隨著工業生產自動化水平的提高，傳統（tǒng）電子式電動執行器在功能（néng）、精（jīng）度（dù）、性價比等方（fāng）麵已難以滿足實際應用需求（qiú）。作者研製了以MSP430F449單片機為信息處理單元，具有現場總線通信、智能控製和網絡化管理功能的新型網絡化電動（dòng）執行器，並開發了（le）基於虛擬儀器的上位機係統和便攜式控製器，提高了電動執行器的（de）可操作性和可靠性。
1 網絡化電動執行器的構成
    網（wǎng）絡化電動執（zhí）行器係統主要包括（kuò）網絡化（huà）電動執行器、現場總線轉換、便攜式控製器和上位（wèi）機係統等4部分。網絡化電動執行器根據給定量與反饋量的偏差控製電機運行（háng）；現場總線轉換是通過通（tōng）信協議轉（zhuǎn）換，實現RS-485總線與其它（tā）不同現場總線的轉換連接，便於網絡化電動執行器匹配各（gè）類型過程（chéng）控製係統；便攜式控製器是用於（yú）實現網絡化電動執行器各項（xiàng）參數簡便設定的設備，可以（yǐ）通過紅外通信實現執行（háng）器各項參數快速設置；基於虛擬儀器技術的上位機係統是網絡化電動執行器（qì）遠程管理平台，可以通過RS-485總線實現電動執行器的操作和管理，並可（kě）以接入以太網實現遠程控製（zhì）。
2 網絡化電動執行器的構成

2 電動執（zhí）行器控製單元電路設計
    電（diàn）動執行器控製單元的結構，采用TI公司生產的MSP430F449單片機作為信息（xī）處理單元，該（gāi）單片機含有8通道12位ADC（模數轉（zhuǎn）換器，大采樣速率200kPs）和片內溫度傳感器，能夠滿足網絡化（huà）電動執行器功能設計要求。網絡化電動執（zhí）行器通過RS-485總線與上位機係統通信，通過紅外通信方式與便攜式控（kòng）製器通信。執行（háng）器（qì）可以（yǐ）直接與DDZ Ⅲ型設備連（lián）接（jiē），由（yóu）單片機自帶的ADC對調節器輸出的DDZ-Ⅲ型信號（4～20mA或者1～5V直流信號）采樣後進行處理。執行器利用單（dān）片機內嵌的溫度傳感器實現對控製電（diàn）路（lù）單元實時溫（wēn）度測量（liàng），並采用12位的數字溫度傳感器（DS18B20）對電機溫（wēn）度進行實時測（cè）量；調節閥的位置反饋信號由安裝在電機傳動軸上的光電編碼（mǎ）盤獲得。

3 網絡化電動執行器結構框圖
    單片機通過（guò）計算給定與反饋的偏差，按照預定的控製方法（fǎ）輸出電機驅動信號，經光（guāng）電隔離後驅動電（diàn）機運行。為防止執行器越限損壞設備，網（wǎng）絡化電動執行器（qì）安裝了（le）行程（chéng）開關進行限位檢測與保護。發生故障時，網絡化電動執行器可切換到手動模式，通過手動操作控製電機運行。
2.1 電機驅動電路
    網絡化電動執行器必（bì）須具備正反運行功能，因此選用無觸點的固態繼電器作為單相電機正反轉及起停控製器件。如圖4所示（shì），由邏輯門電路和達林頓驅動器（MC1413）組成正反轉控製電路。MSP430F449單片機的輸出（chū）端信號（X2，X4）經觸發邏輯（jí）控製電路處理後，控製（zhì）固態（tài）繼電器的通斷。
4 單相電機驅動控製電路
    電路中非門（74HC04）和與門（74HC08）對信號進行互鎖（suǒ），防止正、反轉信號同時導通。MC1413為反（fǎn）相驅（qū）動器，起到吸收電流的作用，當MC1413輸出低電平時（shí），控製固態繼電器SSR導通，從而驅動電機運轉。當X4輸出高電平，X2輸出低電平時，接通電機的正（zhèng）繞組，電機正轉；當X2輸出高電平，X4輸（shū）出低電平時，接通電機的（de）反繞組，電機反轉；當X4，X2均輸出高電（diàn）平（píng）時或均輸出低（dī）電平時，電路自鎖，電機停（tíng）轉。
    M為電機繞組，R51，R52，C50，C51是吸收電路，RV是氧化鋅壓敏電阻，共同起到保護固態繼電（diàn）器的作用。對電機繞組加交流電源，測（cè）得（dé）電壓U、電（diàn）流（liú）I、頻率f，電機繞組阻值R，根（gēn）據式（1）可以計算出（chū）電容C53配置的（de）理論值