1、系統(tǒng)工作原理

　　閥門定位器的控制系統(tǒng)采用的是89C51為核心的單片機控制系統(tǒng),它接收來自調(diào)節(jié)器的設(shè)定閥門開度的電流信號(4～20mA) ,用這個信號與從調(diào)節(jié)閥閥桿反饋回來的實際開度信號進行比較,如果 微處理器得到一個偏差信號,就利用這個信號去控制壓電閥,使一定量的壓縮空氣經(jīng)過壓電閥進入到調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)的氣室,推動閥芯的移動或轉(zhuǎn)動, 從而達到閥芯的準確定位。

2、系統(tǒng)的基本組成

　　本系統(tǒng)采用89C51單片機, A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0808 ,可編程的鍵盤、顯示接口芯片8279 ,兼有看門狗功能、電源電壓監(jiān)測和EEPROM 功能的 X25045 芯片以及標準RS2232 接口轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 組成基本系統(tǒng)。

3、A/D轉(zhuǎn)換電路

　　由于閥芯的移動速度很慢,即通過閥位反饋桿帶動電位器的動觸點輸出的信號是緩變信號,它相對于ADC0808 的100 μs 的模數(shù)轉(zhuǎn)換時間來說,已相當慢,所以我們在前向通道中無需設(shè)置采樣/ 保持器。為了消除現(xiàn)場的電磁及噪聲的干擾,我們采用數(shù)字濾波程序來消除采樣系統(tǒng)中由于干擾造成的誤差。這將在后面的程序設(shè)計中談到。

4、電源監(jiān)測電路及RS2232 接口轉(zhuǎn)換電路

　　圖2中的X25045是一種新型的“看門狗”和 EEPROM 存儲芯片,它兼有電壓監(jiān)測、“看門狗”定時器和EEPROM 三種功能。X25045還為89C51提供上電復(fù)位,當程序紊亂或電壓失常時啟動內(nèi)部的“看門狗”電路以強制單片機復(fù)位,使程序從頭開始執(zhí)行。X25045 內(nèi)置的512 字節(jié)EEPROM 存儲單元,可隨時保存各種重要數(shù)據(jù),這使系統(tǒng)斷電后重要數(shù)據(jù)不會丟失。

5、調(diào)節(jié)閥開度顯示的設(shè)計

　　通過公式(1) ,我們可以為閥門定位器的電位器在現(xiàn)場與閥芯反饋桿的連接帶來方便。因為電位器的最大行程距離與閥芯的最大行程距離是不可能相同的,而我們要通過改變機械結(jié)構(gòu)使閥芯的最大行程與電位器的最大行程完全匹配是相當困難的,所以可以根據(jù)實際安裝時候閥芯的最大行程的X1 來替換默認的H 值,用最小行程時候的X2 來替換默認的h 值。這樣就可以在閥芯的最大行程距離小于且接近電位器的最大行程距離的條件下,無論閥芯的最大行程距離是多少,都可以準確地測出閥芯的開度。

6、結(jié)束語

　　相對原來的機械力平衡式或位移平衡式閥門定位器,單片機控制系統(tǒng)應(yīng)用到閥門定位器中將顯著提高定位器的控制精度,而且不需更換零部件,而只通過按鍵就能輕易地改變調(diào)節(jié)閥的流量特性以及行程。同時相對機械力平衡式或位移平衡式閥門定位器在工作中通過噴嘴排放空氣來達到調(diào)節(jié)進入執(zhí)行機構(gòu)氣室的氣壓,單片機控制的閥門定位器將節(jié)省大量的壓縮空氣。

　　此外,通過MAX232不僅可以實現(xiàn)單片機控制系統(tǒng)與PC 之間的通信,而且借助PC 還可對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行更為復(fù)雜的處理,使該定位器的使用范圍得以擴大。