隨著工業生產自動化水平的提（tí）高，傳統電（diàn）子式電動執行器在功能、精度、性價比等方麵已難以滿足實際應用需求。作者研製（zhì）了以MSP430F449單片機為信（xìn）息處理單元，具（jù）有現場總線通（tōng）信、智能控製和網絡化管理（lǐ）功能的新型網絡（luò）化電（diàn）動執行器，並開發了基於虛擬儀器的（de）上位機（jī）係統和便攜式控製器（qì），提高了電（diàn）動執行器的可操作性和可靠性（xìng）。
1 網（wǎng）絡（luò）化電動執行器的構成
    網絡化（huà）電動執（zhí）行（háng）器係（xì）統主要包括網（wǎng）絡化電（diàn）動執行器、現場總線轉換、便攜式控製（zhì）器和上（shàng）位機係統等4部分。網絡化（huà）電動執行器根據給定量與反饋量的偏差（chà）控製電（diàn）機運行；現場（chǎng）總線轉換是通過通信協議（yì）轉換，實現RS-485總線與其它不同現場總線（xiàn）的（de）轉換連（lián）接，便於網絡化電動執行器匹配各類型過（guò）程控製係（xì）統；便攜式控製器是用於實現網絡（luò）化（huà）電動執行器各（gè）項參數簡便設定的設備，可以通過紅外通信實現執行器各項參數快速設置；基於虛擬儀器技術的上位機係（xì）統（tǒng）是網（wǎng）絡化電動執行器遠程管理平台，可以通（tōng）過RS-485總線（xiàn）實現電動執行器的操作和管理，並可以接入（rù）以太網實（shí）現遠程控製（zhì）。
2 網絡化（huà）電動執（zhí）行器的構成

2 電動執行器控製單（dān）元電路設（shè）計
    電動執行器控製單元的結構，采用TI公司生產的MSP430F449單片機作為信息處理單元，該（gāi）單（dān）片機含有8通道12位ADC（模數（shù）轉換器，大采樣速率200kPs）和片內溫度傳（chuán）感器，能夠（gòu）滿足網絡化電動執行器功能設計要求。網絡（luò）化電動執行器通（tōng）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（shì）控製器通信。執行器可以直接與DDZ Ⅲ型設備連接，由單片機（jī）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（háng）處理。執行器利用單片機內嵌（qiàn）的溫度傳感器實現對控製（zhì）電路單元實時溫度測量，並采用12位的數字溫度（dù）傳感器（DS18B20）對電機溫度進行實時測量；調節閥的位置反饋信號由安裝在（zài）電機傳動軸上（shàng）的光電編碼盤獲得。

3 網絡（luò）化電動執行器結構框圖
    單片機通過計算給定與反饋的偏差，按照預定（dìng）的控（kòng）製方法輸出電機驅動（dòng）信號，經光電隔離後驅動電機運行。為防止執行器越限損壞設備，網絡化電動執行器安裝了行程開關進行限位（wèi）檢測與保護。發生故障時，網絡（luò）化電動執行器可切換到手動模（mó）式，通過手動操作控製電機運行。
2.1 電機驅動電路
    網（wǎng）絡化電動（dòng）執行器必須具備（bèi）正反運行功能，因此選用無（wú）觸點的固態繼電器作為單相電（diàn）機正反轉及（jí）起停控製（zhì）器件。如（rú）圖4所示（shì），由邏輯門電路和達（dá）林頓（dùn）驅動器（qì）（MC1413）組成正反轉控製電路（lù）。MSP430F449單片機的輸出端信號（X2，X4）經觸發邏（luó）輯控製（zhì）電路（lù）處理後，控製固態繼電器的通（tōng）斷。
4 單相電機驅動控（kòng）製電路（lù）
    電路中非（fēi）門（74HC04）和與門（74HC08）對信號進行互鎖，防止正、反轉（zhuǎn）信號同時導通。MC1413為反相驅（qū）動器，起到（dào）吸收電流的作用，當MC1413輸出低電平時，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（dī）電平時，接通電機的正繞組，電機正轉；當X2輸出高電（diàn）平，X4輸出（chū）低電平時，接通電機（jī）的反繞組（zǔ），電機反轉；當X4，X2均輸出高電平時或均輸出（chū）低電（diàn）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（diàn）路，RV是氧化鋅（xīn）壓敏電阻，共同起到保（bǎo）護（hù）固態繼電（diàn）器的作用。對電機繞組加交流（liú）電源，測（cè）得電壓U、電流I、頻率f，電機繞組阻值R，根據式（1）可以計算（suàn）出電容C53配置的理論（lùn）值