文章编号：1001-9944(2013)09-0015-03
智能变频电动执行机构的设计与实现
天津比利科技发展有限公司
摘要：智能变频电动执行机构控制系统采用的控制器集成BLDC电机驱动，具有智能变频
型电动执行器所有功能要求。取得了电动执行器在变频技术和智能技术的全面突破。作为
工业控制的核心单元，可极大地提高控制系统的性能及可靠性，被广泛应用在各行业工业
控制系统中。本文重点介绍整个智能变频控制系统的软硬件设计与实现。
关键词：智能化；变频技术；数字信号处理器
中图分类号：TH702文献标志码：B
Design and Implementation of Intelligent Variable-frequency Electric Actuator
SUO Wei,CHEN Jun
(Tianjin JINBO Instrument Technique Co.,Ltd.,Tianjin300384,China)
Abstract:Intelligent variable-frequency electric actuator,with the brushless DC(BLDC)motor drive integrated in the control system,meets all the demands of an intelligent variable frequency type electric actuator.Acquiring all break though of Intelligent technology and frequency conversion technology in Electric Actuator.As the core of an industri-al control unit,it was widely used in industrial control units of many areas,can be greatly improved the performance and reliability of the control system.This paper focuses on the software and hardware design and application of the whole variable frequency control system。
Key wordS:intelligent;frequency conversion technology;DSP
随着电力电子技术、计算机技术、传感器技术、现代控制理论和新型永磁材料的发展，使得智能化技术、变频技术应用于仪器仪表上已有突破性进展。特别是数字信号处理器和可编程逻辑器件的广泛应用，极大地推动智能化控制技术的发展，使得数字化、智能化及变频技术应用于电动执行机构上成为可能。同时智能变频电动执行机构又具有定位精度高、动态响应好、高频动作、电子力矩保护、液晶显示、故障自诊断功能等一系列优点。所以，智能变频电动执行机构开发成功将提高电动执行机构的技术水平，同时打破国外产品对中国市场的垄断，并为工业自动化仪表快速发展做出贡献。
1智能变频电动执行机构总体结构及其功能特点
1.1智能变频电动执行机构总体结构
智能直流无刷变频电动执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。控制部分主要由单片机PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换
收稿日期：2013-03-12；修订日期：2013-05-31
作者简介：索维（1959-），男，高级工程师，主要从事电动执行机构的研究与应用工作；陈俊（1975-），男，高级工程师，主要从事电动执行机构的研究与应用工作。
自动化与仪表2013(9)
模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电机和位置传感器及机械传动装置。其结构功能框图路等组成。执行驱动部分主要包括永磁直流无刷电如图1所示。
图1智能变频电动执行机构总体结构
Fig.l Block diagram of intelligent variable-frequency electric actuator
1.2主要功能特点
智能型变频电动执行器是利用智能化、数字化变频技术、单片机技术，使电动执行器具有智能化、变速运行、动态响应好、调节定位精度高、稳定性好、故障率低、寿命长及应用场合更加广泛的特点。
(1)控制精度高
采用高性能变频调速技术，使得电动执行器各行程区间阀门开关速度可自行设定，并实现“柔性启动”和“柔性关断”，为执行器的定位提供一种新型、高精度控制模式，使执行器定位精度达l%o
(2)改善阀门的工作特性
对于复杂的控制过程，总是希望阀门的开度与介质的流速成比例。根据阀门的特性，内置智能控制模块自动调整全行程过程中的运行速度，将全行程运行时间分为10档。每一档都以不同的速度运行。通过参数设定来完成设置。这一功能被称为“行程一速度特性”，主要被用来改善阀门线性特性。同时还具备改善阀门的流量特性。
(3)实现“软启动”和“软关闭”功能
以最大力矩的低速度渐进调整阀门开度，并柔性软起动使起动电流大大减少。即使频繁起动次数很多的流量、压力系统也不会烧毁电机。这就是变频柔性软启动、软关闭的特色。这一传统执行器难以实现的功能，因内置一体化变频器的采用而得以实现。在接近设定或极限位置时，变频器自动调整电机供电的频率和电压，降低电机转速，以最低速度慢慢到达位置。避免因惯性对阀门造成的过调和冲撞而施加电制动功能，使执行机构的输出力矩永远都不会超过事先设定的关断力矩。
(4)智能化程度高
智能变频电动执行机构力矩、行程、速度编程可调，大大简化型号类别，节约备品件仓贮投资及方便管理。软件系统针对执行器和调节阀各种应用场合的要求开发。输入信号标准化4—20mA，1—5V;位置反馈信号标准化；断线保护；作用方式现场任意设定；联锁控制；断相、过热、过力矩、阀卡等多重保护；看门狗、掉电保护等多项功能[2-4]。
2系统硬件、软件实现方案
2.1系统硬件实现方案‘
该系统的硬件实现方案如图2所示。控制电路
图2控制系统功能结构框图
Fig.2Functional block diagram of the control
system
综合处理来自上位机的位置命令信号、各个传感器的输出信号，并根据相应的控制策略来改变电机的旋转方向、速度、启动、制动、力矩等，从而实现对阀门位置的控制。而功率变换电路则是电路的执行者，在功率变换中实现了由弱电控制强电的功能。控制电路使用集成芯片DSP为内核处理器。TI 公司DSP系列芯片TMS320F2407是一种面向电机控制的专用芯片，因其定位在控制领域，故集成了多个适合控制的外设。主要外设有通用I/O口、SCI、SPI、A/D，此外，还专门备有能产生PWM的事件管
理器，用来产生PWM波并完成调节死区功能【3]
。
功率变换电路使用SPW变频控制智能功率模块，接收PWM信号，根据所给PWM信号向位置控制执行元件电机提供运转所需的能量。该智能功率模块内置续流二极管，具有快速反向恢复特性，可较好抑制电磁干扰噪声。且内部含有门极驱动控制、故障检测和多路保护电路，内部传感器用于检测功率器件IGBT的状态，内部故障保护电路用于实现过流、短路、过热、欠压等故障保护，并可将检
测信号送到CPU [1,5]
。
2.2系统软件实现方案
智能变频电动执行器的软件由三部分构成：控制程序软件、电机驱动软件和人机对话软件。软件实现流程图如图3所示。2.2.1控制程序软件
控制软件是根据设定好的参数和一些即时信息来决定执行机构的控制策略和动作。相当于执行机构的大脑，是决定整个控制品质优劣的关键。一上电控制程序首先进行初始化，确保各项功能及参数正常。然后进入工作模式选择，这里主要介绍系统进入自动模式后的工作过程：进入自动模式后系统连续不断检测给定信号、位置检测信号及各功能I/O口等，一旦给定与反馈出现偏差，软件系统自动按设定好的三种数学模型给出控制信号，直至系统达到新的平衡点。2.2.2电机驱动软件
主要解决电机的转动方向，转动速度问题。同时还能够根据预先设定好的触发条件，将过力矩、过热、堵转、缺相、断相等事件和即时的转向、转速、电机电流情况传递给控制电路。如过流故障诊断：操作过程是通过检测采样电流，并给定两个电流限幅值，如果电流超过极限值，并经过一段时间Is（此
自动化与仪表2013(9)
图3软件实现流程图
Fig.3
Flow chart of software implementation
参数可设），那么程序就会将过流标志位置位，并将脉冲封锁，电动执行器停止运转，存储故障代码，并显示过流故障。
2.2.3人机对话软件
主要用来设定智能变频电动执行器常用的一些参数。如：执行机构的转向，死区，零点，满度，故障查询，恢复设置，过力矩保护设置，转速设置，加、减速位置设定，最低速度设定。通过对“转速”、“加速位置”、“减速位置”和“最低速度”参数的调整，可设定一条执行机构启／停特性曲线，如图4所示，以
满足不同应用场合对电动执行机构的要求。
图4电动执行机构启／停特性曲线
Fig.4
Start/stop characteristic curvesof the electric actuator
和关断力矩，这一特性特别适应阀门开启、关闭及运行不同工况。这样大大减少产品规格型号，有利于生产制造和用户选型。目前，样机已完成测试，各项性能指标均达到行业标准要求，某些技术指标甚至较国际著名品牌的同类型产品有所提高。正准备小批量投产。
3智能变频执行机构运行性能
采用智能变频技术的主要目的就是智能化及
变速，由于传统电动执行机构在运行过程中存在运行、制动、停止、反转运行、制动、停止等过程，变频执行机构运行过程中存在加速、匀速、减速、停止、
反转加速、匀速运行、减速、停止等过程。采用变频技术后很好地实现执行机构的软起动、软关闭，解决了传统执行机构的制动、控制精度等问题。这样大大提高了电动执行机构的运行性能。4
结语
该电动执行器集电力电子技术、计算机技术、传感器技术、电机技术于一体，是一种新型的现场终端控制设备。尤其智能变频技术的应用，可使同一台设备可以在一定范围内具有不同的运行速度
参考文献：
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[5]吕汀，石红梅，变频技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，
2003：118-120．■
智能家居系统设计方案四篇 篇一：智能家居系统设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门 设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述：
①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、Internet随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅 设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。 ②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防LCD屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅设备设置：电动窗帘面板、背景音乐面板、RF多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。 功能描述： ①用1只触控开关取代普通的多个开关，客厅设计出如下场景：会客、休闲、明亮、全关等；餐厅设置如下多个场景：用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合，弹指之间，灯光瞬息变换，细微处彰显气派和尊贵。
比较全的一套智能家居设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电 动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集 中控制和远程 WEB 控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融 合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观 和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保 护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域： 庭院 主楼负一层：影音娱乐室、储藏间、楼梯 主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、卫生间、楼梯 主楼二层 :二层休闲厅、主卧室及主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 负一层： 1、影视娱乐室 ①控制对象：灯光开关、灯光调光、电动窗帘、电视、AV 播放设备、中央空调。 ②在入口安装 1 只“智能控制面板”，对以上设备进行智能化控制，设置 6 组常用场景模式：“准备”、“电影”、“中间休息”、“纯音乐”、“调光”、“离场”。 按下“准备”模式，灯光自动调亮，空调自动启动，人员入场，做准备工作。 按下“电影”模式，灯光逐渐暗下（过度时间 2 秒），只留有最后面的两个壁灯在5% 的亮度，电动窗帘自动闭合，电视机自动打开。 按下“中间休息”模式，灯光渐亮，方便休息，喝点咖啡。 按下“纯音乐”模式，单独的音乐欣赏，灯光调节到一个温和的亮度。 按下“调光”模式，可对以上四个场景的灯光亮度做手动调节，以适合不同人的要求。
电动执行器又称阀门电动装置，它是在不同行业领域的称谓，在工业管道阀门行业称之为阀门电动装置，在仪表行业称之为电动执行器，但现在业内已没有很明确的区分，本文所涉及到的关于称谓问题将统一称之为电动执行器。 阀门在工业管路控制中是经常使用的重要设备，电动阀门随着工业自动化的发展，因其动力源容易取得，且一般情况下无需维护的优点，比起气动、液动等不同驱动方式的设备使用更为普遍。在工业场合电动阀门必需具有更高的可靠性和安全性，当阀门能保证性能和寿命的情况下，电动阀门的安全性与可靠性取决于电动执行器，因此电动执行器的性能、控制水平是电动阀门整机技术水平的综合表现。所以在电动执行器选型时除必需考虑的一些基本要素外，对其提出合理的技术要求才能使电动阀门价值实现最大化。 电动执行器的类型很多，不同类型和功能的电动执行器与阀门配套后都可称之为电动阀门，但往往在设计、选型的过程中只重视阀门的参数忽略或没有明确电动执行器的相关要求，这样不仅使电动阀门发挥不出最佳的性能，而且在安装、调试、使用过程中也会带来不必要的麻烦，甚至给生产造成严重的后果。 本文将针对电动执行器选型考虑的要点进行说明，并对目前智能电动执行器的相关功能做简单介绍，它将是当今乃至将来工业自动化控制发展所需的主流产品。 （一）电动执行器选型考虑要点 一、根据阀门类型选择电动执行器 阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。 1．角行程电动执行器（转角<360度） 电动执行器输出轴的转动小于一周，即小于360度，通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。 a)直连式：是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。 b)底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。 此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。 2．多回转电动执行器（转角>360度） 电动执行器输出轴的转动大于一周，即大于360度，一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。 此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等。 3．直行程（直线运动）
实习（实训）报告 名称基于物联网的智能窗帘控制系统设计2014年11 月24 日至2014 年11 月28 日共1 周 学院(部) 电子信息工程学院 班级通信技术 姓名 学院(部)负责人 系主任 指导教师
实习（实训）任务书 名称：基于物联网的智能窗帘控制系统设计起讫时间：2014.11.24-2014.11.28 学院(部)：电子信息工程学院 班级：通信技术 指导教师： 学院(部)负责人：
第一章系统概述 1.1概述 为了满足智能家居的发展方向，使用户充分感受智能家居环境的便利。智能窗帘是带有一定自我反应、调节、控制功能的电动窗帘。如根据室内环境状况自动调光线强度、空气湿度、平衡室温等，有智能光控、智能雨控、智能风控三大突出的特点。该设计是基于现代化生活的高质量需求而开发设计，使家用窗帘实现自动化智能化，使其具备感风、感雨、感光的功能，并可随着外界情况的变化来控制窗帘的闭合，以达到对家居环境的保护。 1.2系统名字 基于物联网的智能窗帘控制系统设计 1.3系统功能 系统可以通过三个按钮来分别实现对窗帘的开、关和停的操作。实现远程遥控智能窗帘的运行。也可以通过PC机的界面实现窗帘的控制。 1.4 基本原理 本次实训主要是靠无线传感器来控制，基于zigbee的网络控制系统，通过CC2420模块来传送接受数据，从而完成对整个窗帘的控制。 1.5 系统模块 （1）CC2420发送模块； (2) E-WS-EC模块； （3）ZIGBEE采集节点模块； （4）ZIGBEE无线传输模块。
第二章系统硬件组成 2.1、协调器 协调器CPU：采用TI公司LM3S9B96；CORTEX M3内核；主频为80MHz。 所谓协调器，就是网络组织的管理者。针对一般的应用模式，在一个Zigbee 网络形成之后，协调器不是必须的。它最主要的作用是，依据扫描情况，选择一些合适参数建立一个网络。基于CC2420的zigbee协调器具有结构简单、功耗低、成本低等特点。其包含天线、单片机芯片、窗帘控制智能模块。 2.1.1、 CC2420模块 CC2420开发模块采用CC2420芯片，可支持zigbee，IEEE802.15.4等开发，提供兼容802.15.4的物理层和MAC层的协议栈及面向应用层的接口，完全兼容TinyOS 1.x及以上版本,用户可以基于TinyOS开发自己的WSN应用。硬件图如图2-1。 图2-1 CC2420模块 2.1.2、单片机芯片 协调器采用TI公司的LM3S9B96芯片，LM3S9B96是TI 公司的基于ARM Cortex-M3 的32位MCU，具有先前8位和16位MCU的价格成本，CPU工作频率80MHz,100DMIPS性能，ARM Cortex-M3 System Timer (SysTick)定时器，片内具有高达50MHz的256KB单周期闪存和96KB单周期SRAM，内部的ROM加载
苏州博睿测控设备有限公司 培训教程之 智能型电动执行器选型
电动执行器与工况的关系 ? 电动执行器是过程控制中非常重要的现场控制设备。? 随着现代工业自动化要求的不断提高，电动执行器（尤其是智能型电动执行器）广泛进入了各个行业和领域。?电动执行器可输出不同行程的转角和直线位移，控制阀门、风门等设备，对管线内流体的流量、压力等过程参数进行控制。 ?不夸张地说，现代工业现场中有管线的地方就有电动执行器的身影。? 因此，工业现场过程控制需要电动执行器，电动执行器的选型也必须从现场工况出发！电动执行器选型的基础信息必须从实际工况中获得！只有这样，产品才能最好的为工业现场服务！
电动执行器选型的基础信息 ?工况配置的是什么形式的阀门？ ?工况配置的阀门所需转矩或推力是多少？ ?工况配置的阀门与电动执行器采用何种方式连接，连 接尺寸是多少？ ?工况要求阀门全行程（从开到关）动作所需的时间是 多少？ ?工况能够提供什么标准的动力电源？ ?工况要求电动执行器达到什么样的防护标准？ ?工况要求电动执行器采用什么方式控制？有哪些控制 和保护的要求？ ?工况或用户的其它要求？
电动执行器选型的基础信息 工况配置的是什么形式的阀门？ 闸阀、截止阀等由阀杆带动启闭件沿阀座密封面做升降运动的阀门一般采用多回转输出的推力型电动执行器。球阀、蝶阀等启闭件绕垂直于通路的固定轴旋转的阀门一般选用部分回转输出的转矩型电动执行器。 阀门的形式决定电动执行器输出的形式 调节阀等靠垂直推拉阀 杆改变流体通道面积， 以改变流体流量的阀门 一般用直行程输出的频 繁调节型电动执行器。
南阳理工学院本科生毕业设计(论文) 学院（系）：电子与电气工程学院专业：电子信息工程 学生： 123 指导教师： 123356 完成日期 2012 年 5 月
南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 智能窗帘系统设计（硬件） The Design of Intelligent Curtain System（hardware） 总计：毕业设计（论文）23页 表格：0个 插图：36幅
南阳理工学院本科毕业设计（论文） 智能窗帘系统设计（硬件） The Design of Intelligent Curtain System（hardware） 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电子信息工程 学生姓名： 学号：145268566 指导教师（职称）：45555555555555 评阅教师： 完成日期： 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology
智能窗帘系统设计（硬件） 电子信息工程专业 ［摘要］本电路根据办公和生活环境需要，采用AT89C51单片机控制系统，利用P3口的特殊功能与P1口的空闲模式和掉电模式，根据其不同控制模式，实现半自动控制、自动控制、定时控制的相互转换控制窗帘机。该设计包括光电开关电路、系统主控模块、电源转换电路、保护电路等组成，可实现窗帘自动升降。 ［关键词］单片机；定时控制；光电开关；步进电机 The Design of Intelligent Curtain System Electronic Information Engineering Specialty YUANG Zhen-Peng Abstract: According to the requirements of office and living environment, this design made use of the SCM (Single Chip Micyoco ) controlling system of AT89C51, the special function at P3, the idleness mode and lose-electric mode at P1. Based on the different controlling mode, we realize to control the curtain machine by mutual transformation of semiautomatic and automatic controlling and infrared remoter. This design is made up of infrared remote circuit, systematic controlling mode, electrical source transformation, protective circuit, etc. It can reach the achievement of automatically rising and falling of the curtain. Key words: SCM; timing control; photoelectric switch; stepping motor
电动执行机构智能电控装置 电动执行机构是以电源为动力，接受统一的标准模拟信号（4-20mA或0-10mA 直流信号）、或通过总线给出的数字信号，并将其变成对应的机械位移（转角、直线或多转），自动操纵阀门、风门、挡板等，实现自动调节功能的电动装置。 用途：HDX－G型智能电动执行机构，可替代常规DDZ－II、III型仪表中的DKZ各型直行程、DKJ各型角行程电动执行机构，与各类蝶阀、球阀、百页阀及风门等配套，广泛应用于电站、轻工、冶金、石油、化工、建材、交通、市政水处理等各行业。 主要功能： 1．具有与常规II、III型仪表对应的信号及位置设定；2．具有零位、增益、上、下限电气行程限位等参数设定与调整；3．具有电开、电关状态选择；4．具有手动／自动切换功能；5．断线保护及状态自设定；6．执行机构卡死或超载自动保护及自修复；7．当高速运行突然逆转时，具有自动延时保护的功能；8．死区可在一定范围内选择，使执行机构分辨精度在0.1%-2.5%内调整，以满足不同场合的不同需要；9．具有断线、卡死、超限等现象的自诊断、显示报警功能；10．可根据用户要求配置HART或FF现场总线。 需要特别说明的是，对于HDX－G型智能电动执行机构，不论直行程、角行程、多转式的，其电控部分原理、对外接线、调试程度和方法都是一样的，且不需要配伺服放大器。用户在选用时，只需注意安装方式，输出力矩、行程、信号是否符合您的要求，并根据要求设置拨码开关。步进电动机驱动器 步进电动机驱动器与步进电动机配套使用，每一台步进电动机用一台驱动器。现已完成并投入试生产的有QBH406，QBH206，QBH306，QBH508,QB306及对应的SQB，SQBH等10余种型号，并有多种型号正在研制开发之中，形成多规格，系列化的成果。 这种驱动器与步进电动机组成驱动单元，广泛应用各种数控机床、计算机外设、包装机械、办公自动化多种领域。 驱动器采用自斩波恒流方式工作，耗能少，效率高，发热少，运行可靠。 有较高的技术含量，是一种高附加值的产品。 按年产3000台计算，产值可达1000万元，获利可达200万元以上。 欢迎转让技术或合作办厂。
电动窗帘电机工作原理及特点 随着人们高品质生活的提升，对于窗帘设计的要求也越来越高，其电动窗帘的出现可谓是应然而生。随着社会的发展，这种智能化的电动窗帘在近几年也将得到迅速发展，也将广泛的运用于别墅、智能大厦、高级公寓等等领域。 电动窗帘十分的方便，它将采用了智能化电动窗帘控制系统实现了窗帘的定时开关，场景控制等等高级控制功能，使窗帘真正成了现代家庭空间这种的一亮丽风景线。随着普遍的运用，很多朋友对电动窗帘的工作原理及特点，也将产生了浓厚的兴趣，这里广州时代窗帘整理了一份相关资料，供大家参考。 1.电动窗帘的工作原理 电动窗帘是将采用一个电机来带支窗帘延着轨道来回运动，也可以说是通过一套机械装置来转动着百叶窗，并很好的控制电机的正反转来实现的。其核心部分就是这个电机，虽说目前市场上电机的品牌、种类很多，但最终也就分为交流电机与直流电机两大类。 要想实现自动窗帘控制应选用BOOSLY窗帘控制器，其输出的AC220V电压，能控制交流窗帘电机的正反转，当然要注意接线过程可千万不可出差错。接线柱“L”接220V电源线的火线；接线柱“N”接220V电源线的零线；输出端“1”接线柱接电机正转相；输出端“2”接线柱接电机反转相。 2.电动窗帘的系统特点 适用性：电动窗帘具有多种不同档的开启与关闭速度，在不同的地方可选用合适的速度。其在断电时，也可以利用手动开启与关闭此系统。 安全性：电动窗帘驱动设备装中具有可靠的安全设防保护装置，并无什么安全隐患存在。 兼容性：电动窗帘的系统备中手动、智能线控按钮与遥控器，当窗帘完全开启或关闭时，驱动器能及时停止工作。作为一项高新技术的电动窗帘也将推动着社会的发展。 智能化：在电动窗帘的系统中，所定时控制器能预先在24小时内进行多次自动开启与关闭的设置。若您将外出，那么电动窗帘系统将会按照您的习惯在每天的
ZHB Series Intelligent Electric Actuator ZHB Series Intelligent Electric Actuator (simply called actuator) is an Intelligent product manufactured on the basis of introducing H & B Corporation’s technology, which is applicable for all kinds of automatic process control system. It receives control signal from DCS system or positioning adjustment instrument and output shift of rotating angle and mechanical torque to control openings of various valve guards and adjust flow rate of liquid in process pipeline to realize automatic control of process parameters. ■Features ● It is compatible with 4-20mA DC analog signal and is in accordance with HART or digital signal from MODBUS bus line communication protocol. Its structure is flexible, with s ● It is compatible trong applicability. with active low voltage switching value (24V .DC) or passive switching value (dry contact) inpu ith integrated structure without another servo amplifier to simplify system structure. fe. ith com y manual on site, with adjustment signal and valve position signal etc multi parameter disp as on contact with midway limit to ensure system safety. h deviation, motor locking rotor and overheat etc m ive automatic identification, change of valve flow rate char t contact shift sensor, and with high s small volume and light weight, decreased by 1/3 compared to the same traditional product. ■ Main specifications 0mA DC, compatible with digital signal from HART bus communication DC or passive dry contact signal. 1% ent range 0.3% - 3% hen carrying out deviation warning, it can output warning ign t. ● It is adopted w ● It has the features of Intelligent positioning, high accuracy and excellent damping characteristic. ● It has electric brake function, without mechanical brake and friction loss, and with a long service li ● It can be conveniently and rapidly carried out zero and range adjustment locally or remotely (product w munication function). ● It can be operated b lays. ● It h ● It has the functions including signal disconnection, too muc ulti failure diagnosis, warning and processing etc. ● It has the functions including active and react acteristic, and random flow rate characteristic curve that can be set by user. ● It has the capacity of digital filtering and strong anti-interference, withou reliability. ● It feature ● Adjustment signal input: 4-2protocol or MODBUS communication. ● Switching value input: active 24V ● Position feedback signal output: 4-20mA DC. ● Basic error: ±1.0% ● Return difference: ≤ ● Dead zone: ≤1%, adjustm ● Deviation warning door limit: 5% - 110%. W s al of close contact and make valve position remain at local or move to full open or full close position according to preset procedures. ● Midway limit: lower limit: 0% - 55%. Upper limit: 45% - 100%
智能窗帘报告 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
Hefei University 2015年合肥学院电子设计竞赛 项目报告 项目名称：智能卧室窗帘系统作者姓名：梁波 39 12通信（二）班 毛会磊 02 12通信（二）班 朱春松 19 13电子（一）班 指导教师： 完成时间： 2015年3月16日
［摘要］本电路根据办公和生活环境需要，采用AT89C51单片机控制系统，利用P3口的特殊功能与P1口的空闲模式和掉电模式，根据其不同控制模式，实现半自动控制、自动控制、定时控制的相互转换控制窗帘机。该设计包括光电开关电路、系统主控模块、电源转换电路、保护电路等组成，可实现窗帘自动升降。 ［关键词］单片机；定时控制；光电开关；步进电机
1 引言 系统设计的背景及意义 当今时代，科技的发展和人们生活水平显着提高，人们对居住环境方便快捷的要求越来越高，智能家居系统应运而生。智能家居是现代电子技术、通讯技术及自动化技术相结合的产物。随着高新技术及电子器件的发展，光控、温控及遥控窗帘应运而生，给人们生活带来很多方便。同时，也为人们的生活环境及智能家居的实现提供了依据，为此，研究和设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。窗帘机的控制方式大体上有三种：声控、光控、时控，声控和遥控属于半自动类而光控虽属全自动式，但因光敏器件的灵敏度，冬夏等不同季节的光照度的不同，以及人们对开闭窗帘在时间上的要求不同，而难以实施和普及。因此，设计一款价格低廉，结构简单，灵敏度高，抗干扰能力强，实现红外线遥控控制、时间控制、手动控制三种功能的为一体的智能窗帘，具有十分重要的意义。在欧美等发达国家，电动窗帘已经广泛应用。在十多年前，电动窗帘就已经进入我国，可一直没有大的推广，这两年，随着电控技术的不断提高及价格的不断下降，电动窗帘热才又卷土重来。据了解，全国共有170 多种电动窗帘器获得了国家专利，但就其技术本身而言，还是大同小异，但销价却有了很大的差别，贵的要数千元，便宜的只有几百元。尽管遥控自动窗帘系统在国内是一个新兴的行业，但是，它也正以不可抵挡之势迅速崛起。遥控自动窗帘系统走进中国以来，再短短四年的时间里，遥控自动窗帘系统生产商由最初的几家公司增加到如今的百余家企业，其行业发展之迅速是目前国内任何其他行业所无法比拟的。目前，我国遥控自动窗帘系统生产厂商、分销商、集成商与装饰公司都形成了相当规模，不少国内知名企业纷纷涉足遥控自动窗帘系统行业。随着自动窗帘热潮在世界范围内的日渐兴起，随着中国电子技术的飞速发展、人们生活水平的不断提高以及智能电子技术在生活中的广泛应用，自动窗帘已经成为未来家居装饰潮流发展的最新方向。从目前的发展趋势来看，在未来的20 年时间里，自动窗帘行业将成为中国的主流行业之一，其市场的发展前景是非常广阔的。 设计的基本内容 本设计通过分析电动窗帘的发展和现状来规划电动窗帘的智能功能，从而对电动窗帘控制器进行设计。采用步进电机作为执行元件，以光敏电阻作为传
安防智能电动窗帘设计说明书 设计者： 指导老师： 地址: 单位：山东劳动职业技术学院 2015年9月21日
目录 一. 作品简介 (3) 二作品设计 (4) 1. 研制背景及意义： (4) 2. 主要功能： (4) 3. 产品的主要特色 (4) 4. 产品的设计方案 (4) （1）产品的主要功能模块 (5) 图2 导轨安装示意图 (5) （3）光敏控制模块设计 (6) （4）遥控控制模块设计 (7) （5）安防灯设计 (8) （6）单片机控制模块 (8) 三作品的高端设计 (9) 1. 简单变色型窗帘： (9) 2. 简易型智能变色型窗帘： (9) 3. 全能型设计窗帘： (10) （1）温度控制设计 (10) 四作品材料设计 (10) 1. 纱帘设计 (10) 2. 遮光帘设计 (10) 五作品的市场预估 (11)
一. 作品简介 本产品针对目前家用窗帘多为手动，并且不具备安防功能，采用光敏测量元件以及单片机，配合灯具的照明，设计了一种安防家用窗帘。本产品设定了自动功能和手动功能切换，从而实现了在家模式和离家模式。 图1 产品实际工程外观设计 产品的主要功能设计有： （1）光敏控制功能检测到室外属于白天时打开窗帘，当黑夜来临时关闭窗帘，根据光亮要求，自动实现灯光的开启与关闭，窗帘的打开与关闭。 （2）遥控控制功能可在10米以内用遥控对窗帘的控制，符合现代人犬儒化趋势，舒适享用现代科技带来的舒适。 （3）虚拟防盗功能因为主人不在家时它也能智能控制窗帘和灯具的开关，起到了有人在家的假象，使盗贼不敢入侵该家庭。根据设定时间和光亮，在夜间设定时间段实现窗帘的关闭和灯光的开启，从而在夜间营造家中有人的假象，可实现长期外出旅游时家庭的安防，解决主人的后顾之忧。 （4）变色功能本功能由于造价问题，在样本窗帘未采用光致变色窗帘和温敏变色窗帘。窗帘功能为采用热敏或者光敏变色纤维材料,使其颜色根据自然环境的变化以及室温的变化
电动执行器有五种类型：直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节阀、PID电动调节执行器和电磁阀。前四种属于DDZ型。下面简要介绍一下直行程电动执行器(DKJ)和角行程电动执行器(DKZ)。 直行程与角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0~10，4~20毫安或1~5伏电压的标准值流电信号，经执行器后变成位移推力或转角力矩，以操作开关、阀门等，完成自动调节的任务。这两种执行器以前都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的。现在有机电一体智能化的结构，它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的，区别仅在于，一个输出位移(推力)，一个输出转角(力矩)。 电动执行器选型考虑要点 一、根据阀门类型选择电动执行器 阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。 1．角行程电动执行器（转角<360度） 电动执行器输出轴的转动小于一周，即小于360度，通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。 a)直连式：是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。 b)底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。 此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。 2．多回转电动执行器（转角>360度） 电动执行器输出轴的转动大于一周，即大于360度，一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。 此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等。 3．直行程（直线运动） 电动执行器输出轴的运动为直线运动式，不是转动形式。 此类电动执行器适用于单座调节阀、双座调节阀等。 二、根据生产工艺控制要求确定电动执行器的控制模式 电动执行器的控制模式一般分为开关型（开环控制）和调节型（闭环控制）两大类。 1．开关型（开环控制） 开关型电动执行器一般实现对阀门的开或关控制，阀门要么处于全开位置，要么处于全关位置，此类阀门不需对介质流量进行精确控制。 特别值得一提的是开关型电动执行器因结构形式的不同还可分为分体结构和一体化结构。选型时必需对此做出说明，不然经常会发生在现场安装时与控制系统冲突等不匹配现像。 a)分体结构（通常称为普通型）：控制单元与电动执行器分离，电动执行器不能单独实现对阀门的控制，必需外加控制单元才能实现控制，一般外部采用控制器或控制柜形式进行配套。 此结构的缺点是不便于系统整体安装，增加接线及安装费用，且容易出现故障，当故障发生时不便于诊断和维修，性价比不理想。 b)一体化结构（通常称为整体型）：控制单元与电动执行器封装成一体，无需外配控制单元即可现实就地操作，远程只需输出相关控制信息就可对其进行操作。 此结构的优点是方便系统整体安装，减少接线及安装费用，容易诊断并排除故障。但传统的一体化结构产品也有很多不完善的地方，所以产生了智能电动执行器，关于智 能电动执行器后面将再做说明。 2．调节型（闭环控制） 调节型电动执行器不仅具有开关型一体化结构的功能，它还能对阀门进行精确控制，从而精确调节介质流量。因篇幅有限其工作原理在此不作详细说明。 下面就调节型电动执行器选型时需注明的参数做简要说明。 a)控制信号类型（电流、电压）
楼宇智能家居设计方案说明 智能家居又称智能住宅，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网 络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。 衡量一个住宅小区智能化系 统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而 是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行，系统的使用、 管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用， 换句话说，就是如何以 最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现便捷高质量的生活。 为了实现上述目标，智能家居系统设计遵循以下原则： 一、方法、步骤实用性便利性； 智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环 境。对智能家居产品来说，最重要的是以实用为核心，摒弃掉那些华而不实，只 能充作摆设的功能，产品以实用性、易用性和人性化为主。 在设计智能家居系统时，根据用户对智能家居功能的需求，整合以下最实用 最基本的家居控制功能：包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防 盗报警、门禁对讲、煤气泄露等，同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播等服 务增值功能。对很多个性化智能家居的控制方式也是丰富多样， 比如：本地控制、 遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等，其 本意是让人们摆脱繁琐的事务，提高效率，不至于使操作过程和程序设置过于繁 琐，让用户产生排斥心理。所以在智能家居设计时要充分考虑到用户体验，注重 操作的便利化和直观性，采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。考虑 到整个建筑的各个智能化子系统二十四小时运转， 以及系统的安全性、可靠性和 容错能力予以高度重视。对各个子系统，以电源、系统备份等方面采取相应的容 错措施，保证系统正常安全使用、质量、性能良好，具备应付各种复杂环境变化 的能力。 智能 家居 系 统
Hefei University 2015年合肥学院电子设计竞赛 项目报告 项目名称：智能卧室窗帘系统 作者姓名：梁波 1205022039 12通信（二）班 毛会磊 1205022002 12通信（二）班 朱春松 1305011019 13电子（一）班指导教师： 完成时间： 2015年3月16日
［摘要］本电路根据办公和生活环境需要，采用AT89C51单片机控制系统，利用P3口的特殊功能与P1口的空闲模式和掉电模式，根据其不同控制模式，实现半自动控制、自动控制、定时控制的相互转换控制窗帘机。该设计包括光电开关电路、系统主控模块、电源转换电路、保护电路等组成，可实现窗帘自动升降。 ［关键词］单片机；定时控制；光电开关；步进电机
1 引言 (4) 1.1 系统设计的背景及意义 (4) 1.2 设计的基本内容 (4) 1.3设计思想及基本功能 (5) 2 总体电路设计与原理说明 (6) 2.1方案选取 (6) 2.2 方案介绍 (7) 2.2.1 自动控制窗帘基本功能 (8) 2.2.2控制器总体结构设计 (8) 3 系统硬件设计 (10) 3.1 89C51单片机及相关电路 (10) 3.1.1 89C51单片机概述 (10) 3.1.2 晶振电路 (10) 3.1.3 复位电路 (11) 3.1.4 显示电路 (12) 3.2 光敏传感器电路 (14) 3.3 A/D转换电路 (15) 3.4 步进电机电路 (15) 3.5键盘接口电路 (16) 3.6 红外控制电路 (17) 4系统软件设计 (20) 4.1主程序软件设计 (20) 4.2 光控电机程序设计 (21) 4.3 LCD1602显示程序设计 (22) 4.4光照采集程序设计 (22) 5 总结 (24) 参考文献 (25) 附录1：原理图 (26) 附录2:部分子程序 (27)
工程实践项目论文 论文题目智能电动窗帘设计学生姓名 专业 班级 指导教师 职称 二O 一一年十一月
智能窗帘系统设计 摘要 本文描述了智能遥控窗帘系统的设计和工作原理，给出了智能遥控窗帘系统的硬件原理图、软件流程图。用单片机实现窗帘控制，为传统的手拉式或滑轮式窗帘应用模式转轨到新的红外模式和光敏电阻模式以及按键模式提供了具体解决方案，也为窗帘的智能化发展提供了新的思路。 本文的主要研究工作如下： 使用价格相对便宜的红外线遥控发射芯片、和光敏电阻模块和按键开关来实现对智能窗帘的半自动和全自动的控制； 使用技术成熟的单片机最小系统作为主要控制系统，因为它是一个软硬件相结合的系统，软件是控制单片机控制的程序源代码；硬件是实现系统控制功能的电子元件、单元电路的组成； 使用由四个MOS管连接H桥式电机驱动电路作为驱动模块实现对直流电机的驱动。 由于时间和技术上的限制，未来还需要针对智能窗帘各个模块的参数进行调优，通过与实际问题相结合的设计得到更好的结果。 关键词：自动窗帘系统；红外线遥控；光敏电阻模块；H桥式电机驱动电路；单片机最小系统
The Design of Intelligent Curtain System Abstract This paper describes the intelligent remote control curtain system design and working principle, presents the intelligent remote control curtain system hardware diagram, the software flow chart. With MCU curtains control, for the traditional type or pulley type curtain application mode transition to the new infrared pattern and photosensitive resistance mode and key model provides specific solutions, as well as the curtain intelligent development provides a new train of thought. The main research work was as follows: The used of the relatively cheap price of the infrared remote control transmitting chip, and photosensitive resistance module and a key switch to achieve the intelligent curtain semi-automatic and fully automatic control; The used of mature technology of SCM system as the main control system, because it is a combination of software and hardware system, software control microcontroller control program source code; hardware system was to realize the control function of the electronic element, circuit unit; Used what is made of four MOS tube connecting the H bridge motor drive circuit for driving module for DC motor drive. Because of the time and technical limitations, future need for intelligent curtain modules of the tuning parameters of the actual problem, and by combining the design to get better results. Key words:automatic curtain system; infrared remote control; the photosensitive resistor module; H bridge motor drive circuit; the smallest single-chip system
智能电动执行器及其发展趋势 工业生产过程自动调节系统一般由检测器、调节器、和调节对象组成。其中执行器总是不可缺少，一般由执行机构和调节机构(一般称为调节阀)组成。此外，根据需要还可配上阀门定位器和手轮机构等附件。 执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用，常被称为实现生产过程自动化的“手足”。电动执行器以电能为动力，接受调节器来的标准信号(模拟量或数字量)，通过将这信号变成相对应的机械位移(转角、直线或多转)来自动改变操作变量(调节阀、风门、挡板开度等)，以达到对被调参数(温度、压力、流量、液位等)进行自动调节的目的，使生产过程按预定要求进行。所以电动执行器对自动调节系统的安全运行、可靠性及调节品质的优劣都有很大影响。 相对气动、液动执行器而言，电动执行器主要有3点优势： (1)无需特殊的气源和空气净化等装置。即使失电时，也能保持原执行位置； (2)可远距离传输信号，敷设比气管和液体管道敷设方便得多，且便于线路检查； (3)与计算机连接方便简洁，更适应采用信息新技术。
一、DKJ型电动执行器及其不足 电动执行器有角行程和线行程之分。DKJ型角行程电动执行器是DDZ-II型中的执行单元，是传统电动执行器的典型产品。它主要由伺服和执行机构两部分组成，接受来自调节单元、变送单元或手动操作器输出的统一标准电流信号，将其转换成与之相对应的机械位移输出。 虽然DKJ型电动执行器在各工业部门都有较多应用，但它存在着不足，主要有以下几点： (1)产品规格品种较单一，且只有一种位移速度，不能满足一些复杂系统要求； (2)没有力矩保护和，虽然电动机能堵转，但其转矩(或力矩)一直施加在阀门或生产设备上，使阀门或生产设备容易受损而减小使用寿命； (3)容易磨损，击穿问题也较大，平均故障间隔时间(MTBF)为10000h左右； (4)在机械上不能自锁，增加了对制动器的可靠性要求。 二、智能电动执行器及特点 近年来，电动执行机构获得了快速发展，国内外一些厂商相继推出带现场总线通信协议的智能电动执行器。新型智能电动执行器利用微机和现场总线通信技术将伺服放大器与执行机构合为