阀门定位器综合测试仪

　　                          阀门定位器综合测试仪
　　
　　                           上海91视频色下载APP阀门有限公司
　　
　　上海91视频色下载APP阀门有限公司生产的智能阀门定位器属于喷嘴挡板式阀门定位器。图1.1为阀门定位器原理框图。其基本工作原理是：改变线圈驱动电流I，在电磁力的作用下挡板产生位移ΔX，从而使背压室气压PD改变；背压室气压PD经过气动放大器的功率放大后得到控制气压Pc，使（阀门）执行器产生位移L；执行器的位移L通过位移传感器输出检测电压U送至主电路板；主电路板根据代表位移的电压U、用户提供的4-20mA控制信号电流，通过一定的控制算法计算后，给出线圈驱动电流I，从而完成了整个系统的闭环反馈控制。图1.1智能阀门定位器整机原理框图从原理可见，其中背压室气压PD、气动放大器输出的控制气压PC和执行器位移等参数的精度以及各参数之间的函数曲线关系决定了整个产品的性能优劣。在检测调试过程中，关系到整机中重要的技术指标I-PD、PD-PC和I（4~20mA）-L等几组参数均由手工进行测量，工作量大，不适合大批量生产，为此91视频看看簧色开展了阀门定位器测量仪的研制工作。
　　
　　背压室气动放大器IP转换器电路板位移传感器挡板位移ΔX背压PD控制气压执行器（阀门）Pc线圈驱动电流I位移电压UL位移行程Ps气源4-20mA信号电流
　　
　　2主要功能及技术指标本仪器主要完成2大功能，即背压室气压PD、气动放大器输出的控制气压PC的检测，以及整机性能（执行器位移）的检测。
　　
　　2.1PD、PC气压检测与记录
　　
　　(a)向阀门定位器线圈输入0~0.6mA电流（电流源可由本仪器所提供也可外接），检测背压室气压PD、气动放大器输出的控制气压PC，并通过320×240LCD液晶屏显示检测结果。
　　
　　(b)将记录的PD、PC气压数据发送到PC计算机，并以excel文件形式储存。
　　
　　2.2整机性能（执行器位移）的检测
　　
　　(a)对位移传感器进行整定，得出传感器位移与输出电压的函数关系。
　　
　　(b)向阀门定位器线圈输入4~20mA电流（电流源可由本仪器所提供也可外接），检测连接在执行器上的位移传感器的位移量。
　　
　　(c)根据整定得到的传感器位移与输出电压的函数关系，计算出执行器位移的误差率。
　　
　　2.3主要技术指标工作温度：0~60℃工作电压：220V电流源精度：±0.1%气压检测精度：±0.4%行程检测精度：±0.5%
　　
　　3总体设计及器件选型本仪器整体原理如图2.1所示。整个系统采用MSP430F169单片机控制，带小键盘操作和320×240LCD显示，并可与PC机进行通讯以处理检测数据。320X240LCD键盘电流源Ⅰ精调电流源Ⅱ精调开关电流源Ⅰ0~1mA电流源Ⅱ0~20mA图3.2控制面板示意图
　　
　　(a)显示器采用深圳三元晶液晶显示有限公司的SYM320240B8LCD液晶屏，点阵数为320×240，控制芯片为RA8835。
　　
　　(b)键盘如图3.3所示：
　　
　　←→↑
　　
　　↓1234567890取消确定图3.3键盘键盘由10个数字键、“←”、“→”、“↑”、“↓”4个方向键、以及“取消”和“确定”共16个键组成。键盘采用矩阵扫描电路，控制器采用周立功公司设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片ZLG7290B。ZLG7290B供电电压为3.3~5V，能够管理多达64只按键，可以自动消除抖动，与微控制器之间采用I2C总线接口，只需两根信号线，大大节省了I/O资源。
　　
　　(c)电流源Ⅰ、Ⅱ分别为仪器所提供的0~1mA和0~20mA电流的输出端，并具有精调旋钮。
　　
　　3.2背面板背面板如图3.4所示：
　　
　　3.3电源
　　
　　电源采用航天长峰的经济型轻系列电源4NIC-50，交流220V电压输入，带15V3A和5V1A两个输出。
　　
　　3.4气压传感器气压传感器将PD、PC气压转换为电压信号送给主电路进行处理。本仪器所采用的气压传感器为南京宏沐科技有限公司生产的“HM22高精度压力变送器”，此变送器选用德国进口高精度力敏芯片为中心感测元件，运用温度自补偿及归一化电路调试等，大幅度提高了产品的综合精度。此款变送器主要性能参数为：测量范围：0~1MPa压力类型：表压综合精度：±0.1%工作温度：-20~85℃工作电压：DC12~35V输出信号：DC0~5V3.5位移传感器位移传感器将执行器位移量转换为电压信号送给主电路进行处理。位移传感器采用上海德测科技有限公司生产的小量程位移传感器，此传感器采用的精密位移传感器和长寿命导电塑料材质制造，具有*的准确度。其主要性能参数如下：有效测量行程：50mm独立线性度：0.1%工作温度：0~80℃工作电压：
　　
　　DC12~24V输出信号：
　　
　　0~5V3.6主电路板主电路板是仪器的核心部分，它将传感器送来的电压信号进行AD转换后送给CPU处理，然后再控制其他部件做出各种响应，以完成设定的工作。主电路又可以分为CPU、电流源、AD转换、与PC机的RS232通信等几个部分。
　　
　　4主电路的设计及器件选型
　　
　　4.1CPU本仪器采用单片机控制，CPU选择TI公司的MSP430F169。MSP430系列单片机是一种功能非常强大的16位单片机，目前在许多领域得到了广泛的应用，MSP430的主要特点为：
　　
　　（1）超低功耗MSP430系列单片机的电源电压采用1.8~3.6V低电压，并拥有5种低功耗模式。
　　
　　（2）高速的运算能力16位RISC架构，125ns指令周期。
　　
　　（3）丰富的功能模块包括多通道10~14位AD转换器、双路12位DA转换器、看门狗定时器、串行通讯USART（UART/SPI）、I2C总线、DMA、Flash存储器等等。
　　
　　（4）方便的开发环境芯片内包括JTAG调试接口，因此在仿真调试程序时通过一个廉价的JTAG接口转换器就可以完成以往要用昂贵的仿真器才能完成的功能。本仪器采用的MSP430F169片内具有60KBFlash存储器、2KBRAM、48个I/O口等，*可以满足系统需求。上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,波纹管91视频看看簧色,活塞式91视频看看簧色,91视频WWW免费下载91视频看看簧色,先导式91视频看看簧色,空气91视频看看簧色,氮气91视频看看簧色,水用91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色,比例91视频看看簧色)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。应用在粮油加工系统中。用于涂料行业的生产管线生产，及加工。
　　
　　4.2电流源本仪器内含2个电流源，一个用于产生0~1mA恒定电流供PD、PC气压测量时使用，另一个提供0~20mA恒定电流供整机性能检测时使用，2个电流工作原理一样，现以0~1mA电流源为例简要说明其工作原理。
　　
　　U1U25V15VR1T1T2R2R3R4R5470432k1kILIERL图3.5电流源原理图如图所示，运放为TLV2254，具有很高的输入阻抗，T1、T2为9013三极管，组成达林顿管。令R0=R2+R3||R4+R5，U1是MSP430F169的DA模块输出电压，根据虚短原理，U1=U2，所以IE=U1/R0，又因为9013的β值在150以上，所以9013组成的达林顿管的的电流放大倍数β2很大，因此可近似认为IL=IE=U1/R0。可以认为电流IL只随电压U1被控制，而与负载RL无关，既实现了单片机控制恒流源。R0的值在2.473~2.512之间变化，因此当令U1在0~2.5V之间变化时，就可得到0~1mA的电流输出，电位器R4起到电流精密调节的作用。
　　
　　4.3AD转换气压传感器和位移传感器将气压和位移量转化为电压信号后再经AD转换后送给CPU进行处理，以实现相应的功能。本仪器所采用的AD芯片为ADI公司16位/24位高精度AD转换器AD7734，外接电压基准为ADI公司的2.5V高精度电压参考源AD780。
　　
　　4.4与PC机的RS232通信为方便测量所得得各项指标参数的保存及进一步分析处理，需将必要的参数
　　
　　转移到PC机上以Excel文档形式保存。单片机与PC机通信一般采用RS232标准串行通信来实现，但由于单片机的电平与PC机串口的电平比一致，因此需要进行接口转换，本系统采用SP3220E芯片来实现接口转换，如图3.6所示。
　　
　　TXTXRXTXMSP430F169SP3220EPC图3.6RS232通信接口转换SP3220E是一款低功耗的RS232驱动芯片，该芯片具有以下特性：(a)宽电压供电，供电电压为：3.3~5V。(b)上传速率可达235Kbps。(c)低功耗电流，仅为1uA。(d)输入电压TxIN：-0.3~6V；RxIN：±15V。(e)输出电压TxOUT：±15V；RxOUT：-0.3~6V。与本文相关的论文有：油炸方便面生产工艺