一種基于智能液壓控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于智能液壓控制系統(tǒng)，是基于單片機(jī)應(yīng)用的智能液壓控制系統(tǒng)，將單片機(jī)控制、信號(hào)采集、光耦繼電器控制、過壓保護(hù)等新方法應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力張拉控制領(lǐng)域，具體涉及到自動(dòng)控制、液壓控制等行業(yè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓系統(tǒng)因傳動(dòng)力量大、易于傳遞及配置，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用行業(yè)，其中運(yùn)用液壓技術(shù)的預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備廣泛地應(yīng)用于橋梁、高速、鐵路等施工領(lǐng)域，隨著液壓系統(tǒng)技術(shù)的成熟與發(fā)展，目前液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件除傳統(tǒng)手動(dòng)控制閥外，還出現(xiàn)了依靠電磁來驅(qū)動(dòng)的控制閥，可實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)的控制，其控制精度和靈活性相比手動(dòng)控制閥有一定優(yōu)勢，因此電磁換向閥廣泛用于液壓控制系統(tǒng)。
[0003]目前，對(duì)電磁換向閥的控制方式主要有手動(dòng)開關(guān)控制、PLC控制兩種方式。手動(dòng)開關(guān)控制主要原理是通過對(duì)電磁線圈的工作回路通斷控制來實(shí)現(xiàn)，一般以點(diǎn)觸開關(guān)的形式出現(xiàn)。而在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力張拉領(lǐng)域，通過人工動(dòng)操作方向閥切換方向、人工測量鋼絞線張拉長度，無法實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)應(yīng)力鋼絞線承受的張拉力和張拉長度，測量精度不足。
[0004]PLC控制方式是目前自動(dòng)控制系統(tǒng)中常見一種方式，其主要工作原理是通過對(duì)PLC控制器進(jìn)行編程，控制器根據(jù)不同的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)械式繼電器，通過機(jī)械繼電器對(duì)電磁線圈進(jìn)行控制。
[0005]傳統(tǒng)兩種方式目前應(yīng)用比較廣泛，但也存在以下的不足:
[0006]首先，手動(dòng)控制方式，雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，需要依靠操作人員進(jìn)行手動(dòng)控制。
[0007]其次，PLC控制技術(shù)相對(duì)成熟，但由于其控制端口是機(jī)械式繼電器，其響應(yīng)速度、可靠性、使用壽命存在不足。另外，PLC控制器維護(hù)難度、成本相對(duì)較高。
[0008]綜上所述，自動(dòng)控制、使用壽命、維護(hù)難度等方面存在一定的局限性，難以滿足當(dāng)前的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于以下三點(diǎn):(I)使用常用微型控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，可通過壓力傳感器、位移傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。(2)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制功能。(3)使用光耦繼電器替代現(xiàn)有機(jī)械式繼電器驅(qū)動(dòng)方式。(4)系統(tǒng)具有過壓保護(hù)功能。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]—種基于智能液壓控制系統(tǒng)，其內(nèi)部設(shè)計(jì)有單片機(jī)，單片機(jī)與光耦驅(qū)動(dòng)電路連接，光耦驅(qū)動(dòng)電路與光耦繼電器連接，光耦繼電器與可接入六路電磁換向閥連接，電磁閥工作回路串聯(lián)有保護(hù)繼電器；
[0012]單片機(jī)用于控制光耦驅(qū)動(dòng)電路、光耦繼電器，可接入六路電磁換向閥；
[0013]該系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有與單片機(jī)連接的驅(qū)動(dòng)電路、無線通信模塊;無線通信模塊用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信傳輸。
[0014]它包括有與單片機(jī)連接的信號(hào)隔離器、位移傳感器;信號(hào)隔離器與壓力傳感器連接，壓力傳感器連接壓力顯示儀表，壓力顯示儀表通過輸出控制信號(hào)與保護(hù)繼電器連接。本系統(tǒng)通過對(duì)壓力傳感器、位移傳感器的信息采集、判斷，可實(shí)現(xiàn)壓力的智能調(diào)節(jié)。
[0015]驅(qū)動(dòng)電路為RS485驅(qū)動(dòng)電路。
[0016]無線通信模塊為433MHz無線通信模塊。
[0017]單片機(jī)為MSP430單片機(jī)。
[0018]本實(shí)用新型具有多重過壓自動(dòng)保護(hù)功能，以提高系統(tǒng)安全性能，電磁閥工作回路串聯(lián)有保護(hù)繼電器，當(dāng)壓力超過報(bào)警值時(shí)，顯示儀表輸出控制信號(hào)，保護(hù)繼電器由常閉切換為開路，自動(dòng)關(guān)閉電磁閥。
[0019]本實(shí)用新型可通過RS485總線、433MHz無線兩種方式由計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，其特征是:內(nèi)部設(shè)計(jì)有RS485驅(qū)動(dòng)電路，433MHz無線通信模塊用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信傳輸。
[0020]本實(shí)用新型內(nèi)部有一個(gè)16位的MSP430微控制器作為主控制器，并將壓力傳感器、位移傳感器等信號(hào)與單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端進(jìn)行信息采集，根據(jù)單片機(jī)對(duì)壓力、位移數(shù)據(jù)的對(duì)比、判斷，計(jì)算出對(duì)應(yīng)指令，并通過其端口對(duì)光耦繼電器的控制從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁線圈的驅(qū)動(dòng)功能。為提高系統(tǒng)可靠性，傳感器信號(hào)經(jīng)過信號(hào)隔離器進(jìn)行隔離。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了六路電磁閥的工作控制，其實(shí)現(xiàn)方式是:根據(jù)電磁線圈的工作電壓、工作電流等電器參數(shù)，選擇了松下公司生產(chǎn)的AQV252G光親繼電器，其工作端的電氣可滿足24V、40W的電磁線圈的控制要求。選擇光耦繼電器的原因是光耦繼電器是通過內(nèi)部光發(fā)射器控制可控硅，是一種無接觸式電功率開關(guān)，具有壽命長、噪音低、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0022]由于單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)電流較小，無法直接驅(qū)動(dòng)光耦繼電器，因此本控制內(nèi)部設(shè)計(jì)有6路基于n)V301N場效應(yīng)管的光耦繼電器驅(qū)動(dòng)電路。通過單片機(jī)控制場效應(yīng)管來驅(qū)動(dòng)光耦繼電器，實(shí)現(xiàn)了全隔離、快速驅(qū)動(dòng)的功能。
[0023]實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)控制器遠(yuǎn)程控制的功能的電路設(shè)計(jì)方案是:控制器設(shè)計(jì)一個(gè)隔離式RS485驅(qū)動(dòng)電路，計(jì)算機(jī)指令可通過RS485總線進(jìn)行傳輸，通過相應(yīng)指令，單片機(jī)控制其端口高低電平，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制功能。同時(shí)為提高實(shí)用性，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有433MHz無線通信模塊，可實(shí)現(xiàn)無線控制。
[0024]由于液壓系統(tǒng)使用時(shí)所產(chǎn)生的作用力大，一旦出現(xiàn)過載，會(huì)存在一定的危險(xiǎn)性，因此本實(shí)用新型中增加了過壓保護(hù)設(shè)計(jì)。其工作原理是，壓力顯示儀表內(nèi)部有過壓輸出控制功能，其內(nèi)部有一組繼電器正常狀態(tài)為常閉狀態(tài)，一旦出現(xiàn)過壓時(shí)，繼電器輸出為常開。應(yīng)用此特性，可將此組繼電器串聯(lián)接入電磁閥的工作回路，當(dāng)出現(xiàn)過壓時(shí)，繼電器自動(dòng)斷開，此時(shí)電磁閥斷電，壓力無法繼續(xù)增加，從而起到保護(hù)功能。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型通過微型控制器的控制，內(nèi)置信號(hào)采集電路、過壓保護(hù)電路、光耦繼電器驅(qū)動(dòng)電路、電磁換向閥控制電路、隔離式RS485驅(qū)動(dòng)電路，可實(shí)現(xiàn)電磁閥控制功能，并通過RS485總線或無線傳輸方式進(jìn)行控制。且使用的單片機(jī)、光耦繼電器均為常用器件，設(shè)計(jì)難度可控、硬件成本低的特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)方式可靠性低、自動(dòng)化程度低的問題，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方式的不足。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型的光耦繼電器驅(qū)動(dòng)電路示意圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型的隔離式RS485驅(qū)動(dòng)電路示意圖；
[0029]圖4為本實(shí)用新型的系統(tǒng)過壓保護(hù)接線圖示意圖；
[0030]圖5為本實(shí)用新型的系統(tǒng)端口分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖1?5對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0032]—種基于智能液壓控制系統(tǒng)，其內(nèi)部設(shè)計(jì)有單片機(jī)6，單片機(jī)6與光耦驅(qū)動(dòng)電路7連接，光耦驅(qū)動(dòng)電路7與光耦繼電器10連接，光耦繼電器10與可接入六路電磁換向閥12連接，電磁閥工作回路串聯(lián)有保護(hù)繼電器11;
[0033]單片機(jī)6用于控制光耦驅(qū)動(dòng)電路7、光耦繼電器10，可接入六路電磁換向閥12;
[0034]該系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有與單片機(jī)6連接的驅(qū)動(dòng)電路8、無線通信模塊9;無線通信模塊9用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信傳輸。
[0035]它包括有與單片機(jī)6連接的信號(hào)隔離器5、位移傳感器3;信號(hào)隔離器5與壓力傳感器I連接，壓力傳感器I連接壓力顯示儀表4，壓力顯示儀表4通過輸出控制信號(hào)2與保護(hù)繼電器11連接。
[0036]驅(qū)動(dòng)電路8為RS485驅(qū)動(dòng)電路。
[0037]無線通信模塊9為433MHz無線通信模塊。
[0038]單片機(jī)6為MSP430單片機(jī)。
[0039]本實(shí)用新型所使用的電源為DC24V\5A，使用時(shí)禁止使用其他電壓的電源進(jìn)行工作，以防止控制器因過壓損壞。將六路電磁閥接入控制器，并對(duì)端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。將控制器RS485數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，系統(tǒng)檢查無誤后，接通電源。
[0040]打開計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，根據(jù)端口編號(hào)及電磁閥功能進(jìn)行編號(hào)，例如進(jìn)油閥、回油閥等，以便于直觀控制。
[0041]配置完后，用戶可直接通過計(jì)算機(jī)對(duì)電磁閥的遠(yuǎn)程控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:其內(nèi)部設(shè)計(jì)有單片機(jī)(6)，單片機(jī)(6)與光耦驅(qū)動(dòng)電路(7 )連接，光耦驅(qū)動(dòng)電路(7 )與光耦繼電器(1 )連接，光耦繼電器(1 )與可接入六路電磁換向閥(12)連接，電磁閥工作回路串聯(lián)有保護(hù)繼電器(11); 單片機(jī)(6)用于控制光耦驅(qū)動(dòng)電路(7)、光耦繼電器(10)，可接入六路電磁換向閥(12); 該系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有與單片機(jī)(6)連接的驅(qū)動(dòng)電路(8)、無線通信模塊(9);無線通信模塊(9)用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括有與單片機(jī)(6)連接的信號(hào)隔離器(5)、位移傳感器(3);信號(hào)隔離器(5)與壓力傳感器(I)連接，壓力傳感器(I)連接壓力顯示儀表(4)，壓力顯示儀表(4)通過輸出控制信號(hào)(2)與保護(hù)繼電器(11)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:驅(qū)動(dòng)電路(8)為RS485驅(qū)動(dòng)電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:無線通信模塊(9)為433MHz無線通信模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于:單片機(jī)(6)為MSP430單片機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于智能液壓控制系統(tǒng)，是基于單片機(jī)應(yīng)用的智能液壓控制系統(tǒng)，將單片機(jī)控制、信號(hào)采集、光耦繼電器控制、過壓保護(hù)等新方法應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力張拉控制領(lǐng)域，具體涉及到自動(dòng)控制、液壓控制等行業(yè)領(lǐng)域。其內(nèi)部設(shè)計(jì)有單片機(jī)，單片機(jī)與光耦驅(qū)動(dòng)電路連接，光耦驅(qū)動(dòng)電路與光耦繼電器連接，光耦繼電器與可接入六路電磁換向閥連接，電磁閥工作回路串聯(lián)有保護(hù)繼電器；單片機(jī)用于控制光耦驅(qū)動(dòng)電路、光耦繼電器，可接入六路電磁換向閥；該系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)有與單片機(jī)連接的驅(qū)動(dòng)電路、無線通信模塊；無線通信模塊用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信傳輸。
【IPC分類】F15B21/08, F15B19/00
【公開號(hào)】CN205244023
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520992297
【發(fā)明人】劉付鵬, 王輔宋, 劉文峰, 謝鎮(zhèn), 劉國勇, 李松
【申請(qǐng)人】江西飛尚科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日