基于工业以太网的智能阀门定位器控制系统.pdfVIP

第18卷第6期 机 电产品开发与创晰 Vof」日，N0.6 20105年 11月 DevelopmentI..-iono[machineryelec}icelpmducte Nov-.2005 基于工业以太网的智能阀门定位器控制系统 张 华 西〔南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳 621000) 摘 要:介绍了一种基于工业以太网的智能间门定位器控制系统，采用32位ARM 徽处理器作为主控制器， 该ARM 处理器不但控制阀芯的准确定位，同时提供 高速的以太网接入通遗，并运行嵌入式操作 系 统支持 以太网通信协议，方便地组成由多个间门定位器所构成的控制系统，与普通智能间门定位器 相比，控制精度高，能耗低，并可通过以太网实现远程控制。 关键词:工业以太网;32位ARM 微处理器;智能阀门定位器 中图分拢号:TP38 文献标识码:A 文童编号:1002-6673(2005)06-048-03 控制。 0 引言 2 系统的 阀门定位器是一种辅助控制仪表 ，它在一定程度上 硬件组成 决定了过程控制的调节品质。智能阀门定位器集合了机 械、电子、通讯以及控制理论知识和相关软件知识 ，是 (1)系统 一个跨学科的智能产品。目前，一般智能阀门定位器的 的基 本 组成 。 控制系统采用的是8位的微处理器，但由于这些微处理 本系统采用32 图1 系统总体结构 器系统的运行速度，寻址能力和功耗问题，已难满足控 位ARM微处理 FSg.1system frameinthemass 制精度较高 ，相对较复杂的应用场合。同时 ，一般智能 器S3C4510B,A/D转换电路，键盘显示电路，压电阀 阀门定位器控制系统是作为一个独立的系统存在 ，或通 控制电路组成基本系统，此外，还有一些基本的附加电 过RS232,RS485方式与PC机进行近距离的通信 ，不 路 ，如复位电路 ，4-20mA到0-5v的1/N转换电路等， 能满足需要远距离控制的使用要求。为此 ，我们利用基 系统基本组成如图2所示。 于ARM的32位高性能微处理器组成前级控制电路，同 (2)系统的工作原理。以ARM微处理器为核心的 时运行支持各种以太网通信协议的嵌人式操作系统 ，方 控制电路，它接受来自调节器的设定阀门开度的电流信 便的组成基于以太网的多个智能阀门定位器控制系统， 号，用这个信号与从调节阀阀杆反馈回来的实际开度信 通过以太网可以在远端对各个阀门定位器进行独立控制 号进行比较，如果微处理器得到一个偏差信号，就输出 和数据通信，以满足更广泛的应用需求。 一个相应的信号去控制压电阀，从而使一定量的压缩空 气经过压电阀进人到调节阀的执行机构气室，推动阀芯 系统总体结构 的移动或转动，从而达到阀芯的准确定位。 系统总体结构如图1所示，在该系统中，基于ARM (3)基于 32位ARM微处理器系统及控制 电路 微处理器的阀门定位控制器是系统的核心，ARM微处理 ARM微处理器是高性能、低功耗、低成本、小体积的 器控制调节阀阀芯的准确定位，同时运行以太网通信协 32位微处理器，本系统选用S3C4510B芯片，内嵌 32位 议，支持网络通信，每一个控制器即为一个独立的以太