性戚能产盲品。名随着泰现代鬼科学伐技术遮的飞牺速发融展,膝许条多新级技术筝和新谅材料心的应酒用,奴各愚种高超品质该高性脊能的烛阀门危或风杰门等叶设备勾的不河断出弄现,桑要拜求与拘其所石匹配惜的各剧种控御制装齐置也促应不钢断改帽进。稍当吩调节贫器来少的控叙制信套号P额i增红大时肌，波劝纹管捡1就跃相应结伸长哀，并贝推动锁挡板像2以旁反馈寸凸轮杯5为痛支点息作逆挽时针题偏转阔，于往是挡凤板2谈就靠陵近喷兆嘴3宴，使四喷嘴最背压至升高须。此笛背压希经放折大器蹈4放开大后极，输曲出压固力迅阁速上互升并探送入榨气动扎调节搅阀的以膜头朋8，具使阀含杆7叹向下缩移动现，带熟动反涉馈杆呜6和秒反馈称凸轮买5绕非支点剃O顺格时针铁偏转夜，反贵馈凸室轮5智的偏碎转使饮挡板嚷以波狂纹管录1为裁支点演作逆突时针钳方向目偏转鉴，于袖是挡愚板2无离开聋喷嘴吨3，梅使输讲出压倚力下凶降，叛即阀存杆7香向下擦移动良引起润的效酿果是君负反巧馈作疲用。越此时雁，一萌定的益信号史压力叹就对晃应于僻一定状的阀绝门位岩置p牲J。惑这种渠机械贵传动叠式的墓阀门含定位善器在涝使用男过程华中易役磨损材，精柄度难蔬以保帖证；紧在安豆装调聋试时杯要反改复调日节一饲系列脾弹簧轮、螺都钉以毫达到牢力平总衡，煌过程翠复杂贤；控辞制不床够灵澡活，央不能搬方便档地配炮合不味同行告程的鸭阀门饥，也瓦难以唇提供死多种佛作用彼特性侨和流透量特侮性。嫌但这脏种结拼构多唐年来显，一督直在眠气动允阀门毒定位走器产阀品中驾占主惯导地序位。宿目前炕，在贷国内滋这种拉阀门邀定位犯器还劣在大苦量的棋使用嫩。随胆着工皂业控届制电泻气化夕的普播及，答电气踪阀门烟定位扭器应讨运而沟生。期电．焦气阀注门定渣位器描的输弱入信掏号为水0.突10铃mA词或4义．2诱0m言A的坡DD安ZI捉II屿标准协电流竟信号廊，而定不采牢用2冷0.织10剪0K司p的滤气动结信号薄，输呼出为耻气压趁信号槽。其搂结构伙原理弯如图屋1－足2所卵示。放大器放大器气源执行器力矩马达+阀门定位器颠图1汇-2朋电气抢阀门萍定位充器结宏构简赔图业1.蓝2现恢状膊阀门勺电动托装置凯是以刺电机铅为动借力,逢带将动机相械减膝速装鸭置将雨动力渡传给苏控制林元件戏的最鸟终部莫件。脆同时亚利用税一些券配件单达到寇手会暂电困动切便换、鉴行程划控制敌和力旗矩控维制,反此凳外还逃具有沸可以蹦接受欠位置鞭信号元反馈茧的控级制电怖路。坟目前举国内运外阀浑门电斤动装弓置的选结构膏形式概有几楚十种餐,霉而规脆格型期号则茎有上悄百种铃。为浪了满糊足不窄同的征要求循,键电动从装置趋按安征装环折境分础为普贸通型种和户糠外型棕,味按性牙能分逆为防皇爆型甚、防塘核辐网射型愉和通喘用型燥,敢按启瓶动方代式分崇为开愁关型翁和调株节型骆,峡按运门动方医式分绕为:拴部情分回化转型悦多回变转型异等。鼓电动证装置蜡的控倍制形胜式有刊的简扇单,急有炕的复歌杂(抗如乎带智谅能模级块实护现自释动调载节用赚的等眯)价。针都对不丙同的签工况奏,电边动装修置有缓相应王的行冠业标敲准和话国家谈标准蔬。随番着科斤技的云不断等发展拌,振新技最术新鄙产品柿和新袭工艺临的不嚷断应眠用,狱阀叹门电晋动装繁置的堵性能咸和结抬构将厕得到飞进一煌步改拣进和鹿发展播。袋细结构灶简单偷随着务技术扮的进般步,马电咱动装衔置的字结构擦将更弄加简辰单,杆机峰械部弓分的族体积汗将缩孤小重拾量将担减轻泽,更旗加适赌合用醉户的捐需要未。如汽机械恨减速画装置禽采用殃谐波您减速箱机构不,平通过滥谐波脏齿轮续的大蓄传动酱比将热阀门坝电动齐装置段的体豆积变磨小。鼻或者障采用旱蜗轮洞蜗杆绑与行篇星减展速机堵构组柳合的忠方法倡。新猎材料磨的运贱用也境对减孔小体漂积和乖减轻咽重量挡起着攻积极伏的作狱用。秃随着肠机构混主体肥部分对的改蠢进,龄与补阀门刷电动堆装置除相匹费配的如附件党,况如推许杆和播过渡仰连接刘装置汗等零样部件伟也有溪了改逃进。吵随着亿电子换技术叨和传哑统机磁械的酿不断洪揉合虾,写阀门寒电动程装置惕的机璃械减渴速部蓝分必畜将有撒大的联改观脑。电罚动装痕置和嗽电动衰执行扎机构裕统一闹在国岸内,梁由脊于各倒种原乐因,电阀段门电君动装横置和勤电动弯执行坚机构如是两环个不牛同的灿概念托。它李们也忌有各日自不斩同的美应用算范围禽。然约而,岗无懒论从工原理祝,镇还是驼从实晕际使犁用过动程,极两捕者都绿非常芳类似布。在召国外棚,它体们有固一个棉共同鸦的名回称(历A称CT钢UA序TA锤TO甘R)航。勇现在疤已经较有越规来越闹多的隙专业爷人士导倾向辛于将盈两者纲统一竞起来懒。这狐样既芳可以魄减少叛设计班部门下以及际用户貌的选础型难雷度,动又吴可以块使庞勾大繁隶杂的刘种类闷和体汁系得邻到简北化,桥便它于生转产制份造厂令家设取计生村产。的传统币观念的认为芒阀门蚁电动犬装置菜倾向欢于机带械部辉分,搜结念构要刚可靠虫,抚操作宰要灵碌活,屠控波制要猛简单目。而误电动励执行悟机构推则倾确向于谊电气陪控制殊部分理,售信号诉反馈横要正迁确,某布邪线接钉线要竟简单跪,浴远程题控制厌要具懂备。定作为蜜一种厨机电引一体深化的何产品袭,太将阀键门电忽动装冷置的肥电气然部分充以及脑必要榆的机味械配捷件按粉要求枝重新该设计戒一下铲,朵就可远以满解足电临动执帖行机粮构的疲要求帽了。凡而电背动执例行机诞构本沉身就诱可以当代替虏阀门拖电动膜装置务。倡1.辅3电讽动阀盗门装段置简樱介渡阀门听电动粉装置铜e串le梯ct温ri票c培ac守tu逗at触or姑用哪电力盐驱动轰启闭地或调须节阀踢门的涌装置禽。阀原门电铃动装始置是风实现届阀门肾程控旁、自逝控和半遥控之不可挂缺少警的驱高动设筋备，渴其运麦动过部程可讲由行赶程、块转矩酸或轴撑向推究力的锹大小焰来控牧制。鞠由于玩阀门扁电动荐装置膊的工秒作特鸭性和辩利用涛率取只决于搏阀门味的种项类、希装置引工作值规范留及阀哗门在急管线鸽或设喷备上临的位筹置，触设备逝上的贯位置甚。电估动装帽置一助般由萄下列忘部分法组成想：苹a、伴专用蓬电动度机，掏特点称是过素载能句力强果﹑掀起动竿转矩棒大慧﹑逢转动剥惯量慰小，妻短时暮﹑斗断续钱工作奔。构b、名减速浪机构毯，用跪以减房低电猾动机缓的输主出转形速。民c、哈行程肆控制滥机构的，用董以调辱节和滚准确匀控制虾阀门屠的启典闭位森置。代d、约转矩叙限制达机构待，用霜以调惠节转那矩(耕或推田力)坐并使蚊之不茂超过很预定瓜值。盖e、用手动圈﹑弯电动倾切换紧机构拦，进铜行手拴动或喜电动镜操作蒸的联瓜锁机膀构。躁f、劣开度造指示捐器，宫用以迎显示另阀门拐在启敢闭过糠程中鸽所处思的位罗置哈。俘1.梯4阀扁门电刺动装岗置的使分类族与其扁他阀踩门驱肝动装坛置相役比，逼电动裳驱动谅装置壤具有糟动力胀源广筐泛，晕操作辱迅速将、方谎便等投特点挖，并何且容作易满舟足各志种控桶制要腥求。扔所以买，在蝇阀门摊驱动怖装置暑中，使电动维装置套占主汁导地筝位。纹（1宿）阀细门电钢动装情置按些输入亲方式嫩分为美多回犁转型岩（Z束型）慢和部完分回梅转型和（Q桑型）个两种哥，前窝者用咏于升含降杆元类阀竞门，窑包括济：闸删阀、讲截止滴阀、蚀节流立阀、多隔膜愤阀等剃；后锁者用荐于回辱转杆扫类阀妥门，絮包括千球阀株、旋熟塞阀聚、蝶崖阀等踩，通柿常在再90唤0范痒围内毁启闭楼。趁阀门寨电动垄装置幼按防买护类夫型分租为普也通型如和特炸殊防迷护型矩两大脆类石（2农）普刻通型建电动即装置汇的使耕用环暖境如果下：棋1、啄环境胀温度芽：－诸25钓～4险0哄℃偷2、牵环境丈相对猫温度困≤友90膀％（芬25惭℃营时）掘3、尘海拔欢≤雄10宏00肾m至4、佩工作抵环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