本發(fā)明涉及一種基于高速開關(guān)電磁閥技術(shù)的壓力控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給液壓控制技術(shù)帶來了深刻的影響，機(jī)電液一體化是今后機(jī)械液壓領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。電液控制閥及其數(shù)字控制技術(shù)正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電液控制閥大體可分為伺服閥、比例閥和高速開關(guān)電磁閥三類，其中高速開關(guān)電磁閥由于價格便宜、抗污染能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠以及便于與計算機(jī)接口等諸多優(yōu)點，引起人們的研究和關(guān)注。高速開關(guān)電磁閥電液控制系統(tǒng)和計算機(jī)數(shù)字控制相結(jié)合是當(dāng)今液壓控制系統(tǒng)發(fā)展的熱門話題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于高速開關(guān)電磁閥技術(shù)的壓力控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、通過單片機(jī)就能很好地實現(xiàn)對系統(tǒng)工作壓力的比例控制。該控制系統(tǒng)的研制，為計算機(jī)控制液壓系統(tǒng)（對壓力、流量的控制）提出了一種切實可行的控制方法和解決方案。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述控制系統(tǒng)通過微機(jī)（單片機(jī)）產(chǎn)生的PWM信號去控制高速開關(guān)電磁閥的流量（即通過調(diào)節(jié)調(diào)制率控制通過高速開關(guān)電磁閥的平均輸出流量，實現(xiàn)對流量的比例控制）。當(dāng)需要進(jìn)行壓力控制時，高速開關(guān)電磁閥的控制口可交替地和進(jìn)油口及回油口相通，若要使控制腔壓力升高，就讓控制口和進(jìn)油口相通；反之，則讓控制口與回油口相通?？刂瓶趬毫Φ闹低ㄟ^壓力傳感器經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D反饋至計算機(jī)，計算機(jī)將反饋值與目標(biāo)值比較后，將相應(yīng)的控制信號經(jīng)放大器送到高速開關(guān)電磁閥，根據(jù)PWM工作方式，使控制口與進(jìn)油口（或回油口）相通的時間長短不同（即通過的平均流量不同），從而達(dá)到控制壓力高低的目的。

所述控制系統(tǒng)的單片機(jī)芯片采用八位Flash單片機(jī)系列中的89C52。此單片機(jī)通過把通用的8位CPU與Flash集成在一個芯片上，使之成為一個高效的微型計算機(jī)，它的應(yīng)用范圍廣，可用于復(fù)雜的控制問題，且成本較低。模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用的器件是TLC2543C。這是一種帶串行控制和11個輸入端的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它采用12位開關(guān)電容逐次逼近方式進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。壓力傳感器采用PA21 R型壓力變送器，該傳感器靈敏度高、線性度好、測試誤差小。驅(qū)動高速開關(guān)閥的放大器自制。高速開關(guān)電磁閥選用HSV3143C二位三通常閉式開關(guān)式電磁閥。

所述控制系統(tǒng)采用功率晶體管設(shè)計了一個二級放大驅(qū)動電路，由于高速開關(guān)電磁閥線圈有電感存在，為消除電感電勢的影響，可在電路中旁路一個二級管。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、通過單片機(jī)就能很好地實現(xiàn)對系統(tǒng)工作壓力的比例控制。該控制系統(tǒng)的研制，為計算機(jī)控制液壓系統(tǒng)（對壓力、流量的控制）提出了一種切實可行的控制方法和解決方案。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的高速開關(guān)電磁閥壓力控制系統(tǒng)原理圖。

圖2是本發(fā)明的驅(qū)動放大電路工作原理圖。

圖中：1．三極管；2.功放管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，控制系統(tǒng)通過微機(jī)（單片機(jī)）產(chǎn)生的PWM信號去控制高速開關(guān)電磁閥的流量（即通過調(diào)節(jié)調(diào)制率控制通過高速開關(guān)電磁閥的平均輸出流量，實現(xiàn)對流量的比例控制） 。當(dāng)需要進(jìn)行壓力控制時，高速開關(guān)電磁閥的控制口可交替地和進(jìn)油口及回油口相通，若要使控制腔壓力升高，就讓控制口和進(jìn)油口相通；反之，則讓控制口與回油口相通?？刂瓶趬毫Φ闹低ㄟ^壓力傳感器經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D反饋至計算機(jī)，計算機(jī)將反饋值與目標(biāo)值比較后，將相應(yīng)的控制信號經(jīng)放大器送到高速開關(guān)電磁閥，根據(jù)PWM工作方式，使控制口與進(jìn)油口（或回油口）相通的時間長短不同（即通過的平均流量不同），從而達(dá)到控制壓力高低的目的。

控制系統(tǒng)的單片機(jī)芯片采用八位Flash單片機(jī)系列中的89C52。此單片機(jī)通過把通用的8位CPU與Flash集成在一個芯片上，使之成為一個高效的微型計算機(jī)，它的應(yīng)用范圍廣，可用于復(fù)雜的控制問題，且成本較低。模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用的器件是TLC2543C。這是一種帶串行控制和11個輸入端的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它采用12位開關(guān)電容逐次逼近方式進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。壓力傳感器采用PA21 R型壓力變送器，該傳感器靈敏度高、線性度好、測試誤差小。驅(qū)動高速開關(guān)閥的放大器自制。高速開關(guān)電磁閥選用HSV3143C二位三通常閉式開關(guān)式電磁閥。

控制系統(tǒng)使用89C52芯片，利用定時/計數(shù)器來產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號。其工作原理是對定時/計數(shù)器進(jìn)行編程，按照控制信號的大小來控制數(shù)字I/0通道口的狀態(tài)。采用兩個定時/計數(shù)器T₀和T₁，定時/計數(shù)器T₁的數(shù)字寄存器的值由所要產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制信號的周期決定，且循環(huán)計數(shù)。定時/計數(shù)器T₁的定時時間到后，CPU進(jìn)入中斷狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，計算脈沖寬度T_P，使相應(yīng)的數(shù)字口處于低電平狀態(tài)并起動定時/計數(shù)器T₀。T₀的數(shù)字寄存器的值由CPU計算所得的脈沖寬度T_P決定，當(dāng)T₀定時時間到時，置相應(yīng)的數(shù)字口處于高電平，這樣就在數(shù)字輸出口產(chǎn)生一系列的脈沖信號。

如圖2，控制系統(tǒng)采用功率晶體管設(shè)計了一個二級放大驅(qū)動電路，由于高速開關(guān)電磁閥線圈有電感存在，為消除電感電勢的影響，可在電路中旁路一個二級管。