色妞www精品视频_亚洲综合一区无码精品_亚洲AV成人无遮挡网站在线观看_99国产欧美另娄久久久精品

   隨著工業自動化的發展，傳統的手工機械調節方式在很多應用場合中已暴露出明顯弊端。例如在成品油庫的油品收發過程中，大量的手動閥門大大增加了勞動強度，降低了勞動生產效率，準確性、可靠性、安全性往往依賴人的組織能力及個體素質。因此，實現管網系統工業自動化，對改善員工健康安全環保條件，提升生產效率，都具有重要的意義。
    開關閥門的基本功能是控制管網的調壓和油路、水路和氣路等的通斷，是管網的關鍵部件。為使閥門開閉動作可靠，需要有大扭矩電驅動裝置，且體積要小、重量要輕。目前國內所采用電動閥門驅動大都采用有刷電機。相比而言，永磁無刷直流電機（BrushlessDCMotor，BLDCM）具有功率密度高、轉矩/電流比高、調速范圍寬等優勢，已廣泛應用于國防和民用領域，永磁無刷直流電機的這些特點，使其更適用于閥門驅動。本文采用脈寬集成控制芯片和復雜可編程邏輯器件（ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD），設計了一套基于無刷直流電機的開關閥電驅動裝置。
    1 開關閥動力傳動結構
     本開關閥動力裝置由2套無刷直流電機系統組成，如圖1所示，電機M只能單向旋轉，主要作為閥門開啟的動力源。電機N需要雙向旋轉，正向轉動時完成閥門開啟狀態的鎖定，電機反向轉動時釋放閥門的鎖定狀態，閥芯在反力的作用下完成關閥動作。閥門開啟到位信號、閥門關閉到位信號以及閥門開啟鎖定狀態信號都由光電開關檢測。

圖1 開關閥動力傳動結構

圖2 驅動系統框圖

    2 驅動系統設計
    2.1 系統方案
    閥門要能實現自動、手動切換，同時要能實現遠程控制和就地控制的轉換。本方案中將電機的驅動器與系統控制單元分開設計，驅動器接收系統控制單元的控制信號，并向系統控制單元傳遞電機的工作狀態，驅動器采用可編程邏輯器件和集成電路的純硬件搭建，實現電機控制的高可靠性和實時性。系統控制部分完成控制方式的選擇和遠程節點的通信，由單片機實現。本文只討論驅動器部分的設計，
    如圖2所示，逆變器為6開關三相逆變橋，功率開關器件選用了。控制電路功能主要由芯片SG3525和CPLD完成，實現PWM調制和換相邏輯綜合等。的驅動電路選用了國際整流器（IR）公司生產的IR2130芯片。
    2.2 控制電路設計
    控制電路的PWM信號由集成芯片SG3525實現，SG3525是頻率固定的集成脈寬調制芯片，內部由基準電壓、振蕩器、誤差放大器、比較器、PWM鎖存器、分相器、欠電壓鎖定器、輸出級、軟起動及關閉電路等組成。
     圖3驅動系統框圖調制策略、邏輯控制和換相綜合等功能由MAX7000S系列器件EPM7128SL84完成，可對閥門的各種運行狀態以及電機故障信號進行邏輯處理，輸出電機逆變器相應開關器件的控制信號。圖3所示為CPLD邏輯綜合電路接口。下面對接口電路內部各功能模塊和管腳功能做簡要說明。

圖3 CPLD邏輯綜合電路接口

    換相綜合單元：根據無刷直流電機的霍爾邏輯信號，產生無刷直流電機三相六狀態120°的工作方式。
    閥門運行狀態識別單元：根據外部給定信號KF（開啟閥門信號輸入，上升沿脈沖有效）、GF（關閉閥門信號輸入，上升沿脈沖有效）、KD（閥門開啟到位信號輸入，高電平有效）、GD（閥門關閉到位信號輸入，高電平有效）和KS（閥門開啟到位鎖定信號輸入，高電平有效）等辨識閥門的運行狀態。
    PWM信號輸入處理單元：接收SG3525的兩路PWM脈沖信號，并對兩路信號進行處理，產生內部使用的PWM控制周期信號。MPWM1和MPWM2為電機M對應的PWM信號輸入；NPWM1和NPWM2為電機N對應的PWM信號輸入。
    /MFLT，電機M系統存在故障時的故障信號輸入，低電平有效。
    /NFLT，電機N系統存在故障時的故障信號輸入，低電平有效。
    逆變器脈沖信號生成器：根據無刷直流電機的調制控制策略和閥門運行狀態等，生成調制時的開關控制信號。HPWM_LON、HON_LPWM、PWM_ON、ON_PWM、HPWM_LPWM為五種無刷直流電機常用的PWM調制方式。HPWM_LON方式指上橋臂各功率器件在導通的120°進行PWM調制，下橋臂各功率器件在導通的120°保持恒通；HON_LPWM方式指下橋臂各功率器件在導通的120°進行PWM調制，上橋臂各功率器件在導通的120°保持恒通；PWM_ON方式指各功率器件在導通的前60°進行PWM調制，后60°保持恒通；ON_PWM方式指各功率器件在導通的前60°恒通，后60°進行PWM調制；HPWM_LPWM方式指上下橋臂各功率器件在導通的120°里同時進行PWM調制。本設計中采用調制方式。
    MHA、MHB和MHC為電機M的轉子位置信號，MT1、MT2、MT3、MT4、MT5、MT6為電機M對應逆變器的控制信號；NHA、NHB和NHC為電機N的轉子位置信號，NT1、NT2、NT3、NT4、NT5、NT6為電機N對應逆變器的控制信號。
    3 仿真分析
     在MAX+PLUSò環境下進行了仿真，仿真波形如圖4所示。

圖4 仿真波形

    由圖可知，當開閥信號KF有效且各電機無故障時，電機M的驅動信號按MT1_MT2、MT2_MT3、，，MT5_MT6、MT6_MT1的順序依次送出，并且按調制運行，所以電機M將在該驅動信號的作用下正向轉動，實現開啟閥門的動作。當閥門開啟到位后，開啟到位光電開關送出有效電平，即KD變為高電平，此時由圖可見，電機M繼續旋轉，同時電機N也正向旋轉，開始了閥門閥芯的鎖定過程。當閥門開啟鎖定后，KS變為高電平，電機M和N同時停車，從而完成了開啟閥門過程。
    當關閥信號GF有效且各電機無故障時，電機M保持停車狀態，電機N開始反向旋轉，開始了閥門的關閥過程。電機N反向轉動，釋放閥門的鎖定狀態，閥芯在反力的作用下完成關閥動作。閥門關閉到位后，GD信號變為高電平，電機N停止反向旋轉，完成閥門關閉過程。
    上述仿真結果和動作原理完全一致，表明設計正確。在MAX+PLUSò環境下對器件下載程序，現場驗證了閥門驅動器的功能。
    4 結論
     利用CPLD和SG3525設計了閥門動力裝置的無刷直流電機控制器。使用MAX+PLUSò對CPLD所實現的控制功能和閥門狀態進行了仿真，軟件仿真和試驗表明在閥門動力裝置中采用CPLD作為邏輯處理單元，簡化了系統結構、軟件和硬件設計，提高了動力驅動系統的整體性能，并且降低了成本，提升了閥門的可靠性，通過擴展，可實現閥門的遠程控制、防水擊等功能，尤其適用于石油化工、油氣儲運等行業要求

相關產品介紹