气缸精确定位系统控制系统设计+CAD图纸+程序(2)
3.1 电源电路设计 10
3.2 I/P转换电路 11
3.3 液晶显示电路 12
3.4 按键电路 13
3.5 阀位检测电路 14
4 智能阀门定位器软件系统设计 15
4.1 系统程序总体分析 15
4.2 系统主程序 16
4.3 按键程序 19
4.3.1 一般I/O口方式的程序设计 19
4.3.2中断功能方式的程序设计 20
4.4 液晶显示模块 20
4.4.1 液晶模块操作 20
4.4.2 软件设计 21
4.5 PWM输出控制指令 21
5.总结 24
6.致谢 25
参考文献 26
附录 27
程序一 27
程序二 29
程序三 31
程序四 34
1 绪论
1.1 课题介绍
随着我国自动化程度的提高，在自动化生产过程中的自动化控制， 故障检测，精确定位已成为过程控制系统的一个重要研究领域，这是一个交叉性的学科，涉及到系统集成、人工智能、控制工程、应用数学及各种领域如机械学、电子学、航空航天等。在众多过程控制系统装置中，调节阀是一种重要的执行器，它在冶金、石化等工业的流量控制中发挥着难以替代的作用，而阀门定位器作为其主要附件之一，可以改善阀门特性，提高控制的精度，速度，增加控制的灵活性。因此阀门定位器的数字化、智能化的实现成为工业控制、故障检测、监控和安全性等多方面应用变革中最重要的基本控制单元。
当今的时代是产品技术高速发展的时代，新技术核心设备的更新率也越来越快，许多系统刚刚安装就面临淘汰，新开发的产品价格比较昂贵，不少企业资金，人员培训不到位。所以一般场合人们还是愿意继续使用性能较好，具有实用性和可扩展性并简单易用的产品，而基于单片机的智能电气阀门定位器就能满足这一特点。在工业流量控制领域，采用智能电气阀门定位器能极大的提高传统产业的自动化水平和产能，显著提高企业的经济效益[1]。
本课题以西门子智能电气阀门定位器SITRANS VP300为基础，如下图1.1进行可靠性系统设计研究，主要包括电源模块、按键模块、液晶显示模块、I/P转换模块和阀位反馈模块。再加上简要的程序设计组成一个控制系统。
图1.1 智能阀门定位器
1.2 研究的目的及意义
智能阀门定位器控制精度高，稳定性能好，安装调试成本低，系统文护方便，可以有效地改善调节阀的动态特性，使其从传统的力机械平衡式转向具有人工智能的特性，改善了调节阀的静态特性，有助于克服传统阀门定位器的不平衡力和填料的摩擦力，提高控制精度，是调节阀精准稳定的工作保障。增加控制的多功能用途，如零位和行程范围自动调整功能、手动操作、具有自诊断功能；增加系统的通用性，可任意设置流量特性，可满足各类执行机构的要求，可选择多行程控制。智能阀门定位器比传统阀门定位器具有无可比拟的优势，其数字化、通讯化、智能化以及支持现场总线的特性适应现代控制系统的要求，是当今研究的热点[2]。
智能阀门定位器的发展和现场总线技术的成熟，给工业自动化生产带来了变革，代表了气动执行器的技术的发展方向。而我国在这方面的起步较晚，国外一些大公司以占据我国的绝大部分市场，价格昂贵，因此我们必须高起点投入，开发一些具有自己知识产权的智能化产品，早日实现自主规模生产[3]。