速而且還能測(cè)出旋轉(zhuǎn)方向。
[0035]其中，所述輸出接口電路42包括用于驅(qū)動(dòng)不帶集成放大的比例閥的6路PffM輸出通道421、用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)型電磁閥的4路開關(guān)量輸出通道422、用于驅(qū)動(dòng)帶集成放大器的比例閥的2路模擬輸出通道423以及用于給安裝于液壓裝置上的傳感器供電的I路供電輸出通道424。
[0036]經(jīng)輸入接口電路41得到的輸入信號(hào)通過單片機(jī)30的??Μ1和??Μ2定時(shí)器會(huì)產(chǎn)生6路PffM信號(hào)到PE9、PElU PE13、PE14、PBlO和PBll引腳，該P(yáng)ffM信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)功放芯片處理后從PWM輸出通道421輸出。其中所述功放芯片用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載檢測(cè)其開路或短路，其中所述功放芯片集成有電流傳感器，可測(cè)量輸出電流。輸出通道421輸出的最大電流限制為0-2500mA，而不帶集成放大的比例閥的典型驅(qū)動(dòng)電流為0_800mA或0_1500mA，因此輸出的電流可滿足這種比例閥的驅(qū)動(dòng)要求。
[0037]為了得到更精確的電流，優(yōu)先的，所述6路PffM輸出通道421用于補(bǔ)償輸出電流的輸出電流測(cè)量電路。該測(cè)量電路將輸出的電流經(jīng)驅(qū)動(dòng)功放芯片處理后的信號(hào)通過電平轉(zhuǎn)換，再反饋給所述單片機(jī)30，經(jīng)過單片機(jī)30運(yùn)算后輸出更精確的電流。
[0038]其中，經(jīng)輸入接口電路41得到的輸入信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)30運(yùn)算后會(huì)產(chǎn)生4路信號(hào)到PEO、PEl、PE2和PE3引腳，該信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)功放芯片處理后從開關(guān)量輸出通道422輸出。其中所述功放芯片用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載檢測(cè)其開路或短路，其中所述功放芯片集成有電流傳感器，可測(cè)量輸出電流。輸出通道422輸出的最大電流限制為3000mA，而開關(guān)型電磁閥的典型驅(qū)動(dòng)電流為1500mA，因此輸出的電流可以滿足這種開關(guān)型電磁閥的驅(qū)動(dòng)要求。所述開關(guān)型電磁閥主要用于完成軸控制的安全及邏輯聯(lián)鎖。
[0039]其中，經(jīng)輸入接口電路41得到的輸入信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)30運(yùn)算后會(huì)產(chǎn)生2路信號(hào)到PA4和PA5引腳，該信號(hào)經(jīng)隔離電路后驅(qū)動(dòng)負(fù)載從模擬輸出通道423輸出，該輸出信號(hào)的電壓為±10V，最大電流為5mA，而帶集成放大器比例閥正是通過± 1V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來控制，因此輸出的電壓可滿足這種比例閥的驅(qū)動(dòng)要求。
[0040]上述三種輸出接口輸出的電流/電壓分別可以適配三種不同的液壓閥。一種是不帶集成放大器的比例閥，這種比例閥的典型驅(qū)動(dòng)電流為0-800mA或0-1500mA，本液壓軸控制器的PffM輸出通道421的驅(qū)動(dòng)電流為0-2500mA，因此能滿足這種比例閥的驅(qū)動(dòng)要求；一種是開關(guān)型電磁閥，該開關(guān)型電磁閥主要用于完成軸控制的安全及邏輯聯(lián)鎖，此類電磁閥的典型驅(qū)動(dòng)電流為1500mA，本液壓軸控制器的開關(guān)量輸出通道422的驅(qū)動(dòng)最大電流限制為3000mA,能滿足這種開關(guān)型電磁閥的驅(qū)動(dòng)要求；一種是帶集成放大器比例閥，此種比例閥通過±10V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來控制，本液壓軸控制器的模擬輸出通道423的輸入電壓為±10V，能滿足這種比例閥的驅(qū)動(dòng)要求。三種液壓閥可以混合使用也可以單獨(dú)使用。
[0041]進(jìn)一步的，所述通訊接口電路43包括I個(gè)RS232通訊口 431、1USB通訊口 432以及2個(gè)CAN通訊口 433。
[0042]其中，RS232通訊口 431與通過MB3232芯片連接到單片機(jī)30的USARTl 口由MB3232芯片進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)RS232通訊；USB通訊口 432為USB2.0通訊口。USB通訊口 432通過USBLC6芯片連接到單片機(jī)30的USB_0TG 口，由USBLC6芯片進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)USB通訊；CAN通訊口 433為兼容CAN2.0B和J1939的CAN通訊口。CAN通訊口 433連接到A1040收發(fā)器來實(shí)現(xiàn)的CAN通訊。
[0043]本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，由于STM32F205單片機(jī)有多路輸入輸出，對(duì)應(yīng)的可以實(shí)現(xiàn)多組檢測(cè)信號(hào)的輸入以及對(duì)應(yīng)控制信號(hào)的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制多個(gè)液壓閥，在本實(shí)施例中，可以控制多達(dá)三個(gè)液壓閥。當(dāng)生產(chǎn)過程中，一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備上需要對(duì)多個(gè)液壓閥進(jìn)行控制時(shí)，可以在這一臺(tái)設(shè)備上配置一個(gè)本實(shí)施例中的液壓軸控制器，相當(dāng)于通過一個(gè)控制中心對(duì)一臺(tái)設(shè)備的所有液壓軸進(jìn)行控制，提高控制集成度，減少設(shè)備開支，降低生產(chǎn)成本。
[0044]實(shí)施例三
[0045]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的一種基于單片機(jī)的液壓軸控制器工作原理圖。本實(shí)施例以以上實(shí)施例為基礎(chǔ)，該液壓軸控制器I接收邏輯控制器2的位置給定值和傳感器5的反饋值，傳感器5可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)液壓缸7的運(yùn)行狀態(tài)并將運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行反饋，通過輸入接口 41給單片機(jī)30，單片機(jī)30將給定位置信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比例積分微分PID運(yùn)算，PID運(yùn)算完成后再進(jìn)行比例閥的死區(qū)及非線性校正，最后由PffM輸出通道給比例電磁閥6，通過控制相應(yīng)比例電磁閥6所對(duì)應(yīng)的比例電磁鐵，推動(dòng)其閥芯產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的位移，從而產(chǎn)生連續(xù)變化的液壓控制流量或壓力進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓缸7。位置給定值既可由外部的邏輯控制器2給出，也可由液壓軸控制器I由內(nèi)部給出，如果使用外部給定形式，則位置給定值可通過液壓軸控制器I的輸入接口 41發(fā)送給液壓軸控制器I ;因?yàn)閴狠S控制器I本身具有CPU，其可以完成邏輯控制器2的很多功能。
[0046]其中PID的參數(shù)、比例閥校正參數(shù)等都是可以調(diào)整的。這些參數(shù)保存在液壓軸控制器I的Flash中。該Flash是一種不揮發(fā)性內(nèi)存，在沒有電流供應(yīng)的條件下也能夠長(zhǎng)久地保持?jǐn)?shù)據(jù)，其存儲(chǔ)特性相當(dāng)于硬盤。
[0047]本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，液壓軸控制器I可以完成邏輯控制器2、閉環(huán)控制2和比例閥放大器4這三部分的功能，使得控制集成度變高。
[0048]以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于單片機(jī)的液壓軸控制器，其特征在于: 包括殼體和設(shè)置于所述殼體上的插座； 所述殼體內(nèi)設(shè)置有控制板，所述控制板包括單片機(jī)和接口電路； 所述接口電路與所述單片機(jī)電連接； 所述接口電路包括用于接收液壓軸控制指令的輸入接口電路、用于輸出控制液壓軸運(yùn)行狀態(tài)的脈沖寬度調(diào)制PffM信號(hào)的輸出接口電路以及用于與外部通訊的通訊接口電路；所述接口電路與所述插座電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述單片機(jī)型號(hào)為STM32F205。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述輸入接口電路包括用于直線軸定位控制時(shí)位置測(cè)量的6路模擬量輸入通道和用于旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速控制時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量的4路高速脈沖計(jì)數(shù)通道。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述輸出接口電路包括用于驅(qū)動(dòng)不帶集成放大的比例閥的6路PffM輸出通道、用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)型電磁閥的4路開關(guān)量輸出通道、用于驅(qū)動(dòng)帶集成放大器的比例閥的2路模擬輸出通道以及用于給安裝于液壓裝置上的傳感器供電的I路供電輸出通道。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述6路PffM輸出通道用于補(bǔ)償輸出電流的輸出電流測(cè)量電路。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述通訊接口電路包括I個(gè)RS232通訊口、I個(gè)通用串行總線USB通訊口以及2個(gè)控制器局域網(wǎng)CAN通訊口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述USB通訊口，為USB2.0通訊□ O8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述CAN通訊口為兼容CAN2.0B和J1939的CAN通訊口。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓軸控制器，其特征在于，所述插座包括第一插座和第二插座，所述第一插座為30針插座，所述第二插座為18針插座。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的液壓軸控制器，包括殼體和設(shè)置于所述殼體上的插座；所述殼體內(nèi)設(shè)置有控制板，所述控制板包括單片機(jī)和接口電路；所述接口電路與所述單片機(jī)電連接；所述接口電路包括用于接收液壓軸控制指令的輸入接口電路、用于輸出控制液壓軸運(yùn)行狀態(tài)的PWM信號(hào)的輸出接口電路以及用于與外部通訊的通訊接口電路；所述接口電路與所述插座電連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了液壓軸控制器的控制成本低，設(shè)備接線簡(jiǎn)單、系統(tǒng)高度集成化并且可以同時(shí)控制多個(gè)液壓閥。
【IPC分類】G05B19/042, F15B21/08
【公開號(hào)】CN204883281
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520682350
【發(fā)明人】李曉亞
【申請(qǐng)人】北京中冶邁克液壓有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月6日