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带三断保护的智能定位器的设计与实现

作　者: 顾月帅
导　师: 陆起涌
学　校: 复旦大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 阀门定位器三断保护智能控制 I/P转换器喷嘴挡板
分类号: TH134
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文介绍了一种具有“断电、断信号、断气源”保护功能的智能二线制阀门定位器的实现,讨论了其工作原理、实现控制所需的硬件和软件结构设计及其智能定位器内部PID控制算法。调节阀是自动调节系统的重要组成部分,通常被用来调节流入(或流出)调节对象的物质或能量,以实现对生产过程中各种热工参数的自动控制。阀门定位器是气动调节阀实现有效控制的核心部件,由于受管路中阀板的前后压差、阀的机械性能等因素的影响,阀门的行程不能到达指令要求的位置,存在过调、偏差和回差等现象,定位器的核心作用是对应上述因素对调节阀的影响量,自动增加或减小输出到阀门的压缩空气量,纠正阀门行程产生的偏差,使其回复到控制信号与阀门行程的对应关系上,将外部的干扰、超调、滞后等不利影响减至最小提升被调对象的品质1]。研究阀门定位器,对提高阀门控制精度和响应速度,进而节约能源、成本,提高产能具有重要的意义。传统的定位器智能程度低、控制精度差、耗气量大、不能实现阀门的“断电、断信号、断气源”保护功能。随着电力、化工、造纸等行业的飞速发展,以及过程控制日益智能化的发展需求,智能阀门定位器的需求量与日俱增,作为智能执行元件,被广泛应用在各种自动化控制系统中。开发具有自主知识产权的新—代智能型阀门定位器已经势在必行[4]。经过对这个课题的分析与研究,结合公司的新产品开发项目,最终确定了以喷嘴挡板原理为基础,开发高度智能、并能实现三断保护功能的阀门定位器。设计定位器采用的原则是：提高定位器的智能水平,以提高其控制精度和稳定性,降低工艺控制波动,同时降低静态耗气量、兼顾产品可靠性。本课题设计的智能阀门定位器,除具备一般智能定位器的基本功能外,还兼具“三断保护,,的功能,可以在定位器断电、断信号、断气源的情况下,使得阀门保持在当前的位置。在定位器内部智能控制算法方面,本文介绍了采用的PID优化控制算法等关键技术和工艺。对各个模块的设计构想及具体实施方案,如何实现准确定位;如何实现阀门的三断保护；如何完成显示、工作方式的管理及系统自诊断等进行了详细探讨。到论文完成时,多批定位器已在多个客户现场试用,实际应用效果良好。

带三断保护的智能定位器的设计与实现

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