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智能阀门控制器根据智能化、可靠性高、抗*力强、成本低等原则,控制核心采用8位微处理器MC68HC908SR12(SR12),电机控制的主电路采用电力电子技术实现。
SR12具有速度快、功能强和价格低等特点。其zui高工作频率可达8MHz,有512字节的片内RAM、12K字节的片内FLASH存储器,14路10位A/D,及SCI、I2C、SPI等通讯接口[1,4]。
系统应用SR12内部的A/D进行阀门位置信号及输入控制信号的采集,利用PWM输出经过滤波后的位置信号,利用I2C总线与外部存储器AT24C08进行通讯存储设置值,利用SCI接口通过MAX485与上位机进行数据交换,充分利用了该芯片的内部资源,节约了成本。
2.1信号输入部分
利用SR12内部A/D转换,将输入的模拟信号和阀门位置反馈的模拟信号进行量化。采用REF02作为A/D的基准电压,其温度漂移系数为3PPM/℃。
2.2信号输出部分
SR12有3通道8位高速PWM,每个通道有独立的计数器,可选择PWM输入时钟以产生各种PWM频率,并有自动相位控制。利用其中一路PWM作为模拟量输出信号,其余两路作为电机控制信号。同时选择I/O口PTB6作为继电器开关量输出的控制信号。
2.3输入输出隔离
系统在工业现场使用时,涉及到各种仪表、传感器及执行机构,会由于各种原因引入信号干扰以及各种危险的强电压信号。为了保证系统的安全,保证检测的正确性和运行的可靠性,采用光耦LOC210对输入输出信号进行隔离。
2.4通讯部分
为了完成工业现场远程控制和组网的需要,系统支持RS485通讯方式。电平转换芯片采用MAX485。实际工作时,可以与上位机进行远程通讯,进行运行方式设定并监控运行状态。
2.5电机驱动部分
电机的驱动采用电力电子开关双向可控硅BTA16。双向可控硅具有开关速度快、寿命长、无火花和拉弧现象等特点[2],保证执行机构在高温条件下的长期可靠运行,同时有助于对电机的保护。主电路与CPU之间采用光耦MOC302X驱动,如图3所示,图中ZL为电机负载。
在设计中,MOC3020的二极管前向电流为15mA,MOC3021和MOC3023分别为8mA和3mA,所以可以由MC68HC908SR12的I/O口采用灌电流方式直接驱动。在实际工作时RC吸收回路的实际参数需要根据电机参数(ZL)的不同确定。
需要注意的是,MOC302X的耐压是400V,如果电机需要工作在380V下或者电机的反电势比较大时,要选用MOC308X系列。
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展会城市:深圳市 展会时间:2024-10-14