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1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y本 科 毕 业 论 文附 件电动阀门自动控制器设计The Design of automatic controller of electric valve学院名称： 机械工程学院 专业班级： 测控 0502 学生姓名： 许 兴 学 号： 3050302054 指导教师： 路 欣 指导老师职称： 讲 师 2009年06月目 录附件一：调研报告2附件二：江苏大学毕业论文开题报告5附件三：外文翻译原文 13附件四：外文翻译 22附件五：部分主要程序30附件六：任务书复印件37附件一：调研报告执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常
2、用机电一体化设备(器件)，是自动化仪表的三大组成部分(检测设备、调节设备和执行设备)中的执行设备。主要功能是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类;按运动形式可分为直行程、角行程、回转型(多转式)等几类。我国的自动化仪表与国外的差距较大。国内仪表行业的主要执行机构产品是DDZ一工I，DDZ一工II和DDZ一型，产品大量采用分立元件，只能接受输入模拟信号，伺服电机的制动器使用寿命短，可靠性低，使用维修困难。虽然国内各主要生产厂家投入人力对电动执行机构进行了一些改进和开发，但总是不尽理想。 八十年代以来，行业中的几个骨干企业相继
3、引进国外技术，如法国Banard，德国SIEMENS、日本工装、英国ROTORK以及ABB公司RS/RHA等电动执行机构。通过引进技术、消化吸收，这些产品已成为国内系统配套的主要产品。但是，这些产品都属于模拟仪表，不具有智能功能，只是在组合化多功能化和集成化方面有所进步。 近年来，我国电动阀门研制行业坚持技术进步，加快新产品开发，涌现出一批各具特色的高新技术产品。如北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀(拥有专利)、宁波华液公司的电液比例压力流量阀(已申请专利)，均为机电一体化的高新技术产品，并己投入批量生产，取得了较好的经济效益。目前国内研制的新型智能电动执行器
4、的主要特点是:主要技术指标正在向国际90年代初水平看齐，工作死区小于0.8级，回差和基本误差都小于1级。使用方便，具有自诊断、自调整和PID调节功能。但是，目前国产的执行机构，只能满足一般的冶金、化工、电站等成套工程40%左右的配套，不具备为500万吨炼油、1200立方米高炉、30MW发电机组等大型成套工程的配套能力。更不能满足当今现场总线及开放式控制系统的要求。然而，已取得的成果和经验为我们进一步开发基于现场总线的智能执行器提供了一定的基础.在2009年3月13日上午我们参观了镇江市计量所。位于镇江市丁卯开发区纬三路 20 号，现有职工 87 名，大专以上学历 65 人，工程技术人员 63
5、人，中高级职称 35 人，所内设有 5 个管理部门和 7 个检测部门，并建立了江苏省质量技术监督气体流量计量检测中心。另下设 3 个具有独立法人资质的科研、服务部门。镇江市计量所为国家法定计量技术机构，依法开展强制检定、仲裁检定和委托检定、校准工作。现建有社会公用计量标准 100 项，其中最高标准为 70 项，能进行几何量、热学、电磁、无线电、时间频率、光学、声学、电离辐射等十大类 300 余种计量器具的检定和校准。镇江市公正计量站向社会提供公正计量检测服务。我们先后参观了检测一部，包含长度和力学两个专业组，负责镇江市及周边地区几何量具及力学计量仪器的检定 / 校准、测试和维修服务；检测二部负
6、责镇江市及周边地区理化和医疗卫生计量仪器的检定 / 校准、测试和维修服务；检测三部负责镇江市及周边地区电磁和温度计量仪器的检定 / 校准、测试和维修服务；检测四部包含容量、商品量两个专业的检定、校准 / 检测项目，负责镇江市及周边地区的检定 / 校准、测试和维修服务；检测五部负责镇江市及周边地区各类衡器的检定 / 校准、测试和维修服务。2009年3月17日我们参观了江苏远望仪器有限公司。改公司拥有先进的生产、检测设备和完善的管理体系。主要生产舰船用压力、温度、液位测量控制仪器仪表及舰船用液位遥测装置、舱柜液位报警装置、阀门遥控装置、船用综合测量控制系统等成套设备。公司以产品品种多，规格齐全，质
7、量可靠，服务及时在船用仪器仪表行业中形成鲜明特色。产品技术性能达到国内同类产品先进水平，多项产品取代进口，填补国内空白。公司致力于积极开发研制新的产品，满足最新SOLAS规范以及客户的特殊要求。与科研院所共同合作研制的多项船舶测控系统，其性能和技术水平可与国外同类先进产品相媲美。我们参观了公司工作地点和产品生产的流水线。2009年3月18日我们参观了扬州柴油机有限责任公司。公司生产485、495/4100、4102/4105、4108/4110等四个系列200多个变型品种的柴油机，排量2.04.75升，功率32115KW，扭矩116480N.M，全部达到国家新颁排放标准（欧），4102、410
8、5增压中冷柴油机达欧排放标准，产品广泛应用于轻卡、轻客、农用车、发电机组、船舶等，主导产品4102/4105柴油机市场占有率28%。2009年3月19日上午参观了扬州亚星客车股份有限公司。公司利用车盘1957年生产出我公司第一辆客车开始，先后成功开发了国内许多著名的经典车型：JT663型长途客车，国内首台装配国产客车底盘的前置长途客车；JS6971中档后置式长途客车，国内首台配置国产后置式底盘的JS6971中档后置式长途客车；JT6120空气悬挂客车，国内首台具有自主知识产权的高档全承载、空气悬挂客车； JS6820中型公路客车，该款车型至今仍保持着国内单车型销售量的最高记录；JS6110S双
9、层公交车系列，国内首创双层公交车系列； JS6139H豪华公路客车，满足中国高三级标准的6X2豪华客车的设计和分析，与英国LPD设计公司联合设计开发，国内首家拥有该档次的客车产品自主知识产权的客车制造商。下午我们参观了扬州冶金机械有限公司。改公司拥有机械制造、金属结构件、铸造（含离心铸造、精密铸造）、锻造、热处理等十个分厂和车间，是国内冶金机械设备制造的大型骨干企业，在冶金工业炉、铝板（带、箔）轧制生产线成套设备、钢铁轧制及连续退火及酸洗成套设备、镀锌及彩涂生产线成套设备、耐热钢炉底辊、方坯连铸液压剪、高炉水渣处理设备、铁矿粉造球机等产品在国内同行业中技术优势和领先地位。通过以上的实习调研，设
10、计出一智能型多总线电动阀执行机构，用开发电动阀智能控制器以取代原来的PLC，增加多总线接口，用现场总线可以可靠实现通信双方数据的传输、对控制器的可靠控制，智能化阀门电动装置在结构设计上充分考虑到抗恶劣工作环境的因素，其组件多带有保护涂层以防腐蚀，外壳采用密封式，经得起温度、湿度的大范围变化和振动冲击的考验，保证工作可靠。而且还可以降低成本、增强企业产品的竞争力。我们可以深刻感觉到加强技术创新、追赶国际先进水平的紧迫性。同时，我们也可以看到本课题具有深远的意义。附件二：江苏大学毕业论文开题报告论文题目:电动阀门智能控制器设计专 业：测控技术与仪器学 生 姓 名：许兴指 导 老 师：路欣讲师一、课
11、题的依据、目的、意义，国内外研究概况分析和预测课题的依据、目的、意义1、本课题的依据、目的本课题是一智能型多总线电动阀执行机构，是开发电动阀智能控制器以取代原来的PLC，增加多总线接口，可以降低成本、增强企业产品的竞争力。2、本课题的意义PROFIBUS-DP是西门子公司推出的一种现场总线，在中国市场占有较大的市场份额。能够可靠实现通信双方数据的传输、对控制器的可靠控制，在己有研究成果和开发经验的基础之上，对PROFIBUS-DP技术做出更深一步的剖析和研究，同时把PROFIBUS-DP技术应用于阀门控制领域，设计开发出实用的PROFIBUS-DP阀门控制器，为今后在阀门控制领域应用现场总线技
12、术提供有益的尝试。国内外研究概况分析和预测随着自动控制、计算机、通信、网络等技术的发展，企业的信息管理范围正在逐渐的从传统的经营、管理信息扩展到工厂的主控信息及现场控制信息。对于企业而言，将整个工厂的生产流程和自动化控制系统纳入到统一的信息管理平台上已经不再是遥远的梦。借助强大的工业通信网络，企业的信息管理平台不仅可以对市场信息和管理信息进行处理，还可以囊括从原料采购、生产加工到成品存储的全部生产流程。这意味着在工厂中形成了强大的集成工业通信网络，为企业管控一体化功能的实现提供了坚实的基础。工业通信网络与信息技术的无缝链接彻底改变了传统的信息管理方式，它将企业的生产管理带入到一个全新的境界。纵
13、观自动化控制系统的发展，我们可以发现自动化控制系统的发展和工业通信技术的不断成熟是相辅相成的。自动化控制系统的发展给工业通信提出了新的要求;反过来，工业通信技术的进步也极大的提升了自动化控制系统的性能，为用户带来了巨大的收益。简单的说，自动化控制系统的发展过程大致可以分为三个阶段:1.集中式控制系统20世纪50年代前后，现场仪表和自动化设备提供的都是模拟信号，这些模拟信号统一送往集中控制的控制盘上，操作员可以在控制室中集中观测生产流程各处的情况。但是，模拟信号的传递是一对一的物理联接，信号变化缓慢，计算机速度和精度都难以保证，信号传输的抗干扰能力差，传输距离也比较短。为了解决模拟信号的这些缺点
14、，一部分模拟信号被数字信号所取代，这些数字信号和模拟信号都接入到主控室的中心计算机上，由中心计算机统一进行监视和处理。不过，由于当时计算机技术的限制，中心计算机并不可靠。一旦中心计算机出现故障，就会导致整个系统的瘫痪。2.集散式控制系统随着计算机技术的发展、计算机的可靠性不断提高、价格大幅度地下降，出现了可编程序控制器(PLC)及多个递阶结构的集中式与分散式相结合的集散式控制系统(Distributed Control System, DCS)。集散式控制系统弥补了传统的集中式控制系统的缺陷，实现了集中控制、分散处理。这种系统在功能、性能上较集中式控制系统有了很大进步，实现了控制室与DCS控制
15、站或PLC之间的网络通信，减少了控制室与现场之间的电缆数目。但是现场的传感器、执行器与DCS控制站之间仍然是一个信号对应一根电缆的传输方式，电缆数量较多，信号传送过程中的干扰问题仍然很突出。而且，在DCS形成的过程中，各个厂家的产品自成体系，难以实现不同系统之间的相互操作。3.现场总线控制系统随着智能芯片技术的发展成熟，设备的智能程度越来越高，成本在不断地下降。因此，在智能设备之间使用基于开放标准的现场总线技术构建自动化系统的技术也逐渐成熟。应用标准的现场总线控制系统、通过一根总线电缆传递所有的数据信号，替代了原来的成百上千根电缆，大大降低了布线的成本，提高了控制系统的可靠性。全集成自动化作为全球领先的自动化系统提供商，西门子公司在1996年提出了全集成自动化的概念，在工厂信息化的浪潮中再次成为市场的领先者。1.企业对自动化系统的需求随着市场竞争的逐渐激烈，企业在市场上面临的压力越来越大。出于对市场需求的考虑，企业要能够做到及时、相应，同时还要控制成本、保证质量。因此，您需要的是一个完整的、从现场级到工厂管理级的完整的自动
