LonWorks智能电动阀门控制系统及组态功能设计

1分析过程1.1建模设计Solidworks提供功能强大的基于特征的实体建模功能，通过拉伸、旋转、薄壁有：阀体、上盖、心轴、轴承衬套、偏心凸轮、轴承、平键、螺钉、管接头一、调特征、扫描、抽壳、圆角、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。

气压阀压螺帽、钢珠、弹簧座、调压弹簧、O型环一、外盖、活塞杆、O型环二、弹簧塞杆、弹簧、调压螺帽、螺塞、管接头二，共有22个零件，以下是主要零件造型的过程。

对于气压调压阀的具体建模设计过程如下：(1)打开Solidworks2010，新建零件1阀体，在基准面中新建草图，依次给予拉伸、旋转除料、倒角、阵列、创建螺纹线、创建基准面及草图，扫描切除、圆角等特征，具体建模尺寸参照建模/机构/结构综合实训教程书，三维建模过程依次如图1所示。

图1(2)新建零件2心轴，在基准面中创建草图后给予旋转增料特征，再创建草图、后给予旋转除料及倒角特征，最后创建草图后拉伸除料，三维建模过程如图2所示。

图2 心轴的建模SolidWorks 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。

工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。

从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。

增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。

使用RapidDraft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。

用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。

交替位置显示视图是专门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。

SolidWorks 才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。

“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。

(3)新建零件3上盖，在基准面中创建草图后给予旋转增料特征，后添加倒角特征并给予拉伸除料特征后圆周阵列;同理构建零件4轴承衬套及零件5偏心凸轮模型如图3所示。

阀门电动执行器控制模块设计一、设计目的和要求电气控制技术综合实践是电气工程及其自动化专业学生在所有专业课结束时进行的一次课程设计,是一个综合运用专业知识的过程。

其目的在于全面检验学生对专业基础课和专业课知识的掌握情况，提高知识综合运用能力和动手实践能力。

设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计、系统调试、性能测试等方面的要求，以便使学生掌握电气控制系统设计的总体思路和方法。

二、设计内容及步骤1 任务提出电动执行器是工业过程控制中的重要设备,它接收来自调节器的模拟信号（一般是4~20mA 电流信号）或上位机的数字信号, 将其转换为电动执行器相对应的机械位移（转角、直线或多转）并自动改变操作变量（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。

本课题要求设计一个阀门电动执行器控制模块。

1．1 对象参数：（1）电动机为单相异步电动机，额定功率10W，额定电流0.16A，外接电容CBB61、1.5uF500V。

（2）电源：220V±10%，50Hz。

（3）环境温度：-25~80℃。

（4）环境湿度：≤95%RH。

1．2 基本功能要求：（1）输入4~20mA或1~5V控制信号，相应阀门开度在0~100%之间变化。

（2）输入信号失效，位置保持原位。

（3）可就地手动操作。

（4）死区可以调整。

1．3 扩展功能要求（选做）（1）过力矩保护。

（2）行程限位保护。

（3）定位误差：≤1%。

（4）灵敏度：0.025%（1/4096）。

三、阀门电动执行器控制模块工作原理电动执行器主要由控制器、电机和减速器三部分组成，由上位调节装置给出的1~5V电压信号Us，减速器输出的直线位移信号x（或角位移信号θ）经位置检测装置后形成位置反馈信号Uf，这两个信号经比较和放大后控制电机的运转，电机带动减速机构产生相应的直线位移或转角位移。

智能阀门设计与控制方法分析摘要：阀门作为管道系统中的控制元件，其应用领域非常广泛，而且其结构、性能、用途等也在不断的发生变化。

智能阀门就是根据对阀门的性能、状态、故障等进行分析，并实现对阀门控制过程的智能化。

智能阀门具有一定的智能控制能力，能自动调节管道流量、压力等参数，满足工艺要求。

同时，在生产过程中能有效降低能源消耗，提高经济效益。

此外，在智能阀门设计过程中还需要考虑到其成本问题。

关键词：智能阀门；设计；控制方法；分析智能阀门是一个由电子部件和机械部件组成的复杂系统。

电子部件包括：传感器、执行器、控制器等。

机械部件包括：阀体、阀芯、密封面等。

阀门是工业生产过程中重要的一种控制元件，其控制质量将直接影响到整个工业生产过程的运行效率及产品质量。

因此，在阀门设计与控制过程中必须对其进行智能化改造，以提高其自动化水平和工作效率。

智能阀门是通过对阀门进行智能化设计与控制来提高其自动化水平和工作效率的。

1、电子部件概述智能阀门包括：电子部件、执行机构、控制系统等几部分构成。

其中，传感器是智能阀门中最重要的部件，它对阀门的性能和状态起着至关重要的作用，能将阀门的状态转变成电信号传递给执行机构，根据这些电信号来进行动作。

传感器包括：压力、流量、温度等。

执行器是智能阀门中重要的部件，它是控制系统与阀门之间的“桥梁”。

执行器可以根据所接收到的信号来改变自身的动作，从而使阀门达到相应的操作目的。

执行器作为智能阀门中重要的部件，其性能直接影响到智能阀门在整个系统中的作用。

在实际应用过程中，通常会将执行器设计成具有多种功能的部件，以满足不同情况下的控制需求。

控制器是智能阀门中重要的部件，它是通过对控制系统发出指令来控制执行机构动作的，它能根据不同情况来控制执行器实现对阀门开度和流量等参数进行调节。

控制器通常包括：上位机系统、下位机系统以及传感器三部分组成。

在智能阀门中，传感器是非常重要且必不可少的部件之一，它直接决定了智能阀门是否能正常运行。

信息技术的阀门智能控制系统的设计和分析摘要：工业向着智能化方向发展过程中，阀门控制系统并不是单纯局限机械手动阀门，对于机械手动阀门来讲，控制工作效率不高，并且安全性相对较差，不能展开智能操作。

在科技不断发展过程中，阀门智能控制逐渐将机械阀门控制渠道。

在进行阀门智能控制过程中，应注重对智能控制系统的设计运用，需保证其可以展开自动、手动切换，对故障做出判断，抗干扰性较强，能实现远程操作。

关键词：信息技术；智能控制系统；设计和分析信息技术不断发展中，广泛运用在各行业，阀门针对智能控制系统进行设计过程中，应加强对信息技术的运用，系统中可以将控制器作为基本核心，使阀门控制、检测、调节、执行进行组装，形成一体化结构。

系统在运行中，结合反馈机制，将控制、反馈信号之间展开对比，确保门阀控制的智能性[1]。

一、结合信息技术设计的阀门方面智能控制系统本研究当中，阀门方面智能控制系统，可以使控制、执行机体之间进行组合，结合控制系统将直接控制电机以及远程控制信号自动启动，能够使远程信号控制实现自动操作，也能展开现场控制操作，在操作结束以后，将获得的操作结果向上位机上传，判断操作结果，进而将反馈信号发送出来，优化阀门智能控制。

（一）硬件设计在进行硬件设计过程中，主要涉及到单元控制器、CAN通信接口以及控制器节点。

结合微控制器技术，展开阀门智能控制以及数字控制，通过CAN总线技术，建立两级总线系统，进而实施阀门远程控制以及集中控制。

系统当中运用的为CAN收发器与控制器之间进行结合通信接口，促进智能控制器与单元控制器开展节点通信，对于控制器来讲，型号为SJA1000，对于收发器来讲，型号为PCA82C250，可以实现对信号的快速发送以及接受，在微处理器方面，结合的为AT89C52单片机，并且在模块中，通过光电隔离电路运用，防止总线对系统产生干扰与影响。

就单元控制器来件，其在模块中使用了CPU框架，框架为两个。

在一级CPU当中，包含两个CAN接口，连接通信系统，并且和一、二级总线之间连接，其中两个总线进行传播时，速率可以存在差异。

Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术本栏目责任编辑：唐一东人工智能及识别技术第7卷第21期(2011年7月)E-mail:eduf@ Tel:+86-551-56909635690964ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.7,No.21,July 2011.基于Lonworks 的智能楼宇控制器功能和技术参数设计陈涛（安徽讯飞智元信息科技有限公司，安徽合肥230088）摘要：随着经济和建筑业的发展，楼宇智能化的需求不断增长，传统集散型的控制系统不能适应复杂大型楼宇的智能化要求，为了解决这个问题，实现复杂大型楼宇各子系统的组合式集成，对智能楼宇和Lonworks 总线技术进行研究的基础上，给出了基于Lonworks 总线技术的智能楼宇控制器的功能和技术参数，为最终开发出基于Lonworks 总线技术的智能楼宇控制系统提供一定的基础。

关键词：智能楼宇；现场总线；lonworks ；控制器；5A 系统中图分类号：TP334文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)21-5192-02Design of Functions and Technical Parameters of Intelligent Building Controller Based on Lonworks TechnologyCHEN Tao(Xunfei Zhiyuan Inforfamiton and Technology Limited Enterprise,Hefei 230088,China)Abstract:With the development of the economy and construction industry,the necessity of building intelligence has increased,which is hard for the traditional distribution system to deal with.In order to solve this problem and to integrate each subsystem of the complicated building,firstly,the research on intelligent building and lonworks technology has been caught,secondly,functions and technical parameters of intelligent building controller based on lonworks technology have been designed,which will lay the foundation for the design and real -ization of intelligent building control system based on lonworks technology.Key words ：intelligent building;field bus;lonworks;controller;5A system经济发展的推动了现代建筑业的高速发展，而计算机和通信技术的进步则促进了现代建筑业朝着智能化的方向快速发展。

欢迎访问Freekaoyan论文站基于LonWorks技术的步进电机智能控制器的硬件设计欢迎访问Freekaoyan论文站1 引言步进电机是一种将脉冲信号转换为直线或角位移的伺服执行元件，由于其具有结构简单、运行可靠、控制方便、控制性能好，并且具有步距值不受诸如电压和温度变化的影响、误差不长期积累等优点，所以在仪器仪表、机器人、数控机床、工业控制、楼宇自动化等领域得到了越来越广泛的应用。

其基本原理是每施加一个脉冲信号，其转轴就转过一定的角度，称为一步。

随着输入到步进电机的脉冲数增加，直线或角位移也随之增加。

如果将脉冲信号的频率变大，则步进电机的旋转速度就随之而变快，反之则变慢。

为了实现步进电机的运动控制，较多采用的一种方案是以传统的单片机作为控制系统的微处理器，通过一些大规模集成电路来控制其脉冲输出频率和脉冲输出数，实现步进电机的速度和位置控制。

但是，这种方案中微处理器本身不具备网络通讯能力，要想和上位机器连接需要加上其他的通讯接口且可靠性较差，实现起来麻烦，并且在使用一些智能控制算法时，传统单片机不容易实现并且程序处理速度也成为制约提高系统实时控制性的一个瓶颈。

由于LonWorks技术将底层控制和网络通讯结合起来，并且通过其主要部件神经元芯片来进行控制，可以在局域或远程计算机上(简称上位控制机)随时将控制信号传递给LonWorks智能控制器，实现对步进电机旋转角度和速度控制。

同时由于采用NeuronC进行编程，可以很方便地实现智能控制算法，并将程序下载到所设计的智能控制器中，所以采用LonWorks技术进行步进电机的控制系统的设计将具有更高的精度、灵活性、适应性并且可以通过网络对步进电机进行实时监视和控制。

2 整体结构设计要采用LonWorks技术进行步进电机智能控制器的设计，首先必须进行整体结构的规划，这里采用的控制方法分为两种：(1)让步进电机按照上位控制机发出的控制信号进行，包括转角的大小和运行的速度。