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發(fā)布時(shí)間:2020-12-25 03:55  
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基于TMS320F2812的電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)
通常情況下,電動(dòng)執(zhí)行器從調(diào)節(jié)器獲取數(shù)字量或模擬量控制信號(hào),將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的直線位移或角位移輸出,驅(qū)動(dòng)閥門等執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作,終實(shí)現(xiàn)被調(diào)對(duì)象的自動(dòng)控制。 電動(dòng)執(zhí)行器一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成,控制系統(tǒng)作為核心部分,其性能將直接決定閥門的位置控制精度。電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機(jī)搭建,控制效果比較理想,但是PLC在可擴(kuò)展性、二次開(kāi)發(fā)等方面存在短板且成本較高;單片機(jī)運(yùn)算處理能力有限。DSP即數(shù)字信號(hào)處理器,兼顧數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制而且易于開(kāi)發(fā)。以32位定點(diǎn)DSP芯片TMS320F2812為例,其專門針對(duì)電機(jī)控制和運(yùn)動(dòng)控制而設(shè)計(jì)。硬件配置上,TMS320F2812具有豐富的通用輸入輸出接口、16通道12位A/D轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)事件管理器以及大容量的片上存儲(chǔ)器,能夠較好地滿足電動(dòng)執(zhí)行器的控制需求;運(yùn)算速度上,TMS320F2812可以達(dá)到150MIPS,可以實(shí)時(shí)地處理復(fù)雜控制算法,實(shí)現(xiàn)高精度控制,保證電機(jī)的位置控制精度以及速度控制的動(dòng)態(tài)特性;通信方面,TMS320F2812芯片支持多種通信機(jī)制,如UART串口通信、CAN總線通信、SPI總線通信等,能夠很方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)以及同其他系統(tǒng)之間的信息交互。總體來(lái)說(shuō),基于TMS320F2812的電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)專用控制器的優(yōu)勢(shì),而且具備很好的集成性、可擴(kuò)展性、二次開(kāi)發(fā)性,提高了控制系統(tǒng)的可靠性、處理速度以及通用性。

智能電動(dòng)執(zhí)行器的控制模式
根據(jù)生產(chǎn)工藝控制要求確定電動(dòng)執(zhí)行器的控制模式
開(kāi)關(guān)型(開(kāi)環(huán)控制)
開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器一般實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的開(kāi)或關(guān)控制,閥門要么處于全開(kāi)位置,要么處于全關(guān)位置,此類閥門不需對(duì)介質(zhì)流量進(jìn)行控制。
特別值得一提的是開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時(shí)必需對(duì)此做出說(shuō)明,不然經(jīng)常會(huì)發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像。
a)分體結(jié)構(gòu)(通常稱為普通型):控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器分離,電動(dòng)執(zhí)行器不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的控制,必需外加控制單元才能實(shí)現(xiàn)控制,一般外部采用控制器或控制柜形式進(jìn)行配套。
此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不便于系統(tǒng)整體安裝,增加接線及安裝費(fèi)用,且容易出現(xiàn)故障,當(dāng)故障發(fā)生時(shí)不便于診斷和維修,性價(jià)比不理想。
b)一體化結(jié)構(gòu)(通常稱為整體型):控制單元與電動(dòng)執(zhí)行器封裝成一體,無(wú)需外配控制單元即可現(xiàn)實(shí)就地操作,遠(yuǎn)程只需輸出相關(guān)控制信息就可對(duì)其進(jìn)行操作。
此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是方便系統(tǒng)整體安裝,減少接線及安裝費(fèi)用,容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方,所以產(chǎn)生了智能電動(dòng)執(zhí)行器,關(guān)于智能電動(dòng)執(zhí)行器后面將再做說(shuō)明。

執(zhí)行器常見(jiàn)故障及處理
執(zhí)行器動(dòng)作正常,但無(wú)閥位反饋,把反饋回路斷開(kāi),反饋信號(hào)正常。屬外接電纜故障,更換電纜。
執(zhí)行器動(dòng)作過(guò)程中力矩保護(hù)跳斷,增大開(kāi)/關(guān)力矩的值設(shè)定,故障依舊:檢查執(zhí)行器潤(rùn)滑油是否已干,閥門是否卡死。
閥門關(guān)不死,重新設(shè)定行程限位,若重新設(shè)定后故障依舊,則閥門壞了。
執(zhí)行器設(shè)定及動(dòng)作正常,就是不能超越某一行程位置。閥門卡澀或減速箱機(jī)械限位設(shè)定反了。可用手動(dòng)檢查并重新設(shè)定。
動(dòng)作過(guò)程中,電機(jī)振動(dòng),時(shí)走時(shí)停,轉(zhuǎn)速變慢。手自動(dòng)離合器沒(méi)有故障,應(yīng)更換(固態(tài))繼電器,在做檢查。
執(zhí)行器手/自動(dòng)時(shí),顯示閥位不變化,反饋也不變化。“限位開(kāi)/關(guān)即LO/LC”參數(shù)不能被設(shè)定。主板已壞,更換主板。
