電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機(jī)搭建

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(xiàn)位移或角位移輸出，驅(qū)動(dòng)閥門(mén)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(mén)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)。.

電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)基于微控制器TMS320F2812設(shè)計(jì)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用步進(jìn)電機(jī)，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可知，電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)主要包括上位機(jī)、CAN通信模塊、微控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)檢測(cè)等部分。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制面板或者上位機(jī)設(shè)定相關(guān)參數(shù)；參數(shù)經(jīng)CAN總線(xiàn)傳送至控制器TMS320F2812，通過(guò)運(yùn)算得到步進(jìn)電機(jī)控制量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其速度、旋轉(zhuǎn)角度等控制；步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出經(jīng)滾珠絲杠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化以及減速處理后進(jìn)行閥桿控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)口度的控制。另外，步進(jìn)電機(jī)一端裝有霍爾傳感器，用于電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置控制；閥門(mén)處裝有流量、壓力等傳感器，采集的流量、壓力等信號(hào)經(jīng)簡(jiǎn)單處理后傳送至控制器TMS320F2812的A/D模塊，與設(shè)定值比較，得到偏差數(shù)值，通過(guò)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)位置和速度保證閥門(mén)開(kāi)口精度，終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)2部分

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括環(huán)形分配器和功率驅(qū)動(dòng)2部分。其中，環(huán)形分配器既可以用軟件實(shí)現(xiàn)也可以用硬件實(shí)現(xiàn)?？紤]到微控制器的工作負(fù)擔(dān)，提高可靠性，環(huán)形分配器通過(guò)硬件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即選用專(zhuān)用集成電路。本文所述控制系統(tǒng)選用專(zhuān)用步進(jìn)電機(jī)控制芯片PMM8713PT進(jìn)行環(huán)形分配器設(shè)計(jì)。該芯片控制功能比較豐富，可用于兩相或四相步進(jìn)電機(jī)控制。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)所需驅(qū)動(dòng)電流相對(duì)較大，所以要在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和控制器之間添加功率放大電路。另外，考慮到步進(jìn)電機(jī)的高電平、大功率對(duì)控制器的干擾，TMS320F2812的控制接口不能直接與步進(jìn)電機(jī)相連，需要添加隔離電路。