1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于单片机的电动阀门控制器的设计 一、课题研究意义及现状 阀门是管道系统中应用最广泛的执行机构，可以用来截断或调节管道系统中的介质流量，在工业生产和人民群众生活中发挥着重要的作用。目前，常用的调节阀门按其动力源的不同，可分为气动阀门、液压传动阀门和电动阀门。气动阀门以压缩空气作为工作介质，进行动力传递和信号控制，具有防火、防爆、防电磁干扰、抗振动冲击辐射、结构简单等 优点，所以近年来发展很快。但是，这类阀门工作速度慢，压缩空气不容易获取，使得气动阀门的使用受到了 限制。液压传动阀门是在帕斯卡静压传动原理上发展起来的，可以在传动介质体积较小的情况下，输出较大
2、的力或力矩，容易实现功率的放大，其传动平稳，可以在高速下启动、制动、转向。但存在阀门体积较大，使用、安装、拆卸、维修困难等缺点，不便在较小功率场合下使用，所以，液压传动阀门的使用范围受到了限制。随着机电一体化技术的发展。电动阀门在工业生产中表现出巨大的优势，越来越多的应用到工业控制现场和民用自动控制系统中。 电动阀门由阀门电动装置和阀门两部分组成，可以接受操作人员或自动装置的命令，自动截断管道中的介质流量。与气动阀 门和液压传动阀门相比较，具有动作响应速度快、工作效率高、调速性能好、操作简便等优点。电动阀门从五十年代起就开始在我国工业部门中使用，每年需要数万台，但目前在工业现场大量使用的还是五
3、、六十年代生产或设计的产品。随着时代的发展，这些产品在日益激烈的市场竞争中已经暴露出了许多劣势和不足，比如结构复杂、控制精度低、缺乏完善的故障诊断、报警和处理装置。 在过程控制领域中， 电动 阀扮演着十分重要的角色，而常规的模拟 电动 阀 门 已经不能完全满足现代控制技术的要求，需要一种集微电子技术、控制技术、通讯技术、软件技术和常规控制技术 于一身的控制阀来替代常规 电动 阀，智能型 电动 阀就是这样一种产品 。 电动阀门智能控制器是在阀门机械执行机构的基础上开发的自动控制系统，能在最大程度上对阀门的工作进行操纵、监控和系统安全保护。电动阀门智能控制器能够通过现场总线接收控制中心的命令信号：
4、和阀门实际工作的反馈信号，实现对阀门正转、反转、停转的闭环控制，还可以进行故障报告、应急处理、显示、键盘控制等功能。 电动 阀产品的智能化实际上就是电气阀门定位器、电动执行机构的智能化，目前，我国智能电动 阀的应用处在逐步上升阶段，用户已经使用的智能 电动 阀 门 决大 多数是用的是一般的智能功能，在现场总线控制系统没有很普及的情况下，真正使用完全智能化的、带有通讯和高级诊断等功能控制阀并不十分普遍。随着现场总线技术的不断发展，完全智能化的、带有通讯和高级诊断的智能 电动 阀的应用将会逐步普及并取代模拟 电动 阀成为 电动 阀的主流。 二、课题研究的主要内容和预期目标 控制阀门电动装置的方案有
5、多种，可用传统的继电器控制电路，能用可编程控制器进行控制，也可用单片机来实现。 了解阀门控制器的使用说明，控制系统由单片机及其外围电路组成，毕业设计具体内容： （ 1）设计电动机正反转驱动电路 ，控制阀门的开启关闭； （ 2）设计拨码开关及按钮输入电路，与 pc 通信时，用来设定控制器地址和波特率； （ 3）设计节点信号输入电路和指示灯驱动电路。 （ 4）自制 +5V 和 +12V 两组电源。 三、课题研究的方法及措施 本课课题重点研究的是电动智能控制器。选用 单片微处理器 AT89S51和智能控制理论，将限位开关、执行器、阀位反馈器、伺服放大器、控制器 (包括控制、设定、显示、输入、输出 )
6、、系统故障诊断与报警、操作器、变送器、传感器、通讯接口、电源等有机地结合成一体。 电动阀门智能控制器的总体设计方案 如图所示。 单 片 机报 警 显 示电 动 机 驱 动电 路M A X 2 3 2 串 行 通信A T 8 9 S 5 1电 机 正 反 转指 示 灯 驱 动 电路按 键拨 码 开 关限 位 开 关 上 位 机 显 示了解 阀门控制器的主要功能 ,设计硬件电路，利用 C 语言进行软件编程。实现电动阀门的智能化控制。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 10 月至 2011 年 4月。 2010 年 10 月 25 日至 2010 年 11 月 2 日：明确任务，
7、查找资料，消化资料； 2010 年 11 月 3 日至 2010 年 11 月 10 日；确定系统总体设计方案，翻译外文文献； 2010 年 11 月 11 日至 2010 年 11 月 20 日：完成文献综述和开题报告，准备开题答辩； 2010 年 11 月 21 日至 2010 年 12 月 20 日：完成电动机硬件设计电路； 2010 年 12 月 21 日至 2010 年 12 月 31 日：自制 +5和 +12V 两组电源； 2011 年 1 月 1 日至 2010 年 2 月 1 日：完成控制系统的软件设计，同时通过实验模拟测试； 2011 年 2 月 2 日至 2011 年 4
8、月 1 日： 撰写毕业论文，完善与修改毕业论文；做好论文答辩的PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、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
9、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 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 然科学版）， 2003 年第 04 期： 104 107.
