基于DSP的智能型电动执行机构控制系统

一、产品概述AMR-B系列电动执行机构是我公司在综合同类产品的基础上研发的第二代新产品，分防爆型和普通型，适用于各种阀门及风门系列，是多回转、角行程、执行程调节阀的智能型电子式变频电动自动执行装置。

该系列产品是以单相交流电作为动力电源，采用DSP作为运算处理芯片实现智能化控制和无级变速调节，具有调节精度高，稳定性能可靠，无需伺服放大器、可集中控制、现场操作及远程控制等特点。

该系列产品控制单元可自动根据给定信号4-20mA和反馈信号的偏差进行变速运行，随着输入信号和反馈信号偏差的减小，越接近平衡点时电机速度会越慢，在平衡点附近阀门会缓慢打开或关闭，具有很强的微调作用。

使智能变频调节阀在调节过程中的变速调节中过调量也会减小，动态振荡也会明显下降，消除了电动调节阀灵敏度和稳定性之间易产生震荡的矛盾，大大提高了阀门的控制精度。

可广泛应用于石油、化工、水电、冶金、矿山、钢铁等含有爆炸性气体环境的工厂。

二、工作原理电机通过传动减速部件，将电机的高速转动转换成大扭矩低转速输出转动。

电子检测单元检测输出轴的转动位置，当检测位置和给定的位置，在偏差范围内时就停止转动输出，当偏差大时启动输出直到在偏差范围内时停止输出。

实现阀门的控制过程。

1、设备结构示意图AMR-B系列电动执行器主要组成部件： 1、封闭式电机； 2、偏心行星齿轮机构；3、独立电气接线盒；4、不带离合器的手轮操作机构； 5、电气综合控制单元。

所有行星齿轮组件围绕着输出这心主轴安装并在任何时刻都有数个齿啮合在一起，有别于传统直齿齿轮和蜗轮蜗杆结构，机械效率(70~80%)高、磨擦小，使用寿命更长。

三、产品特点★采用液晶图形点阵显示，全中文菜单显示，操作界面简洁直观、工作状态一目了然。

★ModebusRS485RTU标准通讯协议，可多个设备组网。

可与PLC、DCS、ECS等系统连接。

★设有两级密码保护，可设置不同的操作级别，防止无关人员误操作带来的设备运行故障。

电动执行机构智能控制器(II型)使用方法一、技术指标1．输入信号：4~20mAd.c2．输入阻抗：100Ω3．输出信号：4~20mAd.c（恒流）4．负载电阻：≤500Ω5．输出功率: 220V ac.5A(最大)故障报警：Er 1——没有4~20mA电流信号输入。

处理方法：保持原位。

Er O1——没有4~20mA电流信号输入。

处理方法：全开。

Er C1——没有4~20mA电流信号输入。

处理方法：全关。

Er 2——堵转。

二、液晶显示与按键定义K1：设置/开——1.进入设置状态；2.手操模式下，按此键，执行机构开。

K2：手操/确认——1.进入手操模式，再按一次，退出；2.设置状态，确认选择项。

K3：自调/选择/关——1.进入自动调试模式，再按一次，退出；2.设置状态下，改变选择内容；3. 手操模式下，按此键，执行机构关。

三、工作原理框图四、操作说明1、正常状态下，液晶显示执行机构的开度，0为全关，100为全开。

2、在正常运行状态下，按，进入设置状态，连续按，依次显示：)（1）死区设置显示按选择内容为0～F，可调范围为0.1~7.5%，每项间隔为0.5%，按以下参数分别对应：在输入信号与位置反馈信号比较控制的基础上加入不灵敏区（即死区），使执行机构的位置在允许的偏差范围内。

通过选择S1（0~F）可以选择死区大小。

死区增大，灵敏度降低；否则反之。

注意：如死区太小，则灵敏度太高的话，执行机构容易产生振荡，并易导致电机损坏。

而死区过大，灵敏度太低又会影响控制效果。

故可根据控制系统要求设置适当的死区。

（2）延迟时间显示按选择内容为0～9，可调范围为0秒~4.5秒，每项间隔为0.5秒，按以下参数分别对应：为了防止噪音或外界其它干扰引起执行机构误动作，执行机构自动检查工作信号是否正常，并根据信号的最初变化而动作。

如果信号在设定的时间间隔内变化，则输出不会发生变化。

可参见技术参数，通过选择S2（0~9）设置延迟时间。

基于DSP感应电机数字控制系统设计摘要：数字信号处理芯片TMS320F240是针对电机、运动控制的专用DSP控制器。

利用控制器DSP （TMS320F240）实现感应电机直接转矩控制系统的全数字化，对控制系统的硬件包括外围接口进行了设计，并用DSP汇编语言进行了软件编程设计。

基于DSP感应电机数字控制系统具有优越动态性能和静态性能。

关键词：DSP;感应电机;直接转矩控制;数字控制The design of the electric motor digital contal systemABSTRACT: Aiming at the control of induction motor，the digital direct torque control scheme is implemented w ith DSP （TMS320F240）, which is developed specially for motor and motion control. The hardware is completel y designed including wealthy peripherals and software is programmed in DSP assembly language. All the design a bove is confirmed by experiment. It indicates the control system of induction motor has better dynamic and static c haracters.KEY WORDS: DSP; Induction Motor; Direct Torque Control; Digital Control1引言DSP数字信号处理器时钟频率高、处理速度快，是单片机的理想替代品。

TI公司DSP 数字信号处理器TMS320F240内部的模数转换模块包括两个独立的采样, 保持电路</A>和两个10位双积分型的转换器，16路模拟输入通道，可同时转换2路信号。

基于DSP控制的无刷直流电机的电动执行器的设计1 引言具有梯形反电动势的永磁同步电动机通常被称为无刷直流电动机，它具有体积小、重量轻、效率高、惯量小和响应快等特点。

无刷直流电动机采用电子换向器替代了传统直流电动机的机械换向装置，从而克服了电刷和换向器所引起的噪声、火花、电磁干扰、寿命短等一系列弊病。

由于无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具有直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故其在工业领域中的应用越来越广泛。

当前国内生产的电动执行器多由模拟器件控制，精度差；保护措施使用继电器和机械装置，可靠性差；很多电动执行器只能接收模拟信号（4～20mA、1～5 V），不能与计算机进行通信；系统集成度低、维护困难。

这就使得现有的电动执行器不便于调试和维护，也不能根据生产的实际需要进行参数的现场调整，不便于实现数字化的分布式控制。

嵌入了微控制器的智能电动执行器是最新一代的产品。

智能电动执行器性能优越，占据了相当的市场份额。

这类电动执行器具有可靠性高、使用方便、通信功能强、诊断保护功能完善、适应性广泛等优点。

可以说，智能化已经成为电动执行器发展的趋势。

TMS320F240是美国TI公司推出的高性能16位数字信号处理器（DSP），是专门为电机的数字化控制而设计的。

这种DSP包括一个定点DSP 内核及一系列微控制器外围电路，将数字信号处理的运算能力与面向电机的高效控制能力集于一体，可以实现用软件取代模拟器件，方便地修改控制策略，修正控制参数，兼具故障检测、自诊断和与上位机通信等功能。

因此它强化了电动执行器的作用。

2 DSP的优良特性TMS320F240是一种广泛适用于各种电机控制的数字信号处理器，它不仅具有一般DSP高速处理数字信号的能力，还将各种电机控制所需要的外围电路集于一体，能够大大提高系统的可靠性。

TMS320F240的系统结构如图2-1所示。