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随着微电子、计算机、通信等学科的迅速发展,现代电液伺服控制器也向着智能化、数字化和网络化的方向发展。控制阀门所采用的电动执行机构,即称为阀位控制器,它能够把输入系统的控制信号转化为输出轴直线位移,从而控制阀门等截流件的位置,使得被控量按照系统要求运行。因此,阀位控制器在过程控制领域中得到广泛应用。 课题来源于企业委托项目。该项目是由南京中大趋势测控设备有限公司和南京师范大学合作,共同开发一种集微电子技术、通讯技术、控制技术、软件技术和常规控制技术于一身的新型智能阀位控制器。 论文深入分析我国当前过程控制工业对阀位控制器的要求,并结合市场上同类产品的特点与优势,开发设计出一种基于32位ARM微处理器STM32F207的新型智能阀位控制器。阀位控制器通过对比阀门实时输出量与工作人员输入的目标量,根据输出量与输入量之间的差值来调节控制电机的输出信号,进而电机带动阀门动作,与此同时输出4-20mA的电流信号反映阀门开度状态。阀门的实时开度值由4个数码管对外显示。此外,在控制系统的输入端,采用AD转换技术和多路开关技术;在控制系统的输出端设置阀颤振模块,用来减弱伺服阀的零偏,提升系统的低频响应性能与控制精度。本文采用基于LwIP协议栈的以太网通信,一方面提升控制系统的通信速度,另一方面实现控制器的网络化控制,使得控制系统完成数字化和网络化的要求。设计双通道工作方式,充分发挥STM32F207微处理器的性能,提升效率,节约资源。本次设计还开发了上位机人机界面,实现良好的人机交互。 现场运行结果表明,本课题研制的智能阀位控制器能长时间、连续、平稳运行,实现了阀位控制器应具备的各种功能,并达到设计要求的性能指标,可广泛运用于当前过程控制工业的不同场合,产品具有较大的实用价值和市场前景。