基于TMS320F2812的電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)

通常情況下，電動執(zhí)行器從調(diào)節(jié)器獲取數(shù)字量或模擬量控制信號，將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的直線位移或角位移輸出，驅(qū)動閥門等執(zhí)行相應(yīng)的動作，終實現(xiàn)被調(diào)對象的自動控制。 電動執(zhí)行器一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機、執(zhí)行機構(gòu)等組成，控制系統(tǒng)作為核心部分，其性能將直接決定閥門的位置控制精度。電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機搭建，控制效果比較理想，但是PLC在可擴展性、二次開發(fā)等方面存在短板且成本較高；單片機運算處理能力有限。DSP即數(shù)字信號處理器，兼顧數(shù)據(jù)處理和實時控制而且易于開發(fā)。以32位定點DSP芯片TMS320F2812為例，其專門針對電機控制和運動控制而設(shè)計。硬件配置上，TMS320F2812具有豐富的通用輸入輸出接口、16通道12位A/D轉(zhuǎn)換器、兩個事件管理器以及大容量的片上存儲器，能夠較好地滿足電動執(zhí)行器的控制需求；運算速度上，TMS320F2812可以達到150MIPS，可以實時地處理復(fù)雜控制算法，實現(xiàn)高精度控制，保證電機的位置控制精度以及速度控制的動態(tài)特性；通信方面，TMS320F2812芯片支持多種通信機制，如UART串口通信、CAN總線通信、SPI總線通信等，能夠很方便地實現(xiàn)人機交互界面的設(shè)計以及同其他系統(tǒng)之間的信息交互?？傮w來說，基于TMS320F2812的電動執(zhí)行器控制系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)專用控制器的優(yōu)勢，而且具備很好的集成性、可擴展性、二次開發(fā)性，提高了控制系統(tǒng)的可靠性、處理速度以及通用性。

智能電動執(zhí)行器的控制模式

根據(jù)生產(chǎn)工藝控制要求確定電動執(zhí)行器的控制模式

開關(guān)型（開環(huán)控制）

　　開關(guān)型電動執(zhí)行器一般實現(xiàn)對閥門的開或關(guān)控制，閥門要么處于全開位置，要么處于全關(guān)位置，此類閥門不需對介質(zhì)流量進行控制。

　　特別值得一提的是開關(guān)型電動執(zhí)行器因結(jié)構(gòu)形式的不同還可分為分體結(jié)構(gòu)和一體化結(jié)構(gòu)。選型時必需對此做出說明，不然經(jīng)常會發(fā)生在現(xiàn)場安裝時與控制系統(tǒng)沖突等不匹配現(xiàn)像。

　　a）分體結(jié)構(gòu)（通常稱為普通型）：控制單元與電動執(zhí)行器分離，電動執(zhí)行器不能單獨實現(xiàn)對閥門的控制，必需外加控制單元才能實現(xiàn)控制，一般外部采用控制器或控制柜形式進行配套。

　　此結(jié)構(gòu)的缺點是不便于系統(tǒng)整體安裝，增加接線及安裝費用，且容易出現(xiàn)故障，當(dāng)故障發(fā)生時不便于診斷和維修，性價比不理想。

　　b）一體化結(jié)構(gòu)（通常稱為整體型）：控制單元與電動執(zhí)行器封裝成一體，無需外配控制單元即可現(xiàn)實就地操作，遠程只需輸出相關(guān)控制信息就可對其進行操作。

　　此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是方便系統(tǒng)整體安裝，減少接線及安裝費用，容易診斷并排除故障。但傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有很多不完善的地方，所以產(chǎn)生了智能電動執(zhí)行器，關(guān)于智能電動執(zhí)行器后面將再做說明。

執(zhí)行器常見故障及處理

執(zhí)行器動作正常，但無閥位反饋，把反饋回路斷開，反饋信號正常。屬外接電纜故障，更換電纜。

執(zhí)行器動作過程中力矩保護跳斷，增大開/關(guān)力矩的值設(shè)定，故障依舊：檢查執(zhí)行器潤滑油是否已干，閥門是否卡死。

閥門關(guān)不死，重新設(shè)定行程限位，若重新設(shè)定后故障依舊，則閥門壞了。

執(zhí)行器設(shè)定及動作正常，就是不能超越某一行程位置。閥門卡澀或減速箱機械限位設(shè)定反了?？捎檬謩訖z查并重新設(shè)定。

動作過程中，電機振動，時走時停，轉(zhuǎn)速變慢。手自動離合器沒有故障，應(yīng)更換（固態(tài)）繼電器，在做檢查。

執(zhí)行器手/自動時，顯示閥位不變化，反饋也不變化?！跋尬婚_/關(guān)即LO/LC”參數(shù)不能被設(shè)定。主板已壞，更換主板。