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阀门定位器的硬件部位介绍

2018-12-04

阀门定位器外围硬件电路包括电源模块、给定信号与阀位位置检测模块、人机交互模块、HART协议通讯模块,整个设计功耗要求在30mW以下,下面埃姆依具体对阀门定位器的硬件部位进行介绍。

1、CPU选型

结合实验功耗数据分析,CPU会占据绝大部分功耗。CPU的USART及SPI接口可与HART对应模块直连,带有看门狗定时器和多种低功耗模式,缓解了功耗和处理速度间的固有矛盾。

2、电源模块

阀门定位器的阀位动作二线制电流有效范围为4~20mA,系统功率要求为:在给定信号源最小值4mA电流时所提供的功率仍然能使定位器正常工作。当留有10%的裕量时,系统此时允许最大消耗电流为3.5mA;当给定电流值在3.5mA时,系统不要求阀门能正常动作,但必须满足部分人机交互功能的功率要求。

3、信号采样电路

将输入信号、温度测量数据和位置传感电位器信号转换为微处理机所能接受的数字信号,根据接收的输入信号和通讯协议的不同,信号调理部分的具体电路也有所不同。

4、HART通讯模块

HART协议用于二线制阀门定位器与手操器之间的通讯,便于远程查看设备参数,配置及校验数据。通讯模块包括CPU、AD5700(调制解调器)、AD5662(电流环模数转换器)。AD5700在电流环传输时FSK信号峰-峰值为1mA,TXD、RXD直接与CPU的USART1相连。RST、RTS、OCD分别接PB5、PB9、PB8。

5、执行模块

I/P转换单元与阀门定位器的三位三通阀共同控制阀芯移动,接通或切断气源,从而对气动控制膜头的气路进行切换。动作电压范围是0~3.3V,正作用行程时整个阶段对应电压范围为:排气:0~1.1V,气室内气体排出,阀门上升;保持:1.1V~1.6V,气室内气体压力和弹簧弹力相等,阀门保持稳定;进气:1.6V~3.3V,气室内充入气体,使阀门下降。

阀门定位器由多个部位组成,在工业生产中发挥重要作用,不同部位分工不同,所起作用也就不一样,最终确保仪器能够正常运行。

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