数控电液执行器的研究与设计（开题报告）.doc

附件B：
毕业设计（论文）开题报告

1、 课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）

阀门执行机构可以对压力、流量、温度等进行调节，所以广泛应用在化工、石油、冶金、电力、煤炭等工业过程控制系统中。如在选煤厂介质管道中的介质包括煤泥水、铁磁粉、煤浆等悬浮液，对连接诸多大型设备之间管道上的液动阀造成淤塞锈蚀，加之液动阀本身的密封圈对阀扳的强力吸附作用，使得手动操作难以有效关、启，且故障频频，尤其一些咽喉岗位上的大口径液动阀更是故障频频，造成长时间影响生产和许多大型设备空运转。还有许多大型阀门因工艺要求设置在高空管道上，需几个人登高手动操作，时常用杠撬锤砸，既
危险又低效，所以有必要设计一种可自动控制的阀门执行机构。

1.1阀门执行机构的分类

目前阀门执行机构有各种各样的形式，常用的阀门执行机构按其动力源不同，可分为气动、电动和液压传动三种。
气压传动是指以压缩气体为工作介质传递动力和控制信号的系统。以空气作为工作介质具有防火、防爆、防电磁干扰、抗振动冲击、抗辐射、结构简单等优点，但工作速度慢，压缩气体不容易得到，需要有一系列气体处理装置，当负载较大时体积较大、复杂度和成本增加，致使其在应用上受到一定限制。
电动执行机构一般是以电极作为动力源的执行机构，它动作和响应快，但是若用普通交流电动机，在工作过程中经常产生过冲、速度慢及定位性能差等问题。另外，一般的齿轮减速机构效率低，体积大。
液压传动是以高压液体作为传递动力介质的传动，能够输出较大的力或力矩，易于实现功率放大，另外，其动作灵敏，运行较为平稳，传动无间隙，可在高速下启动、制动、换向。
目前国内工业现场使用的液压阀门执行机构可以分为两种，一种是以传统手动操作为主的执行机构，无法实现集中、自动控制；另一种是以集成运算放大器为核心的电控液动阀门执行机构，由于集成运放自身的不稳定性，造成该阀门执行机构稳定性差，精度不高。
电液控制技术结合了电子技术和液压技术两个方面的优势，具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。因此，在负载重量大，又要求响应速度快的场合使用最为合适。
总体来说，电液控制技术有以下一些优点：提高了作业质量和精度；节约能源，提高效率；改善了操纵性能，使操纵简单省力，可实现无人操纵，远距离操纵或无线遥控； 提高了安全性和可靠性，可进行状态自动监测和故障自动诊断，为实现自动化，智能化提供了可能。
随着微机控制技术的迅速发展以及工业对智能控制精度要求的不断提高，有必要开发研制智能电液阀门执行机构，本课题也是在这种条件下提出的。控制器采用了性价比极高的单片机取代传统的运算放大器实现信号的处理，具有很强的数据采集、处理、记忆、存储及通讯等能力，具有较高的精度和较好的人机界面和故障诊断能力。由于该控制系统可以直接接受给定标准控制信号，能获得更快的响应时间使得控制分散，且又便于管理，执行器变的更加合理、方便、经济，符合当今工业自动化的发展要求。
1.2电液阀门执行机构的发展现状与趋势