氣動馬達作為一種執行機構，在工業生產和工業控制中起著很重要的作用。氣動馬達使用空氣取代電力和液壓來產生動力，可以實現無級變速，可瞬間啟動、停滯和換向，具有自動冷卻功能，無電火花，可在易燃易爆，如含有化學、易燃性或揮發性等物質濕熱和多塵的環境下運行，如礦區、隧道、油漆廠、化學工廠、石化、生物科技、藥廠、晶圓、半導體、光纖、兵工廠、船舶、養殖等行業用于驅動，因用空氣作為動力，容易獲得，用后空氣可以直接排入大氣無污染，壓縮空氣還可以進行集中供給和遠距離控制。鍛鋼球閥執行器工作原理

利用壓縮空氣推動執行器內多組組合氣動活塞運動，傳力給橫梁和內曲線軌道的特性，帶動空芯主軸作旋轉運動，壓縮空氣氣盤輸至各缸，改變進出氣位置以改變主軸旋轉方向，根據負載（鍛鋼球閥）所需旋轉扭矩的要求，可調整氣缸組合數目，帶動負載（鍛鋼球閥）工作。

鍛鋼球閥執行器的控制方式

由于現在的控制方式和手段越來越多，在實際工業生常和工業控制中，用來控制鍛鋼球閥構的方法也很多，常用的有以下幾種。

基于單片機開發的智能顯示儀控制

智能顯示儀是用來監測鍛鋼球閥工作狀態，并控制鍛鋼球閥執行期工作的儀器，它通過兩路位置傳感器監視鍛鋼球閥的工作狀態，判斷鍛鋼球閥是處于開閥還是關閥狀態，通過編程記錄鍛鋼球閥開關的數字，并且有兩路與鍛鋼球閥開度對應的4～20mA輸出及兩足常開常閉輸出觸點。通過這些輸出信號，控制鍛鋼球閥的開關動作。根據系統的要求，可將智能鍛鋼球閥顯示儀從硬件上分為3部分來設計：模擬部分、數字部分、按鍵/顯示部分。

模擬電路部分主要包括電源、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路三部分。

數字電路部分主要包括：單片機、掉電保護、兩路監測脈沖輸入信號、兩路常開常閉轉換觸點輸出。

在設計方案中選用目前普遍使用的51系列單片機AT89C4051。AT89C4051是一款低電壓、高性能的CMOS8位微控制器，它具有4K字節的可擦除、可重復編程的只讀閃存。通過在單芯片內復合一個多功能的8位CPU閃存，在性能、指令設定和引腳上與80C51和80C52完全兼容。

考慮到在系統掉電或重新啟動時，需要保持先前在儀表中設置的一些鍛鋼球閥參數，而單片機中的數據存儲器不具備掉電存儲功能，所以在片外擴展了一個具有掉電保存功能的芯片X5045。X5045是一種集看門狗、電源監控和串行EEPROM3種功能于一身的可編程電路，這種組合設計可以減少電路對電路板空間的需求，X5045中的看門狗為系統提供了保護，當系統發送故障而超過設定時間時，電路中的看門狗將通過RESET信號向CPU作反應。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。

模擬量輸入信號通過A/D轉換變成與鍛鋼球閥開度相對應的數字信號后送給數字部分的單片機，在單片機中對它進行濾波處理后就可以輸出了。鍛鋼球閥的開度信息通過D/A轉換后變成模擬信號輸出，用來接顯示儀顯示鍛鋼球閥開度或連接其他的控制設備。

電源部分供給整個電路能量，包括模擬電路、數字電路和顯示的能源供應。為了實現鍛鋼球閥開讀的遠程控制，需要將鍛鋼球閥的開度信息傳送給其他的控制儀表，同時控制儀表能從遠方制定鍛鋼球閥為某一開度，系統需要1路4～20mA的模擬量輸入信號和1～2路4～20mA的模擬量輸出信號。

在本設計系統中，所有的數字量數據均采用串行的輸入輸出方式，為了節省芯片資源和空間，輸入的4～20mA的模擬量在轉化為數字量時，采用已有的4路DA芯片與單片機的系統資源相結合作8位的AD使用

它所具有的電壓監控功能還可以保護系統免受低電壓的影響，當電源電壓降到允許范圍以下時，系統將復位，直到電源電壓返回到穩定值為止。X5045的存儲器與CPU可通過串行通信方式接口。共4069位，可以按512×8個字節來放置數據。

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