电动执行机构在工业自动化控制系统中具有举足轻重的地位,是工业自动化生产过程中的核心元件,而控制系统是电动执行机构的中枢部分,对电动执行机构的智能化和可靠性水平起着决定性的作用。本文以开关型电动执行机构的控制系统为研究对象,提出符合设计要求的开关型电动执行机构控制系统设计方案,在可靠性和智能化水平方面做了以下四点优化:(1)电动执行机构一般工作在复杂的电磁干扰环境中,对主控芯片会产生强烈影响。现有的控制系统大部分采用2到3片的微处理器,分别进行液晶显示、数据采集、电机驱动等,各处理器之间采用RS232或RS485接口进行串行通信。减少微处理器的数量可以减小电磁干扰对系统影响的机率,本文只采用一片高性能的MSP430F5418A作为微处理器对所有任务进行处理,增强了系统的可靠性。(2)电动执行机构控制系统具有自动纠正相序的功能,目前文献中大多采用分离元件,利用相位差法对三相电源的相序进行识别和缺相检测。本文采用以集成芯片DF783A为核心的电路来检测三相电源的相序和缺相状态,该电路具有体积小、低功耗、输入阻抗高、外接元件少、集成度高等优点,相比用分离元件实现的电路具有更高的可靠性。(3)本文在控制系统硬件电路设计过程中,尽量选用工业级的集成电路芯片,贴片封装;在PCB的布局过程中,尽量把元件只放在顶层,这样在把控制系统固定在执行机构中时,把放有元件的一方背对电机,并在控制系统和电机之间加入铝板进行隔离,可以有效防止电磁干扰对控制系统的影响。(4)在智能化方面,主要体现在控制策略上,采集、过滤、识别输入数据,糅合控制算法对输入数据进行运算处理,输出控制信号和指示信号。控制策略上电机保护优先,辅以故障自诊断并实时报警、主动屏蔽错误输入信号、行程传感器过零检测、电机瞬时反转保护等功能。在以上四点优化的基础上,根据对电动执行控制系统的需求分析设计硬件电路,采用前后台的程序架构,根据实时性要求,利用MSP430系列单片机汇编语言编写软件系统。合理分配微处理器资源,协调各个硬件模块,发挥系统最优性能,设计完成一个集人机交互界面、现场控制、远程控制、Modbus总线控制、非侵入式信号输入、远程接点信号输出等功能于一体的智能化控制系统。经测试,系统性能良好,具有很高的稳定性和可靠性。