1.引言
   在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，執(zhí)行機構(gòu)發(fā)揮著非常重要的作用。它可以接收調(diào)節(jié)器或計算機的控制信號，自動完成調(diào)節(jié)功能，是自動控制系統(tǒng)的重要組成部分。近年來，隨著計算機技術(shù)和控制技術(shù)的快速發(fā)展，電動執(zhí)行器也發(fā)展迅速。目前，電動執(zhí)行機構(gòu)的人性化的方向CAN總線的全數(shù)字和多節(jié)點智能電動執(zhí)行機構(gòu)是最具發(fā)展?jié)摿Φ臋C構(gòu)之一。本文基于DSP（TMS320F2812)高速電動執(zhí)行機構(gòu)CPU以閥門、伺服電機、控制器為核心，采用異步電機直接驅(qū)動閥門的開關(guān)CAN總線傳輸信息[1]。
   2.系統(tǒng)工作原理
   三相輸出電流、電壓和閥門的位置型號，由霍爾電流、電壓傳感器和位置傳感器檢測到，送入DSP的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器。DSP控制PWM波發(fā)生器，產(chǎn)生的PWM波經(jīng)光電耦合作用于逆變模塊IPM，實現(xiàn)電機變頻調(diào)速和閥位控制。
   2.1 系統(tǒng)機構(gòu)框圖
   智能電動執(zhí)行機構(gòu)主要分為控制部分和執(zhí)行驅(qū)動部分。電動執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

   控制部分主要由TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812是控制系統(tǒng)的核心。TMS320F2812是為滿足控制應(yīng)用而設(shè)計的，集成了豐富的外圍設(shè)備。內(nèi)部可以處理系統(tǒng)設(shè)置、采樣、顯示、報警、故障等信號，實現(xiàn)電機的控制[2]。
   驅(qū)動電路的功能是將自動或手動開關(guān)信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)電機正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的動力。
   2.2 模擬量處理電路
   模擬量處理電路DSP包括傳感器或敏感元件、通道結(jié)構(gòu)、信號調(diào)節(jié)、A/D轉(zhuǎn)換、電源配置、抗干擾等。
   因為TMS320F2812的A/D轉(zhuǎn)換單元只能轉(zhuǎn)換0~3V因此，應(yīng)使用單極模擬信號DSP的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器必須將互感器的雙極信號(-2~ 2V）電壓提升電路調(diào)節(jié)到0~3V交流電壓信號采樣調(diào)理電路如圖2所示。

   2.3 CAN總線
   TMS320F2812內(nèi)帶CAN控制器簡化了整個電路的外圍設(shè)計，提高了可靠性。CAN總線傳輸距離長，數(shù)據(jù)傳輸率高，CAN線間干擾小，抗干擾能力強。CAN通信方案設(shè)計如下：DSP的CANRX和CANTX首先通過高速光耦6N137與TJA1050連接實現(xiàn)了總線的電氣隔離；采用TJA1050作為驅(qū)動器完全一致ISO11898標(biāo)準(zhǔn)Mbit/s；電磁抗干擾性能好；不上電的節(jié)點不會對總線造成擾動；至少可以連接120個節(jié)點。CAN如圖3所示。
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   3.軟件設(shè)計
   電動執(zhí)行機構(gòu)軟件設(shè)計滿足可靠性、可測試性和可維護性的要求，采用結(jié)構(gòu)化和模塊化設(shè)計方法[3]。
   主程序是軟件的主框架，其主要任務(wù)是在滿足條件時調(diào)用其他功能模塊，執(zhí)行各功能模塊的任務(wù)。主程序設(shè)計的工作過程是：系統(tǒng)上電復(fù)位后，TMS320F2812首先對自己的工作條件和環(huán)境進行自檢和設(shè)置。如有錯誤，報警，停止電動執(zhí)行機構(gòu)；否則，從EEPROM讀取系統(tǒng)參數(shù)、整定參數(shù)和故障記錄。初始化完成后，主程序循環(huán)執(zhí)行的功能模塊包括：捕獲電壓信號和位置信號，確定A/D采樣周期、看門狗電路、故障檢測和報警、觸摸屏顯示和參數(shù)保存。需要指出的是，在主程序循環(huán)中，所有功能模塊只能在滿足條件時執(zhí)行。一旦條件不滿足，立即進入下一個功能模塊，因此并非所有操作都必須在每個循環(huán)中執(zhí)行。主程序流程圖如圖4所示。

   4.結(jié)束語
   DSP是專門為數(shù)字信號處理設(shè)計的處理器，是目前電子行業(yè)增長最快的產(chǎn)品之一。DSP充分利用電動執(zhí)行機構(gòu)TMS320F2812芯片具有數(shù)據(jù)處理能力強、片外豐富的特點，大大簡化了電動執(zhí)行機構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu)，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。DSP的CAN全數(shù)字、多節(jié)點智能電動執(zhí)行器可為工業(yè)生產(chǎn)提供極大便利，具有廣闊的應(yīng)用前景。