(1)單片機
選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機。該機主要通過并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號處理，接收系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩、閥門開啟、關(guān)閉及閥門開度等設(shè)定信號，并提供三相PWM波發(fā)生器SA8282所需要的控制信號，處理IPM發(fā)出的故障信號和報警信號，處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓和位置等檢測信號，提供顯示電動調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)信號，執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號，向控制系統(tǒng)反饋信息。
(2)三相PWM波發(fā)生器
PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能。數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計算機算出各切換點，并存入內(nèi)存，然后通過查表及必要的計算產(chǎn)生PWM波。這種方法占用的內(nèi)存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號，保證微處理器有足夠的時間進行整個系統(tǒng)的檢測、保護和控制等功能，選用MITEI一公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率和幅值等控制信息。
(3)智能功率模塊IPM
為了滿足電動調(diào)節(jié)閥體積小，可靠性高的要求，電機電源采用智能功率模塊IPM。該調(diào)節(jié)閥主要適用功率小于5.5kW的三相異步電機，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0.75。經(jīng)計算可知，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關(guān)、驅(qū)動電路和制動電路于一體，并內(nèi)置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出，是一種高性能的功率開關(guān)器件。
(4)位置檢測電路
位置檢測電路的功能是提供準(zhǔn)確的位置信號。關(guān)鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動調(diào)節(jié)閥中多采用繞線電位器、差動變壓器和導(dǎo)電塑料電位器等。繞線電位器因壽命短而被淘汰，差動變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制，導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但因其有觸點式結(jié)構(gòu)， 使用壽命短，精度低。因此采用無觸點的脈沖數(shù)字式傳感器，這種傳感器，具有精度高，無線性區(qū)限制，穩(wěn)定性高，無溫度限制等特點。
(5)電壓和電流檢測
檢測電壓和電流主要是為了計算電機的力矩， 以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0~50Hz，采用常規(guī)的電流和電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器IPM 輸出的三相電流，對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路(圖1)。
圖1.IPM輸入電流和電壓檢測
(6)通訊接口
為了實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232標(biāo)準(zhǔn)電平， 把其他微機送來的RS232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實現(xiàn)單片機與其他微機間的通訊。
(7)時鐘電路
時鐘電路主要用來提供采樣和控制周期的速度計算時所需要的時間以及日歷。時鐘電路選用DS12887。另外，DS12887內(nèi)部還有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來存入需長期保存數(shù)據(jù)。
(8)液晶顯示單元
為了實現(xiàn)人機對話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過菜單選擇，可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數(shù)等信號進行設(shè)置或調(diào)試。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀，清晰。
(9)程序出格自恢復(fù)電路
為了保證在強干擾下程序出格時。系統(tǒng)能夠自動地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運行(圖3)。該電路由MAX705和與非門組成。當(dāng)程序出格時，WDO由高變低，由于微分電路的作用， 由與非門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖�，引腳2電平的這種變化使與非門輸出一個正脈沖，單片機產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過P1.0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平。程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運行。
圖2.程序出格自恢復(fù)電路
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