隨著工業生產自動化水平的提高（gāo），傳統電子式電動執行器在功能、精（jīng）度、性價比等方麵已難（nán）以滿足實際應用需求。作者研製了（le）以MSP430F449單片機為（wéi）信息處理單元，具有（yǒu）現場總線通信、智能控（kòng）製和網絡化管理功能的新型網絡化電動執行器，並開發（fā）了基於虛擬（nǐ）儀器的上位機係統和便攜式控製（zhì）器，提高了電動（dòng）執行（háng）器的可操作性和可靠性。
1 網絡化電動執行器的構成
    網（wǎng）絡化電動（dòng）執行器係統主（zhǔ）要包括網絡化電動執行器、現場總線（xiàn）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；現場總（zǒng）線轉換是通過通信協議轉換（huàn），實現RS-485總線（xiàn）與其它不同現場總線的轉換連接，便於網絡化電動執行（háng）器匹配各類型過程控（kòng）製係統；便攜式控製器是用於實現網絡化電動執行器各項參數簡便設定的設備，可以（yǐ）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（jī）係統是網絡化電動執行器遠（yuǎn）程管理平台，可以通過RS-485總線實現電（diàn）動執行器的操作和管理，並（bìng）可以接入（rù）以太網實現遠（yuǎn）程控製。
2 網絡化電動執（zhí）行器的構成

2 電動執（zhí）行器控製單元（yuán）電（diàn）路設計
    電動執行器控製單元的結構，采用TI公司生產的MSP430F449單片（piàn）機作為信息處理單（dān）元，該單片機（jī）含有8通（tōng）道12位ADC（模數轉換器，大采樣速率200kPs）和片內溫（wēn）度傳感器，能夠滿足網絡化電動執行器功能設計要求。網絡化電動執行器通過RS-485總線與上位機係統（tǒng）通信，通過紅外通信方式與便攜式控製（zhì）器（qì）通信。執行器可以直接（jiē）與（yǔ）DDZ Ⅲ型設備連接，由單片機自帶的ADC對調節（jiē）器（qì）輸出的DDZ-Ⅲ型信號（4～20mA或者（zhě）1～5V直流信號）采樣後進行（háng）處理。執行器利用單片機內（nèi）嵌的溫度傳感器實現對（duì）控製電路單元實時（shí）溫度測量（liàng），並采用12位的數字溫度傳感器（DS18B20）對電機溫度進行實（shí）時測量；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盤獲得。

3 網絡化電動執（zhí）行器結（jié）構（gòu）框圖
    單片機通過計算給定（dìng）與反饋的偏差，按照預定的控製方法輸出電機驅（qū）動信（xìn）號，經（jīng）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（dòng）執（zhí）行（háng）器安裝了行程開關進行限位檢測與（yǔ）保護。發（fā）生故障時，網絡（luò）化電動執行器可切換到手動模式（shì），通（tōng）過（guò）手動操作控製電機運行。
2.1 電機驅動電路
    網絡化電動（dòng）執行器必（bì）須具備正反運行功能，因此選（xuǎn）用無觸點的固態繼電器作為單相電機正反轉及起停（tíng）控製器件。如（rú）圖4所示，由邏輯門電（diàn）路和達林頓驅動（dòng）器（MC1413）組成正反轉控製電（diàn）路（lù）。MSP430F449單片機的輸出端（duān）信號（X2，X4）經觸發邏輯控製電路處理後，控製固態繼電器的（de）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（hào）進行互鎖，防止正、反轉信號（hào）同時導通。MC1413為反相驅動器，起到吸收電流的（de）作用，當MC1413輸出（chū）低電平時，控製固（gù）態（tài）繼電器SSR導通，從而驅（qū）動電機運轉。當X4輸出高電平，X2輸出低電平時，接通電機的正繞組，電機正轉；當X2輸出高電平，X4輸（shū）出低電平時，接通電（diàn）機的反繞組，電機（jī）反轉；當X4，X2均輸（shū）出高電平時或均輸出低電平時，電路自鎖，電機停轉。
    M為電（diàn）機繞組，R51，R52，C50，C51是吸（xī）收電路，RV是（shì）氧（yǎng）化鋅壓敏電（diàn）阻，共同起到保護固態繼電器的作用。對電機繞組加交流電源，測得電壓U、電流I、頻率f，電機繞組阻值R，根據式（1）可以計算出電（diàn）容（róng）C53配置的理論值