Page 160 - 机械工程及自动化创新研究

Research on Mechanical Engineering and Automation Innovation
机械工程及自动化创新研究

第二节 智能阀门设计与控制方法

一、智能阀门定位器控制系统设计

传统阀门多用手动调节，且需现场调整来适应生产要求。然而在一些操作不

方便或有害物质存在的地方，无法用手动调节。因此，研究智能阀门定位器具有
十分重要的现实意义。设计了一种基于 MSP430 的智能阀门定位器控制系统。该
系统实现了阀门控制参数的自整定，可自动设定阀门动作所必需的全部参数，包

括：阀门的零点和量程，作用方向；阀门的动作速度；参数 KP、KI、KD 的值
及死区；阀门的全开和全关时间等。该系统提高了阀门定位器的控制精度和定位
速度，具有广阔的应用前景。
（一）系统方案设计
设计的系统主要由控制核心、通信、LCD 显示及按键输入、采样、阀位反馈、

电气转换等模块构成。
1. 控制核心模块
本系统是以 MSP430F149 单片机作为核心控制器，利用其片内外设和数据处

理功能进行设计的。4~20mA 电流为整个系统的输入，采用二线制（工业标准的
4~20mA 电流信号）结构。电源和控制信号线共享两根导线，其电源本身取自信
号线。通过 4~20mA 采样电路，实现控制信号的采样，并将其作为阀门工作设定
值。系统结构如图 4-2 所示。

图 4-2 系统结构示意图

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