隨著工業生產自（zì）動化水平的提高，傳統電子式電動執行（háng）器在功能、精（jīng）度、性價比等方麵已難以滿足實際應用需（xū）求。作者研製了以MSP430F449單片機為（wéi）信息處理單元，具有現場總線通（tōng）信、智能控（kòng）製和（hé）網絡（luò）化管理（lǐ）功能的新型網絡化電動執行器，並開發了基於（yú）虛擬儀（yí）器的上位機係統和便攜式控製器，提高了（le）電動執行器的可操作（zuò）性和（hé）可靠性。
1 網絡化電動執行器的構成
    網絡化電動執行器係統主要包括網絡化電動執行器、現場總線轉換、便攜式控製器和上位機係統等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；現場總線轉換是通過通信協議轉換，實現（xiàn）RS-485總線與其它不同現場總線的轉換（huàn）連接，便於網絡化（huà）電動執行器匹配各類型過程控製係統；便攜式控製器是用（yòng）於實現網絡化電動（dòng）執行器各項參數（shù）簡（jiǎn）便設定的設備，可以通（tōng）過紅外通信實現執行器各（gè）項參數快速設置；基（jī）於虛擬儀（yí）器技術的上位機（jī）係（xì）統是網絡化電動執行器遠程管理平台，可以通過RS-485總線實現電動執行器的操作（zuò）和管理（lǐ），並可以接入以太網實現遠程控製。
2 網絡化電動執行器的構成

2 電動（dòng）執行器控製單元電路設計
    電動執行器控（kòng）製單（dān）元的（de）結（jié）構，采用TI公司生產的MSP430F449單（dān）片機作為信息處理單元，該單片機含有8通道（dào）12位ADC（模數轉換器，大采樣速率200kPs）和（hé）片內溫度（dù）傳感器，能夠滿足網絡化電動執行器功能設計（jì）要（yào）求。網絡化電動執行（háng）器通過RS-485總線與上（shàng）位機（jī）係統通信，通過紅外通信方式與便攜式控製器（qì）通信（xìn）。執行器可（kě）以（yǐ）直接與DDZ Ⅲ型設備連接（jiē），由單片機自帶的（de）ADC對調節器（qì）輸出的DDZ-Ⅲ型信號（4～20mA或者（zhě）1～5V直流信號）采樣後進行處理。執行器利用單片機內嵌的溫度傳感器實現（xiàn）對控製電路單元實時（shí）溫度測（cè）量，並采用12位的數字溫（wēn）度傳感器（DS18B20）對電機溫度進行實時測（cè）量；調（diào）節閥的（de）位置反饋信號由安裝在電機（jī）傳動軸上的光電（diàn）編碼盤獲得。

3 網絡化電動（dòng）執行器結構框圖
    單片機通過計算給定與反饋的偏差，按照預定的控製方法輸出電機驅動信號，經光（guāng）電隔離後驅動（dòng）電機運行。為防止執行器越限損壞設備，網絡（luò）化電動執行器安裝了行程開關進（jìn）行限位檢測與保護。發生故障（zhàng）時，網（wǎng）絡化（huà）電動執行器可切換到手（shǒu）動模式，通過手動操作控製電機運行。
2.1 電（diàn）機驅動電路
    網絡化電動執行（háng）器必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（dān）相電（diàn）機正反轉及（jí）起停控製（zhì）器件。如圖4所示，由（yóu）邏輯門電路和達林頓驅動器（qì）（MC1413）組成正反轉控製電路。MSP430F449單片機的輸出端信號（hào）（X2，X4）經（jīng）觸發邏輯（jí）控（kòng）製電路處理後，控製固態繼（jì）電器的通斷。
4 單（dān）相電機驅動（dòng）控製電（diàn）路
    電路中非門（74HC04）和與門（74HC08）對信號進行互鎖，防止正（zhèng）、反轉信號同時導通。MC1413為反相驅動器，起到吸收電（diàn）流的作用，當MC1413輸出低電平時，控製固態繼（jì）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（diàn）平時，接通電機的正繞組，電機正轉；當（dāng）X2輸（shū）出高電平，X4輸出低電平（píng）時，接通電（diàn）機（jī）的反繞組，電機反轉；當X4，X2均輸（shū）出高電平時或均輸出低電平時（shí），電路自鎖，電機（jī）停轉。
    M為電機繞組，R51，R52，C50，C51是吸收電路，RV是氧化鋅（xīn）壓（yā）敏電阻，共同起到保護（hù）固態繼電器的作用。對電機繞（rào）組加交流電源，測得電壓U、電流I、頻率f，電機（jī）繞組阻值R，根（gēn）據式（shì）（1）可以計算出電容C53配置的理論值