Page 162 - 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

状态时，即开始等待键盘输入；输入有效值后，则在液晶显示屏上显示所需查看
的各种模式。
智能阀门定位器的工作模式主要有自动模式和手动模式。
自动模式是智能阀门定位器的常用工作方式，也是智能阀门定位器的核心功

能部分。它通过自适应控制程序，根据系统输入的电流设置值完成阀位开度的闭
环控制，不断减小系统输入输出偏差，并可将阀门实时开度百分比、工作方式显
示在液晶屏上。
手动模式是通过按键，设置系统自动模式向手动模式的切换。此时，系统将

放弃对阀位开度的闭环控制，允许用户采用 UP 和 DOWN 键控制阀位，并在液
晶显示屏上显示当前系统的阀位开度百分比。通过按下 UP 和 DOWN 键，完成
现场调整：长按 UP 键，实现系统的快速充气；长按 DOWN 键，实现系统的快
速放气；释放 UP 和 DOWN 键，保持当前状态，执行机构停止。

3.A/D 采集
MSP430 单片机带有 8 路的 12 位 A/D 转换模块，在这里选用了三路采集通道，
分别对输入信号、反馈和速度进行采集。使用单通道多次采样的方式，每隔一定
的时间对当前值进行检测，并将检测到的值与设定值进行比较，得到正确的显示

值，传送至 LCD 显示。
4. 控制算法
采用积分分离的 PID 控制算法。控制单元比较采样、滤波处理后得到的设定
值（set value，SV）与反馈值（process value，PV）获得系统的输出误差；通过

控制算法计算，输出控制信号，驱动压电阀动作，控制气动调节阀、气腔气压、
驱动执行机构动作，完成阀位的闭环控制。
主程序是整个系统软件的运行主体，各个子系统软件都必须经过它的调度，
才能运行得当。主程序包括初始化程序、看门狗复位及通信发送启动等。初始化

主要完成上电自检 ROM、RAM、EEPROM、I/O；将系统中所有的命令、状态
以及有关的存储单元置成初始状态；分配内存单元及设置定时器参数等。故障判
断及安全处理程序，可为系统正常工作创造条件。在主循环系统中，随时等待中
断的发生，并转入相应的中断处理程序。同时，通过按键功能，进入相应的按键

处理程序。系统总体程序流程如图 4-3 所示。

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