基於DSP微控制器和區域網控制器技術，提出了CAN匯流排智能電動執行器的設計。利用微型消息匯流排（MMB）技術，採用系統組態的方法，用SVM-DTC控制演算法實現了執行器電機的變頻調速控制，實現了智能電動執行機構的基本功能。其中帶CAN匯流排介面的DSP微控制器的選用，使得智能執行器可以通過CAN匯流排保持實時通信，提高了執行器的智能化水平。
1 系統的硬體環境
隨著電子電路以及大規模集成電路的開發與應用，各種高性能的電子器件和微處理器為智能電動執行機構開發研究奠定了基礎。本文執行器的控制器由TI公司生產的TMS320F2812及其外圍電路組成，以微型消息匯流排（MMB）為軟體的嵌入式系統。控制器的基本功能是：實現現場數據的實時採集，採集閥門的狀態信息、電壓電流、電機溫度、輸出力矩等，並加以分析、判斷，控制電機正常準確運行；可以實現智能校準；只要在閥門的實際的全開和全關位置各按一次鍵即可；液晶實時顯示電動閥門的開度及系統的工作狀況和故障；通過CAN匯流排保持與控制中心的通信或者現場儀錶之間的通信。
1.1 執行器的系統結構
本系統設計的電動執行器由驅動控制器、三相非同步電機和機械傳動執行機構三部分組成。其中驅動控制器以TMS320F2812DSP控制晶元為微控制器；電機採用三相非同步電動機，採用SVM-DTC（空間矢量調製技術-直接轉矩控制）控制演算法的交流變頻器，控制電機的精確運行，輸出適當的轉矩控制執行器的動作。圖1為電動執行器的系統結構。
電源逆變電路採用智能功率模塊（IPM）。IPM不僅把功率開關器件和驅動電路集成在一起，而且還內置有過電壓、欠電壓、過電流、過熱等故障監測電路，並可將監測信號送往DSP進行處理，是一種高性能的功率開關器件。
1.2 控制器的設計
本文選用TI公司的帶有CAN匯流排介面的32位嵌入式DSP控制晶元TMS320F2812作為控制器核心，內部軟體包括實時嵌入式多任務操作系統、構件庫、以及以構件裝配序列形式存在的應用軟體。TMS320F2812是一款高性能、低功耗的32位定點數字DSP晶元，它具有精簡指令集計算（RISC）功能、微控制器結構、固件、工具裝置及高度的運行速度和廣泛的適用性，從而可以實現現場數據的採集、分析計算和控制顯示功能。並且，採用了由實時多任務操作系統、實時監控軟體、任務級組態軟體、實時資料庫等構成的現場智能測控儀錶軟體集成技術，支持在線組態，很適合用於工業現場控制和匯流排系統。
1.3 CAN通信
本系統採用TMS320F2812DSP信號處理器做為現場智能單元的微處理器，並利用了其中eCAN模塊作為CAN控制器，eCAN模塊是TI公司新一代產品DSP晶元TM320F28x的32位高級CAN控制器，是基於TI公司TMS470系列微控制器使用的高端CAN控制器（HECC，High-end CAN Controller）發展而來的。它完全兼容CAN2.0B協議，能在有干擾的環境里使用上述協議，能與其他控制器串列通信，是一種具有通用性和魯棒性的串列通信介面，因此可以實現電動執行器與上位機或者現場其他設備的實時通信，增加了現場設備的實時性和可靠性。
1.4 保護功能
在執行器運行的過程中，DSP晶元連續監視電動機的電流電壓，並根據所測的電壓電流值計算執行機構的力矩，當出現過電壓、過電流及過力矩的時候，DSP控制器就會發出控制信號，切斷電動機電源同時發出報警信號。電動機繞組中的溫度感測器連續檢測電動機的實際溫度，可實現溫度報警和過熱保護。在閥門卡住的情況下保護功能還可以避免電動機被燒壞，倘若發現一定時間內不動作，控制器便會切斷電源並報警。此外，當發生控制信號斷路等緊急情況時，執行機構便會以預先設定的緊急速度運行到緊急狀態位置，緊急狀態位置用戶可以根據具體情況選擇，如全開、全關及保位等選項。
