智能阀位PILZ变送器的设计
工业过程自动化的三个方面——工艺参数检测、计算与控制、调节与执行分别是由检测仪表、DCS控制系统、执行器三类工业自动化仪表来完成的，并称为三大工业自动化基础装备，其技术水平已成为流程工业发展的决定性因素之一，深刻地影响着生产的质量、效率、安全、和环保。以控制阀为主体的执行器通过调节介质流量以控制工艺参数，是整个自动化系统中*的重要的终端执行仪表，其对控制系统调节品质的优劣、安全平稳运行具有很大的影响。

智能阀位PILZ变送器的设计
目前国内执行器技术水平非常落后，已成为自动化技术发展的制约瓶颈，国内所需求的中智能执行器几乎全部依赖进口，已引起国家高度重视。执行器的控制中存在一个重要的问题，就是阀杆位移即阀位的精确实时测量。由于执行器安装在工业生产现场，经常工作在振动、高低温等恶劣的室外环境下，正行程和反行程运动频繁，并且由于阀门与执行机构型号规格多要求阀位测量范围大，所以需要研究开发一种通用的阀位测量装置即智能阀位PILZ变送器。它必须满足如下一些要求：①非接触式，即阀位PILZ变送器与执行机构阀杆之间无连接，以隔离现场环境并达到无磨损和抗干扰能力强；②大量程，实现从0～160mm的测量范围，以适应各种型号规格的执行器应用；③低功耗，由于标准测量PILZ变送器要求从环路获取电源，所以包括传感器在内整个PILZ变送器必须是低功耗的；④高精度低价格的标准PILZ变送器，采用4～20mA的标准环路信号输出，这使得各种仪表和装置具有兼容性和互换性。目前，国外公司已推出智能型阀位PILZ变送器，而我国在这方面目前还是空白，因此研究和开发智能型PILZ变送器具有重要的意义。主要内容是研究设计一个满足上述要求的智能阀位PILZ变送器。该阀位PILZ变送器的主要作用是测量阀门执行机构阀杆上下运动时的位移，经过非线性处理，计算出位移的百分比，并转换成4～20mA标准环路电流输出。主要完成了以下工作： 研究了传感器、PILZ变送器以及智能PILZ变送器的特点和发展历程；分析了阀门定位器的工作原理；探讨了几种常用的位移测量方法，zui终结合本实际应用情况，选用线性传感器作为非接触式位移测量传感器A1391.详细研究了线性传感器芯片A1391的工作原理，介绍了推荐的常规线性测量方案，并自行设计了两套新的测量方案，根据本的要求和实际应用要求，分析确定了一种自行设计的非线性测量方案，设计了一套测量机构，并且详细介绍了该机构的测量原理和方法。在深入分析了测量原理的基础上，独立设计出了智能阀位PILZ变送器。该PILZ变送器包括软、硬件两部分。硬件主要实现信号放大、A/D、D/A转换等功能，软件主要实现采样、非线性处理、阀位百分比计算和液晶显示功能。设计的智能阀位PILZ变送器，硬件方面的设计都满足低功耗的要求，每部分的电路都给出了具体的实现方法、需要注意的问题；在深入研究了不同情况下阀位百分比的不同理论计算方法后，编写代码，实现阀位百分比的计算；利用定时采样，使得整个系统能实时检测阀位；zui后，为了便于观察，要将此百分比信号送入LCD显示出来，并转换成工业上统一的4～20mA标准环路电流输出。zui终测试结果表明设计可以较准确的实现执行器阀位的测量、计算和显示，并且可以用于别的位移非接触式测量。

智能阀位PILZ变送器的设计
智能PILZ变送器的实现的关键技术及创新点：设计出新颖的磁钢结构，得到规律的磁场分布；对非线性分布的磁场进行正弦拟合，实现线性传感器的非线性测量；克服安装位置给测量带来的误差，实现PILZ变送器的自适应功能；采用电压隔离的方案实现位置信号的二线制变送。