①课题背景及立项依据 八十年代，执行器行业靠引进大量的国外先进生产技术，促进了生产力的迅速提高。九十年代初，为了拥有具有自主知识产权的生产技术，组织了智能仪表的全国联合设计，但由于计算机工业的局限，使其成果未能真正实现应用。到九十年代末，随着国际现场总线标准的制定，全分散式的、全开放式的现场总线控制系统的诞生，对仪表智能化、总线化的需求增加。而计算机工业的发展，为智能仪表的开发奠定了基础。 HART协议智能执行机构就是依据产品技术发展需要而立项，是重庆市科委2000年科技攻关项目。 ②论文的主要内容 本文研究的重点是开发基于现场总线(HART协议)的智能电动执行机构，为新型开放自动化系统提供终端执行机构的基型产品。该产品主要由控制器、驱动电机、减速器和位移检测机构四部分组成。 着重对加工技术进行了研究，对其传动机构进行计算、论证和设计，并进行对比试验，在试验的基础上进行多次验算和修正，最后试验结果基本达到了预期的效果。 在控制器的电路结构设计的基础上，考虑到通讯、控制的及时、稳定、转换的精度和速度等几方面，主要完成对微处理器的选择、时钟频率和A／D转换器的选用，阀位变送功能的实现，固态交流开关和显示器的选择等。 在智能化的基础上，研究并应用了国际最新的现场总线技术(HART协议)，实现对执行机构的远程通信。 在该项目产品化的过程中，对智能执行机构的可靠性技术进行应用分析。应用可靠性设计技术对产品可靠性进行了理论分析，是否达到其预期的目标。分析结果MTBF=90640h，完全满足了控制系统的需要。 ③项目的目的和意义 通过该产品的开发，跟踪了国际最新的仪表发展技术，缩短了与国外同行的差距。实现了 (1)自动化仪表技术从模拟技术向数字技术的转变，自动化系统从封闭式系统向开放式系统的转变。 (2)执行机构与控制室内的控制设备的数字化、串行、双向、多站通信网络。重庆大学硕士学位论文中文摘要 (3)缩短我国执行机构与国外同类产品的差距。拥有具有自主知识产权的生产制造技术。 (4)为国民经济各部门(电力、冶金、石化、建材、轻工、造纸等行业)提供新的自动化装备，从而带来更高的效益。 (5)振兴我国仪表工业。当前世界上有名的仪表公司的产品进入我国，市场竞争激烈，只有保持技术上和国外同步，促进仪表产品结构的调整，才能立于不败之地。 ④项目的创新点 在2002年1月22日，重庆市科委组织重庆大学、西南师范大学、解放军后勤工程学院、重庆仪表材料研究所、机械工业十八计量测试中心等单位的专家对HART协议智能执行机构进行了新产品鉴定。一致认为在该项目采用了单片微型计算机、HART协议现场总线通信、伺服电机无磨损制动、零齿差行星减速传动、无触点位移传感等一系列现代先进技术，可实现远程或就地人机对话，具有信号中断或超限、电机堵转等故障的保护及报警，具有温度自动补偿、正反作用自动识别、阀门流量特性变换、用户设定任意流量特性曲线功能。该产品一体化，定位精度高，响应速度快，稳定可靠，产品达到国内先进水平。产品经用户现场使用，性能良好。