新型CAN智能電動執(zhí)行器的設(shè)計(jì)

1、新型can智能電動執(zhí)行器的設(shè)計(jì)控制器局部網(wǎng)can(controller area network)屬于現(xiàn)場的一種，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，被公認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，電動執(zhí)行器是電動單元組合儀表中一個(gè)很重要的執(zhí)行單元。它由控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩個(gè)在電路上徹低自立的部分組成，可接收來自調(diào)整器的電控信號，將其線性地轉(zhuǎn)換成機(jī)械轉(zhuǎn)角或直線位移，用來操縱風(fēng)門、擋板、閥門等調(diào)整機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動控制。近年來，隨著微技術(shù)和控制技術(shù)的快速進(jìn)展，電動執(zhí)行器也獲得了迅速進(jìn)展，特殊是國外一些生產(chǎn)廠商在這幾年中相繼推出了常規(guī)的、帶現(xiàn)場總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行器，而can智能

2、電動執(zhí)行器就是最有進(jìn)展?jié)摿Φ囊环N。本文介紹的can智能電動執(zhí)行器采納無刷直流電機(jī)控制，控制精度高，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的閥位檢測，可提高閥位測量的精度和牢靠性，能取代現(xiàn)行普遍采納的電位器和差動模擬測量辦法。一、控制電路的硬件設(shè)計(jì)can智能電動執(zhí)行器的原理結(jié)構(gòu)1所示。圖1 can智能電動執(zhí)行器的原理結(jié)構(gòu)圖囫圇電路主要由五個(gè)部分組成：p89c58為主的主機(jī)部分，由sja1000、82c250、光電隔離電路等組成的控制及接口部分，由無刷直流電機(jī)專用控制芯片mc33035組成的電機(jī)控制部分，閥門位置檢測部分和液晶顯示部分。1 can總線及接口部分can總線控制及接口2所示，主要包括自立can通信控制器sja1

3、000、can總線82c250和高速光電耦合器6n137。單片機(jī)p89c58首先對sja1000舉行初始化，控制sja1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通相信務(wù)。sja1000的ad0ad7銜接到89c52的p0口，cs銜接到89c52的p2.0口，其余的引腳分離對應(yīng)相連。圖2 can總線及接口部分為了增加can總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，sja1000的tx0和rx0并不是挺直與82c250的txd和rxd相連，而是經(jīng)高速光耦6n137后再與82c250相連，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線上各can節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。82c250與can總線的接口也采納了一定的平安和抗干擾措施，它的canh和canl引腳與can總線之間各

4、串聯(lián)一個(gè)5的，這樣可起到一定的限流作用，庇護(hù)82c250免受過流的沖擊；還可以在canh和canl引腳上并聯(lián)小，起到濾除總線上的高頻干擾和防電磁輻射的作用。82c250的rs腳上接有一個(gè)斜率電阻，電阻大小可按照總線通信速度適當(dāng)調(diào)節(jié)，普通在16140k之間。2 電機(jī)控制電路該電動執(zhí)行器里電機(jī)控制芯片采納了安森美公司開發(fā)的高性能其次代單元無刷直流電機(jī)控制器mc33035。該控制器內(nèi)含可用于正確整流時(shí)序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器，以及可對的溫度舉行補(bǔ)償?shù)膮⒖茧娖?；同時(shí)，還具有一個(gè)頻率可編程的鋸齒波、一個(gè)誤差信號、一個(gè)脈沖調(diào)制器、三個(gè)集電極開路頂端驅(qū)動輸出和三個(gè)十分適用于驅(qū)動功率的大圖騰柱式底部輸出器。電機(jī)控制

5、電路原理模塊3所示。圖3 電機(jī)控制電路原理模塊圖該電機(jī)控制電路的功能包括開環(huán)速度控制、使能控制和正反轉(zhuǎn)控制。電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是利用4-10位譯碼器/驅(qū)動器74ls145的功能，由單片機(jī)p89c58給出信號，通過分壓電路提供應(yīng)引腳速度來實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)的使能控制和正反轉(zhuǎn)控制信號也由單片機(jī)控制，發(fā)出電平信號給89c2051，舉行電平轉(zhuǎn)換后輸出給mc33035相應(yīng)的管腳來控制電機(jī)的工作狀態(tài)。3 閥門位置檢測電路和液晶顯示為了實(shí)現(xiàn)閥位的數(shù)字化檢測，在a/d轉(zhuǎn)換電路中采納了公司的16位-(電荷平衡式)a/d轉(zhuǎn)換器ad7705。ad7705包括由緩沖器和增益可編程放大器(pga)組成的前端模擬調(diào)整電路、-調(diào)制器

6、及可編程數(shù)字等，能挺直未來自傳感器的不同擺幅范圍內(nèi)的信號放大到a/d轉(zhuǎn)換器滿標(biāo)度電壓附近，再舉行a/d轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了0.003%精度的非線性16位無誤碼數(shù)據(jù)輸出；其增益和數(shù)據(jù)輸出更新速率均可編程設(shè)定，還可挑選輸入模擬緩沖器，以及自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)方式。通過外接高精密導(dǎo)電塑料電位器傳感器，由基準(zhǔn)電壓值分壓后所得電壓值即反映了閥門位置值。系統(tǒng)采納truly公司生產(chǎn)的128×64點(diǎn)陣液晶，它的全部控制器、掃描電路和顯示ram集成于液晶屏背面，并帶有背光。該模塊采納單電源供電，由大規(guī)模點(diǎn)陣式顯示控制器ks0107、液晶屏陣列驅(qū)動電路ks0108、顯示存儲器和液晶屏等4部分組成。二、智能執(zhí)行器軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面：can總