一种基于高速开关电磁阀技术的压力控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于高速开关电磁阀技术的压力控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

电子技术和计算机技术的迅猛发展，给液压控制技术带来了深刻的影响，机电液一体化是今后机械液压领域发展的必然趋势。电液控制阀及其数字控制技术正得到越来越广泛的应用。电液控制阀大体可分为伺服阀、比例阀和高速开关电磁阀三类，其中高速开关电磁阀由于价格便宜、抗污染能力强、结构简单、工作可靠以及便于与计算机接口等诸多优点，引起人们的研究和关注。高速开关电磁阀电液控制系统和计算机数字控制相结合是当今液压控制系统发展的热门话题。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于高速开关电磁阀技术的压力控制系统，该控制系统结构简单、工作可靠、通过单片机就能很好地实现对系统工作压力的比例控制。该控制系统的研制，为计算机控制液压系统（对压力、流量的控制）提出了一种切实可行的控制方法和解决方案。

本发明所采用的技术方案是：所述控制系统通过微机（单片机）产生的PWM信号去控制高速开关电磁阀的流量（即通过调节调制率控制通过高速开关电磁阀的平均输出流量，实现对流量的比例控制）。当需要进行压力控制时，高速开关电磁阀的控制口可交替地和进油口及回油口相通，若要使控制腔压力升高，就让控制口和进油口相通；反之，则让控制口与回油口相通。控制口压力的值通过压力传感器经模数转换A/D反馈至计算机，计算机将反馈值与目标值比较后，将相应的控制信号经放大器送到高速开关电磁阀，根据PWM工作方式，使控制口与进油口（或回油口）相通的时间长短不同（即通过的平均流量不同），从而达到控制压力高低的目的。

所述控制系统的单片机芯片采用八位Flash单片机系列中的89C52。此单片机通过把通用的8位CPU与Flash集成在一个芯片上，使之成为一个高效的微型计算机，它的应用范围广，可用于复杂的控制问题，且成本较低。模数转换器采用的器件是TLC2543C。这是一种带串行控制和11个输入端的12位模数转换器，它采用12位开关电容逐次逼近方式进行模数转换。压力传感器采用PA21 R型压力变送器，该传感器灵敏度高、线性度好、测试误差小。驱动高速开关阀的放大器自制。高速开关电磁阀选用HSV3143C二位三通常闭式开关式电磁阀。

所述控制系统采用功率晶体管设计了一个二级放大驱动电路，由于高速开关电磁阀线圈有电感存在，为消除电感电势的影响，可在电路中旁路一个二级管。

本发明的有益效果是：该控制系统结构简单、工作可靠、通过单片机就能很好地实现对系统工作压力的比例控制。该控制系统的研制，为计算机控制液压系统（对压力、流量的控制）提出了一种切实可行的控制方法和解决方案。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的高速开关电磁阀压力控制系统原理图。

图2是本发明的驱动放大电路工作原理图。

图中：1．三极管；2.功放管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统通过微机（单片机）产生的PWM信号去控制高速开关电磁阀的流量（即通过调节调制率控制通过高速开关电磁阀的平均输出流量，实现对流量的比例控制） 。当需要进行压力控制时，高速开关电磁阀的控制口可交替地和进油口及回油口相通，若要使控制腔压力升高，就让控制口和进油口相通；反之，则让控制口与回油口相通。控制口压力的值通过压力传感器经模数转换A/D反馈至计算机，计算机将反馈值与目标值比较后，将相应的控制信号经放大器送到高速开关电磁阀，根据PWM工作方式，使控制口与进油口（或回油口）相通的时间长短不同（即通过的平均流量不同），从而达到控制压力高低的目的。

控制系统的单片机芯片采用八位Flash单片机系列中的89C52。此单片机通过把通用的8位CPU与Flash集成在一个芯片上，使之成为一个高效的微型计算机，它的应用范围广，可用于复杂的控制问题，且成本较低。模数转换器采用的器件是TLC2543C。这是一种带串行控制和11个输入端的12位模数转换器，它采用12位开关电容逐次逼近方式进行模数转换。压力传感器采用PA21 R型压力变送器，该传感器灵敏度高、线性度好、测试误差小。驱动高速开关阀的放大器自制。高速开关电磁阀选用HSV3143C二位三通常闭式开关式电磁阀。

控制系统使用89C52芯片，利用定时/计数器来产生脉冲宽度调制信号。其工作原理是对定时/计数器进行编程，按照控制信号的大小来控制数字I/0通道口的状态。采用两个定时/计数器T₀和T₁，定时/计数器T₁的数字寄存器的值由所要产生的脉冲宽度调制信号的周期决定，且循环计数。定时/计数器T₁的定时时间到后，CPU进入中断状态，进行数据采集与处理，计算脉冲宽度T_P，使相应的数字口处于低电平状态并起动定时/计数器T₀。T₀的数字寄存器的值由CPU计算所得的脉冲宽度T_P决定，当T₀定时时间到时，置相应的数字口处于高电平，这样就在数字输出口产生一系列的脉冲信号。

如图2，控制系统采用功率晶体管设计了一个二级放大驱动电路，由于高速开关电磁阀线圈有电感存在，为消除电感电势的影响，可在电路中旁路一个二级管。