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设计电动执行器,你还需要知道这些原则
2021年04月06日 13:38:51 来源:本站原创
        电动执行器一般由控制系统、驱动电机、执行机构等组成,控制系统作为核心部分,其性能将直接决定阀门的位置控制精度。电动执行器控制系统多基于PLC或单片机搭建,控制效果比较理想,但是PLC在可扩展性、二次开发等方面存在短板且成本较高;单片机运算处理能力有限。DSP即数字信号处理器,兼顾数据处理和实时控制而且易于开发。以32位定点DSP芯片TMS320F2812为例,其专门针对电机控制和运动控制而设计。硬件配置上,TMS320F2812具有丰富的通用输入输出接口、16通道12位A/D转换器、两个事件管理器以及大容量的片上存储器,能够较好地满足电动执行器的控制需求;运算速度上,TMS320F2812可以达到150MIPS,可以实时地处理复杂控制算法,实现高精度控制,保证电机的位置控制精度以及速度控制的动态特性;通信方面,TMS320F2812芯片支持多种通信机制,如UART串口通信、CAN总线通信、SPI总线通信等,能够很方便地实现人机交互界面的设计以及同其他系统之间的信息交互。     
  电动执行器的控制系统基于微控制器TMS320F2812设计,执行机构选用步进电机,控制系统结构如图2所示。由图2可知,电动执行器控制系统主要包括上位机、CAN通信模块、微控制器、步进电机驱动电路、参数检测等部分。通过现场控制面板或者上位机设定相关参数;参数经CAN总线传送控制器TMS320F2812,通过运算得到步进电机控制量,进而实现其速度、旋转角度等控制;步进电机的旋转输出经滚珠丝杠进行运动形式转化以及减速处理后进行阀杆控制,进而实现阀门开口度的控制。另外,步进电机一端装有霍尔传感器,用于电机转速和位置控制;阀门处装有流量、压力等传感器,采集的流量、压力等信号经简单处理后传送控制器TMS320F2812的A/D模块,与设定值比较,得到偏差数值,通过调整步进电机位置和速度保证阀门开口精度,实现自动控制。
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