摘要:在工业控制系统中，智能电动执行装置已经渗透生活的方方面面，这篇论文设计了一种执行机构能够在这基础上提高控制的精度。

首先，对整个电动执行装置进行分析，然后将整个装置分为机械传动和控制系统两个部分。本设计的原理是先由电动机带动蜗轮蜗杆机构，减速后，再通过蜗轮蜗杆机构输出的转矩带着空心轴一起转动。考虑到必要时需要手动控制电动执行装置，于是在装置中添加了一个切换手柄，当电动机启动时，自动切换到电动侧；如果需要手动控制的话，把手柄切换到手动侧，就可以用手轮进行控制了，本篇设计的主要内容是机械传动部分的设计计算，以及机械部分的装配，在根据总装图画出零件图。

这篇论文中通过了解装置的原理和控制过程后设计了系统的整体结构，接着对使用plc控制的电动控制器的构造进行详细的介绍，从硬件这一块阐明了设计的思想和具体怎么实现，这一系统实现了完全的数字化。然后再进一步研究开环和闭环控制的问题，最后本设计针对装置的稳定性和精度，引入能够改善系统的性能的速度反馈 。

 

关键词 电动执行装置；单片机；反馈；开环控制系统

 

目录

摘要

Abstract

1、绪论-1

1.1智能阀门的发展状况-1

1.2智能阀门电动执行机构参数和性能要求-1

2.电动执行装置的参数-3

2.1选择电动机并校核-4

2.2选择蜗轮蜗杆并计算-5

2.2.1蜗轮蜗杆材料的选择-6

2.2.2计算蜗轮蜗杆的参数校核-6

2.2.3计算和校核-7

2.3设计轴并计算-13

2.3.1轴的构造-14

2.3.2挑选轴的材料并确定允许使用的应力和扭转强度-14

2.4轴承的设计与计算-19

2.4.1选择传动轴两端的轴承-19

2.4.2蜗杆轴承的选择-21

2.5设计联轴器并进行计算-22

2.6设计离合器并进行计算-23

2.7设计手柄并进行计算-24

2.8润滑、密封的设计-24

2.8.1润滑的设计-24

2.8.2密封的设计-26

2.9控制装置箱体的分析以及设计-26

2.9.1控制装置箱体的分析-26

2.9.2控制装置箱体的设计-27

3 设计控制装置控制系统部分-30

3.1引言-30

3.2控制系统总体方案设计-30

3.2.1阀门电动执行机构控制装置的原理-30

3.3设计系统硬件部分的电路-31

3.3.1控制系统结构-32

3.3.2对微控制装置进行选择-33

3.3.3单片机系统的实现-33

3.3.4看门狗与复位电路-33

3.4单片机前向通道接口-35

3.4.1整定参数信号的输入接口-35

3.4.2阀门开度设定信号输入接口-36

3.5 A/D, D/A转换模块-37

3.5.1 A/D转换-37

3.5.2 D/A转换-39

3.6人机通道的设计-40

3.6.1 LCD显示接口电路-41

3.7正反转换向控制电路-43

3.8控制装置的布局设计-44

4系统软件设计-45

4.1软件设计概述-45

4.2编程语言的选择-45

4.3软件功能和算法的实现-45

4.3.1内部RAM的资源分配-45

4.3.2整定参数调整-46

4.3.3 LCD显示-47

4.3.4机械故障的软件检测与控制-48

4.4系统监控程序的设计-48

结论-50

致谢-51

参考文献-52