電動執(zhí)行器一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機、執(zhí)行機構(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。電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機搭建，控制效果比較理想，但是PLC在可擴展性、二次開發(fā)等方面存在短板且成本較高；單片機運算處理能力有限。DSP即數(shù)字信號處理器，兼顧數(shù)據(jù)處理和實時控制而且易于開發(fā)。以32位定點DSP芯片TMS320F2812為例，其專門針對電機控制和運動控制而設(shè)計。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、兩個事件管理器以及大容量的片上存儲器，能夠較好地滿足電動執(zhí)行器的控制需求；運算速度上，TMS320F2812可以達(dá)到150MIPS，可以實時地處理復(fù)雜控制算法，實現(xiàn)高精度控制，保證電機的位置控制精度以及速度控制的動態(tài)特性；通信方面，TMS320F2812芯片支持多種通信機制，如UART串口通信、CAN總線通信、SPI總線通信等，能夠很方便地實現(xiàn)人機交互界面的設(shè)計以及同其他系統(tǒng)之間的信息交互。
電動執(zhí)行器的控制系統(tǒng)基于微控制器TMS320F2812設(shè)計，執(zhí)行機構(gòu)選用步進(jìn)電機，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可知，電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)主要包括上位機、CAN通信模塊、微控制器、步進(jìn)電機驅(qū)動電路、參數(shù)檢測等部分。通過現(xiàn)場控制面板或者上位機設(shè)定相關(guān)參數(shù)；參數(shù)經(jīng)CAN總線傳送控制器TMS320F2812，通過運算得到步進(jìn)電機控制量，進(jìn)而實現(xiàn)其速度、旋轉(zhuǎn)角度等控制；步進(jìn)電機的旋轉(zhuǎn)輸出經(jīng)滾珠絲杠進(jìn)行運動形式轉(zhuǎn)化以及減速處理后進(jìn)行閥桿控制，進(jìn)而實現(xiàn)閥門開口度的控制。另外，步進(jìn)電機一端裝有霍爾傳感器，用于電機轉(zhuǎn)速和位置控制；閥門處裝有流量、壓力等傳感器，采集的流量、壓力等信號經(jīng)簡單處理后傳送控制器TMS320F2812的A/D模塊，與設(shè)定值比較，得到偏差數(shù)值，通過調(diào)整步進(jìn)電機位置和速度保證閥門開口精度，實現(xiàn)自動控制。
??滬ICP備12029165號-1
