电动阀门控制器的研究【文献综述】.doc

1、 1 毕业论文 文献综述 电气工程及自动化 电动阀门控制器的研究 摘要 : 在工业自动控制系统中，执行器和传感器一样是不可或缺的设备，电动阀门是阀门系列中应用最广泛、用量最大的一个品种。本文主要介绍了电动阀门控制器的趋势，随着社会的进步，计算机的发展以后的电动阀门控制器将会向着数字化，智能化发展。 关键词： 电动阀门；数字化；智能化； 1 引言 阀门控制器也可以称为调节阀，从远古时期的人们为了调节河流或小溪的水流量，采用大石块或树干来阻止水的流动或改变水的流动方向，到 1705 年纽康曼发明第一台工业蒸汽发动机，对蒸汽发动机 的运行提出了控制要求，瓦特发明了第一台调节转速的控制器，其后，水流体

2、流量的控制越来越被人们重视。随着工业的发展，对调节阀的要求也越来越高。出现了各种类型的调节阀 1。 2 电动阀门的发展方向 在工业自动控制系统中，执行器和传感器一样是不可或缺的设备。执行器依其驱动介质的不同可分成三类：电动执行器、气动执行器和液动执行器 2。而电动执行器的输入信号有连续信号和断续信号两种：连续信号是指 DC 0-10mA和 DC 4 -20mA 两种范围的电流信号，断续信号是指开关信号2。电动阀门装置属于输入断续信号的电动执 行器。 2.1 数字化 数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，

3、引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。数字化的主要优点有： 1 大大加快了计算机数据的计算、统计、分析、处理的速度。 2 抗干扰能力强。不容易出现失真现象。 3 数字信号电路简单。它没有模拟电路里的各种调整，因而电路工作稳定、技术人员能够从日常的调整工作中解放出来。 数字化的缺点：模拟信号数字化以后的信息量会爆炸性地膨 胀。导致为了提高数字化质量就必须进一步增加信息量，对于集成电路的容量就有了较高的要求 3。 2.2 智能化 智能仪器在人们心目中的概念是：凡是内部含有单片机的仪器统称为智能仪器。反之，凡事内2 部不含单片机的仪器统称为传统仪器或普通仪器。因此与其说是智能化，不如

4、说是嵌入单片机。而单片机的性能决定了智能化的程度 4。 单片机是微型计算机的一个主要分支，它在结构上的最大特点是把 CPU、存储器、定时器和多种输入 /输出接口电路集成在一块超大规模的集成电路芯片上 5。就起组成和功能而言。一块单片机芯片就是一台计算机 。 单片机的优点： 1 有优异的性能价格比。 2 集成度高、体积小有很高的可靠性。单片机把各功能部件都集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合于在恶劣环境下工作 6。 3 控制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极

5、丰富的转移指令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。 4 低功耗、低电压，便于生产便携式产品 7。 5 外部总线增 加了 I2C、 SPI 等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。 6 单片机的系统扩展、系统配置较典型、规范、容易构成各种规模的应用系统 8. 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进一步向着 CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展 9。 2.3 自动化 自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下 ,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过

6、程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子 、计算机等技术领域的一门综合性技术。 它的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面，包括理论、方法、硬件和软件等，从应用观点来看，研究内容有过程自动化、机械制造自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等10。 自动化的实现大大提高了工作效率，解放了人员，减少了人为错误。缺点在于一旦计算机控制系统出现故障，将会使整个系统处于瘫痪状态。由于 实行自动控制与管理，技术性比较强，对工作人员的技术业务素质要求比较高，必须具有一定的文化水平和专业知识，而且经过专门培训的人员才能胜任 11。 2.4 电动阀门智能 测

7、控系统 电动阀门是阀门系列中应用最广泛、用量最大的一个品种，长期以来 , 国内阀门电动装置一直3 沿用五六十年代的传统技术 , 产品机械结构复杂 , 不适合远距离集中控制 ,很难满足生产自动化的需要操作使用中很多弊端无法克服 ,极易产生控制失灵而且在很多场合下只能人工现场控制 , 如果是在有毒、易爆或易燃介质的生产现场 ,人工操作就极为危险。该系统使用计算机的拨号网络技术 , 可以在异地利用电脑和电话线对本地的系统进行监测和控制实现了在中央控制室对异地多机多阀进行监控正是因为具有远程监控功能使得该系统尤其适用那些操作人员不易 到达的地方 ( 如野外恶劣环境及易燃、易爆、有毒气体介质等生产场地

8、)和比较复杂的控制枢纽控制中 12。 3 结论 电动阀门是工业自动化过程控制中的重要执行 单元仪表。随着工业领域的自动化程度越来越高， 正被越来越多的应用在各种工业生产领域中。我相信随着电子产品不断进步，电动阀门将会取得更为广泛的应用。 参考文献 1 孙经署 .电动阀门智能化介绍 EB/OL,2004-12-20. http:/ 2 杜树春 .单片机应用系统开发实例详解 M.北京：机械工业出版社， 2007. 3 沈长生 .常用电子元器件使用一读通 M.北京：人民邮电出版社， 2005. 4 张迎新 . 单片微型计算机原理、应用及接口技术 M. 国防工业出版社 , 2004， 1. 5 王秋爽

9、等 . 单片机开发基础与经典设计实例 M. 机械工业出版社， 2008， 9. 6 周建国，曹炬 . 单片机与 PC 机实现的电动阀门控制系统设计 J. 计算机自动测量与控 制， 2001,2,9(2): 33 34. 7 杜树春 .单片机 C 语言和汇编语言混合编程实例详解 M.北京：北京航空航天大学出版 社， 2006. 8 李更新 .现场总线型电动阀门控制系统的研究 J.太原理工大学学报， 2006， 5,37（ 3） : 380 382. 9 Yun-cai Zhao and Hang-zhi Yan.Experimental study on wear failure course

10、of gas-valve/valve-seat in engineJ.CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Volume 12,Number 1,243 246. 10 许常武，谭爱红 .阀门电动装置的发展趋势 J.阀门， 2002， 3,33（ 2） : 33 38. 11 Vclav Tesa.Valve-Less Rectification PumpsJ.Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics,2008,Part22,2131 2139. 12 吕月娥，吕佩举，李相伟 .电动阀门智能测控系统的研究 J.山东理工大学学报（自 然 4 科学版）， 2003 年第 04 期： 104 107.