基于單片機的電動閥門控制器的設計【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　電氣工程及其自動化</b></p><p>　　基于單片機的電動閥門控制器的設計</p><p>　　一、課題研究意義及現(xiàn)狀</p><p>　　閥門是管道系統(tǒng)中應用最廣泛的執(zhí)行機構(gòu)，可以用來截斷或調(diào)節(jié)管道系統(tǒng)中的介

2、質(zhì)流量，在工業(yè)生產(chǎn)和人民群眾生活中發(fā)揮著重要的作用。目前，常用的調(diào)節(jié)閥門按其動力源的不同，可分為氣動閥門、液壓傳動閥門和電動閥門。氣動閥門以壓縮空氣作為工作介質(zhì)，進行動力傳遞和信號控制，具有防火、防爆、防電磁干擾、抗振動沖擊輻射、結(jié)構(gòu)簡單等</p><p>　　優(yōu)點，所以近年來發(fā)展很快。但是，這類閥門工作速度慢，壓縮空氣不容易獲取，使得氣動閥門的使用受到了限制。液壓傳動閥門是在帕斯卡靜壓傳動原理上發(fā)展起來的，可以

3、在傳動介質(zhì)體積較小的情況下，輸出較大的力或力矩，容易實現(xiàn)功率的放大，其傳動平穩(wěn)，可以在高速下啟動、制動、轉(zhuǎn)向。但存在閥門體積較大，使用、安裝、拆卸、維修困難等缺點，不便在較小功率場合下使用，所以，液壓傳動閥門的使用范圍受到了限制。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展。電動閥門在工業(yè)生產(chǎn)中表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，越來越多的應用到工業(yè)控制現(xiàn)場和民用自動控制系統(tǒng)中。</p><p>　　電動閥門由閥門電動裝置和閥門兩部分組成，可以接受操

4、作人員或自動裝置的命令，自動截斷管道中的介質(zhì)流量。與氣動閥門和液壓傳動閥門相比較，具有動作響應速度快、工作效率高、調(diào)速性能好、操作簡便等優(yōu)點。電動閥門從五十年代起就開始在我國工業(yè)部門中使用，每年需要數(shù)萬臺，但目前在工業(yè)現(xiàn)場大量使用的還是五、六十年代生產(chǎn)或設計的產(chǎn)品。隨著時代的發(fā)展，這些產(chǎn)品在日益激烈的市場競爭中已經(jīng)暴露出了許多劣勢和不足，比如結(jié)構(gòu)復雜、控制精度低、缺乏完善的故障診斷、報警和處理裝置。</p><p&g

5、t;　　在過程控制領域中，電動閥扮演著十分重要的角色，而常規(guī)的模擬電動閥門已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)代控制技術(shù)的要求，需要一種集微電子技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)、軟件技術(shù)和常規(guī)控制技術(shù)于一身的控制閥來替代常規(guī)電動閥，智能型電動閥就是這樣一種產(chǎn)品。</p><p>　　電動閥門智能控制器是在閥門機械執(zhí)行機構(gòu)的基礎上開發(fā)的自動控制系統(tǒng)，能在最大程度上對閥門的工作進行操縱、監(jiān)控和系統(tǒng)安全保護。電動閥門智能控制器能夠通過現(xiàn)場總線接

6、收控制中心的命令信號：和閥門實際工作的反饋信號，實現(xiàn)對閥門正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)的閉環(huán)控制，還可以進行故障報告、應急處理、顯示、鍵盤控制等功能。</p><p>　　電動閥產(chǎn)品的智能化實際上就是電－氣閥門定位器、電動執(zhí)行機構(gòu)的智能化，目前，我國智能電動閥的應用處在逐步上升階段，用戶已經(jīng)使用的智能電動閥門決大多數(shù)是用的是一般的智能功能，在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)沒有很普及的情況下，真正使用完全智能化的、帶有通訊和高級診斷等功能控

7、制閥并不十分普遍。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展，完全智能化的、帶有通訊和高級診斷的智能電動閥的應用將會逐步普及并取代模擬電動閥成為電動閥的主流。</p><p>　　二、課題研究的主要內(nèi)容和預期目標</p><p>　　控制閥門電動裝置的方案有多種，可用傳統(tǒng)的繼電器控制電路，能用可編程控制器進行控制，也可用單片機來實現(xiàn)。</p><p>　　了解閥門控制器的使用說明，

8、控制系統(tǒng)由單片機及其外圍電路組成，畢業(yè)設計具體內(nèi)容：</p><p>　?。?）設計電動機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路，控制閥門的開啟關(guān)閉；</p><p>　?。?）設計撥碼開關(guān)及按鈕輸入電路，與pc通信時，用來設定控制器地址和波特率；</p><p>　?。?）設計節(jié)點信號輸入電路和指示燈驅(qū)動電路。</p><p>　?。?）自制+5V和+12V兩組電

9、源。</p><p>　　三、課題研究的方法及措施</p><p>　　本課課題重點研究的是電動智能控制器。選用單片微處理器AT89S51和智能控制理論，將限位開關(guān)、執(zhí)行器、閥位反饋器、伺服放大器、控制器(包括控制、設定、顯示、輸入、輸出)、系統(tǒng)故障診斷與報警、操作器、變送器、傳感器、通訊接口、電源等有機地結(jié)合成一體。</p><p>　　電動閥門智能控制器的總體設

10、計方案如圖所示。</p><p>　　了解閥門控制器的主要功能,設計硬件電路，利用C語言進行軟件編程。實現(xiàn)電動閥門的智能化控制。</p><p>　　四、課題研究進度計劃</p><p>　　畢業(yè)設計期限：自2010年10月至2011年4月。</p><p>　　2010年10月25日至2010年11月2日：明確任務，查找資料，消化資料；&l

11、t;/p><p>　　2010年11月3日至2010年11月10日；確定系統(tǒng)總體設計方案，翻譯外文文獻；</p><p>　　2010年11月11日至2010年11月20日：完成文獻綜述和開題報告，準備開題答辯；</p><p>　　2010年11月21日至2010年12月20日：完成電動機硬件設計電路；</p><p>　　2010年12月21

12、日至2010年12月31日：自制+5和+12V兩組電源；</p><p>　　2011年1月1日至2010年2月1日：完成控制系統(tǒng)的軟件設計，同時通過實驗模擬測試；</p><p>　　2011年2月2日至2011年4月1日：撰寫畢業(yè)論文，完善與修改畢業(yè)論文；做好論文答辯的PPT資料，準備答辯，并提交所有電子文檔材料。</p><p><b>　　五、參考

13、文獻</b></p><p>　　[1] 孫經(jīng)署.電動閥門智能化介紹[EB/OL],[2004-12-20].</p><p>　　http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZJI200412020.htm</p><p>　　[2] 杜樹春.單片機應用系統(tǒng)開發(fā)實例詳解[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.&l

14、t;/p><p>　　[3] 沈長生.常用電子元器件使用一讀通[M].北京：人民郵電出版社，2005.</p><p>　　[4] 張迎新. 單片微型計算機原理、應用及接口技術(shù)[M]. 國防工業(yè)出版社, 2004，1.</p><p>　　[5] 王秋爽等. 單片機開發(fā)基礎與經(jīng)典設計實例[M]. 機械工業(yè)出版社，2008，9.</p><p>

15、　　[6] 周建國，曹炬. 單片機與PC機實現(xiàn)的電動閥門控制系統(tǒng)設計[J]. 計算機自動測量與</p><p>　　控制，2001,2,9(2): 33～34. </p><p>　　[7] 杜樹春.單片機C語言和匯編語言混合編程實例詳解[M].北京：北京航空航天大學出版</p><p><b>　　社，2006.</b></p>

16、<p>　　[8] 李更新.現(xiàn)場總線型電動閥門控制系統(tǒng)的研究[J].太原理工大學學報，2006，5,37（3）:</p><p><b>　　380～382.</b></p><p>　　[9] Yun-cai Zhao and Hang-zhi Yan.Experimental study on wear failure course of</p&

17、gt;<p>　　gas-valve/valve-seat in engine[J].CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF </p><p>　　TECHNOLOGY,Volume 12,Number 1,243～246.</p><p>　　[10] 許常武，譚愛紅.閥門電動裝置的發(fā)展趨勢 [J].閥門，2002，3,33（2）: 33～38. </

18、p><p>　　[11] Václav Tesa?.Valve-Less Rectification Pumps[J].Encyclopedia of Microfluidics</p><p>　　and Nanofluidics,2008,Part22,2131～2139.</p><p>　　[12] 呂月娥，呂佩舉，李相偉.電動閥門智能測控系統(tǒng)的研究[