基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是自動控制系統(tǒng)中重要的終端控制元件，它對整個自動控制系統(tǒng)的正常運行、調(diào)節(jié)品質(zhì)的優(yōu)劣具有重要影響。目前，我國工業(yè)中應(yīng)用的傳統(tǒng)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，存在控制精度低、死區(qū)大、無網(wǎng)絡(luò)通訊功能等缺點，無法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求。隨著智能控制技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的智能化和總線化成為該領(lǐng)域技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。因此，基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的研究，成為一個非常具有實際應(yīng)用價值的課題。 本文

2、主題是應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，重點研究適用于電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的嵌入式PROFIBUS-DP總線接口模塊。 本文首先介紹了工業(yè)自動化儀表、特別是電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展歷史和未來趨勢，然后介紹了嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線在儀表中的應(yīng)用前景，為系統(tǒng)的總體設(shè)計提供思路和方向。 其次，本文以CMX-Scheduler嵌入式實時操作系統(tǒng)內(nèi)核作為研究對象，首先詳細(xì)分析了CMX-Scheduler的源代碼，重點

3、分析研究該系統(tǒng)的內(nèi)核原理、移植等細(xì)節(jié)，并對采用該嵌入式操作系統(tǒng)作為平臺進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行了深入的研究。 基于現(xiàn)場總線技術(shù)設(shè)計智能型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是本文的重點。論文首先對電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主控制電路和系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主控制電路主要包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置檢測電路設(shè)計、紅外通信接口電路設(shè)計、電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計以及PROFIBUS-DP總線通信接口電路設(shè)計等。以此電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬件平臺為基礎(chǔ)，通過CMX-Scheduler系統(tǒng)移植

4、工作，完成系統(tǒng)軟件的設(shè)計實現(xiàn)。并且構(gòu)建PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)，對所設(shè)計的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)功能進(jìn)行測試，試驗結(jié)果表明此電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)PROFIBUS-DP總線通信功能。 本文將PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為研究對象，對引起系統(tǒng)可靠性下降的根源—故障進(jìn)行了詳細(xì)分析，對PROFIBUS-DP系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障類型進(jìn)行了分類研究。論文從故障預(yù)防和故障容錯兩個方面研究了提高PROFIBUS-DP控制系統(tǒng)可靠性的