Page 161 - 机械工程及自动化创新研究

第四章 阀门设计的相关研究

2.LCD 显示及按键输入模块
LCD 显示及按键输入模块用于提供人机接口。通过 LCD，用户可直观地获
得阀门当前的开度、工作模式和一些具体工作参数，并可配合按键设置系统的工
作方式、系统参数等。

3. 阀位反馈模块
阀位反馈模块通过角位移传感器测量执行器阀杆的位移，将阀杆的位移量转
换为电量，以负反馈的形式连接到系统的输入，构成阀门位置系统的闭环控制回
路，提高系统精度。执行器阀杆移动过程中，带动固定在其上的反馈杆转动；固

定于反馈杆的电位器检测装置转动，并产生电信号；经过反馈单元处理，形成电
压信号，送至控制器处理。
4. 电气转换模块
电气转换模块实现完成电气转换功能。通过微控制器输出的电信号，控制压

电阀，完成气路充气或放气，从而改变作用于气动调节阀的气路气压。这样，即
可推动阀杆移动，完成阀门定位。
5. 通信模块
通信模块利用单片机上的 USART 接口。发送时，数据由 UTXD 端送出。接

收时，数据由 URXD 端输入。它是可编程的全双工串行口。基于单片机的下位机，
主要完成现场数据的采集与处理，并通过无线的方式将数据发送到上位机。上位
机根据用户设定，定时向下位机发出读取数据的命令，并接收返回的数据值。
（二）控制系统软件设计

根据系统的功能要求，本系统的主要流程包括：系统初始化、阀门开度及各
种参数的显示、A/D 采集、系统自整定、按键的处理、控制算法的实现、故障处
理及安全保障程序等。
1. 系统初始化

系统初始化包括：标志位及单元的清零；单片机 I/O 口的设置；液晶显示驱
动芯片 NJU6433、存储芯片 EEPROM 等与 MSP430F149 的接口定义；各个参数
单元的初始值设定；定时器工作方式的设定；定时器初值的设定；中断标志的设
定等。

2. 阀门开度及各种参数的显示
系统正常工作时，要显示阀门开度及其他各种信息。当液晶显示屏显示系统

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