总线型智能电动执行机构设计

贾华++刘艳玲++姜军

摘 要伴随着智能自动化技术的全面推广，工业生产过程执行机构也呈现出了多元化发展，执行机构作为自动化系统终端元素，是承载整个运行过程安全性的重要机构，因此，需要相關技术人员对其安全性和运行实效性予以更多的关注。本文对总线型智能电动执行机构整体设计进行了简要分析，并集中阐释了软件设计和硬件设计的具体流程。

【关键词】总线型 智能电动执行机构 硬件 软件

总线型智能电动执行系统，能将控制单元、报警单元以及趋势分析单元结合在一起，从而保证执行机构效果的最优化，能在简化上层系统的基础上，进一步实现执行机构和控制设备的数字化管理，并且建立双向串行通讯的网络机制，真正推动自动化技术的全面转变。

1 总线型智能电动执行机构设计

在总线型智能电动执行机构管理和设计的过程中，主要是由数字控制部门和执行部分协同作业，能在优化基本组成结构的基础上，确保集成电路的完整性，本文以 单片机作为研究的核心模块，能对整定参数进行预设，并且保证模拟量和数字量能实时输入信号设定阀门位置，将控制体系和机械执行功能融合在一起，执行单元分为伺服模块、减速器驱动模块以及位置传感器模块等。

在实际设计工作开展后，为了进一步提高一体式驱动电机运行的可靠性、平稳性及定位基准性，要从根本上保证电机的启动特性及转动惯量等）问题，利用稀土永磁低速同步电机，确保浮动式减速传动结构能发挥其实际价值，控制器在输出 命令后，伺服电机能实现正向转动、逆向转动等，从而控制整个系统的执行单元，保证给定值数据相等，在实际应用体系建立后，借助逻辑互锁电路，对电机线圈的通电情况进行判定和管理。需要注意的是，逻辑互锁电路的真值存在一定的关系：

（1）P3.0和P3.5均为0时，KSSR1不导通、KSSR2不导通，且电机处于停止状态。

（2）P3.0和P3.5均为1时，KSSR1不导通、KSSR2不导通，且电机处于停止状态。

（3）P3.0为0，而P3.5为1时，KSSR1不导通、KSSR2导通，且电机处于反转状态。

（4）P3.0为1，而P3.5为0时，KSSR1导通、KSSR2不导通，且电机处于正转状态。除此之外，数字通信方式会保证执行机构内附加信息的整合，完善自动化管理水平。

2 总线型智能电动执行机构软硬件设计

2.1 总线型智能电动执行机构硬件设计

智能化执行机构对整体环境的低功耗有明确的指示，局部零件结构要从总线中吸收的电流也要有所控制，一般会在4毫安以内。若是供电电压达到了24伏特，则功率要在100毫瓦以下。基于此，总线型智能电动执行机构的设计流程也要顺应低功耗的项目设计要点，确保电路设计过程能应用高集成度以及低功耗的器件结构。

在执行机构功能分析方面，要确保采集阀门能对状态信息进行实时调取和收录，从而保证分析、判断以及控制电机的常规化运行状态。借助自诊断功能，能对控制信号输入断线、反馈信号输出断线以及电机堵转等进行综合性处理。并且，能对LCD实时显示电动阀门开度效果有明确的认知，借助FB3050实现单元之间的实时通信。另外，在微控制器选择方面，也要遵循整体硬件设计要求，确保处理效果和控制措施更加贴合至智能电动执行结构的具体要求。本文选择了具有32k字节的程序存储结构，无需进行外部扩张，就能实现电路结构的简化。其中，P0是工况的指示单元，也能实现D/A转换器接口的功效。P1能实现电机控制，并且保证采样接口处理效果。P2能应用在EEPROM接口处理方面。例如，HART现场总线型智能电动执行机构的硬件设计，就是较为典型的设计项目。

2.2 总线型智能电动执行机构软件设计

整个系统的软件设计要结合A/D采样要求，对数据处理、线性化处理以满度校验等进行统筹整合，并且能实现自诊断、组态诊断以及FF现场总线通信软件编程等功能。也就是说，在总线型智能电动机执行机构的软件系统中，控制单元、通信单元以及管理单元是基本组成结构。

（1）控制单元要对过程变量有明确的采样管理、数据处理和算法控制处理，确保计算和输出效果的最优化。结合软件功能需求，利用数据类型对其进行标注和区分，整数-8、16、24或者是32位，无符号标注；浮点数要根据IEEE754单精度浮点进行判定；ASC字符串主要是利用四个字符压缩为三个字符的方式完成信息传递。

（2）通信单元能实现FF现场总线数据链路层和应用层的功效，并且保证数据传递的完整性。有效控制LAS，利用受调度通信和非调度通信完成通信活动，一定要保证一个总线段上某个时刻只能有一个链路主设备成为链路活动调度器。

（3）管理系统要对LED显示方式、工作方式、报警灯显示方式等予以自诊断。对软件的可靠性进行集中设计，消除出错问题。

3 结束语

总而言之，在总线型智能电动执行机构设计过程中，要结合实际需求进行参数的确定和分析，确保相关元件能发挥其最大功效，提高整体设计流程的完整性和实效性，真正为智能电动系统优化奠定坚实基础。

参考文献

[1]颜爱忠，石平波，宋成法等.PROFIBUS-DP总线型电动机管理控制器的设计与应用[C].中国化工装备，2016：179-182.

[2]刘建娟，王福忠，苏波等.基于HART协议的现场总线型智能电动执行机构的研究[J].电气传动，2014，34（02）：44-47.

作者单位

吴忠仪表有限责任公司 宁夏回族自治区吴忠市 751100endprint