一种比例电磁阀驱动控制系统及方法

本发明涉及阀体类智能驱动，尤其涉及一种比例电磁阀驱动控制系统及方法。

背景技术：

1、在工业生产生活中，大量使用各类阀门，而电磁阀在其中占有很大比例，通过控制电磁线圈的激磁电流，进而产生磁场，推动阀芯运动，实现对阀芯的控制。普通阀门一般只有常开常闭两种状态，阀门开度不能灵活调节，对于介质流量无法实现灵活控制。因而电磁阀在需要对传输介质流量进行定量控制的应用中十分重要，而与其对应的控制策略与驱动系统具有重大意义。

2、传统的电磁阀常用的驱动与控制策略中，一般使用mos作为开关管，通过对mos的开关周期及占空比的控制，实现负载回路电流的控制，进而实现对磁的调节，然后控制阀芯动作；此种方案应用简单，但控制策略设计难度大，且由于使用高频开关控制，会引入噪声，对于阀位的闭环控制无益。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种比例电磁阀驱动控制系统，包括：比例电磁阀驱动模块、控制模块、通信模块、阀位检测模块和电源模块；

2、电源模块与比例电磁阀驱动模块、控制模块、通信模块和阀位检测模块均连接；比例电磁阀驱动模块与控制模块连接，控制模块与通信模块和阀位检测模块连接；

3、比例电磁阀驱动模块包括：输出反馈调节电阻模块、dcdc输出可控电源模块和输出回路电流采集模块；

4、dcdc输出可控电源模块与输出反馈调节电阻模块和输出回路电流采集模块连接，输出反馈调节电阻模块和输出回路电流采集模块均与控制模块连接。

5、优选的，dcdc输出可控电源模块包括：dcdc电源芯片、滤波电容c1、滤波电容c2、滤波电容c3、续流二极管d1和滤波电感l1；

6、dcdc电源芯片的引脚vin与滤波电容c1的一端、滤波电容c2的一端和dc输入电压正极连接；

7、dcdc电源芯片的引脚out与续流二极管d1的负极和滤波电感l1的一端连接，滤波电感l1的另一端与滤波电容c3的一端连接；

8、dcdc电源芯片的引脚gnd与和dc输入电压负极、滤波电容c1的另一端、滤波电容c2的另一端、地线、续流二极管d1的正极和滤波电容c3的另一端连接。

9、优选的，输出回路电流采集模块包括：电磁线圈l、采样电阻rs和模拟信号处理器；

10、滤波电感l1的另一端与电磁线圈l的一端连接，电磁线圈l的另一端与采样电阻rs的一端和模拟信号处理器的第一输入端连接，采样电阻rs的另一端与地线和模拟信号处理器的第二输入端连接，模拟信号处理器的输出端与控制模块连接。

11、优选的，输出反馈调节电阻模块包括：数字电位计电阻r1和固定阻值分压电阻r2；

12、dcdc电源芯片的引脚fb与固定阻值分压电阻r2的一端和数字电位计电阻r1的一端连接，固定阻值分压电阻r2的另一端与地线连接，数字电位计电阻r1的另一端与滤波电容c3的一端连接，数字电位计电阻r1的调节端与控制模块连接。

13、优选的，控制模块采用独立数字芯片进行控制，独立数字芯片为arm、dsp和fpga中的一种。

14、优选的，阀位检测模块包括：阀位传感器和阀芯；

15、控制模块与阀位传感器和阀芯连接，阀位传感器与阀芯连接。

16、一种比例电磁阀驱动控制方法，基于所述的比例电磁阀驱动控制系统实现，包括步骤：

17、s1：通过控制模块设置阀芯的预设位置；

18、s2：控制模块通过调节输出反馈调节电阻模块中数字电位计电阻r1的大小，以此调节dcdc电源芯片的引脚out的输出电压，通过引脚out的输出电压控制阀芯的移动；

19、s3：阀位检测模块中的阀位传感器实时检测阀芯的当前位置，将当前位置输入控制模块；若当前位置不是预设位置则返回步骤s2继续调节r1；若当前位置为预设位置则结束流程。

20、本发明具有以下有益效果：

21、本发明通过dcdc电源芯片以及配套外围电路构建比例电磁阀驱动模块，通过比例电磁阀驱动模块即可实现阀芯的位置调节，减少了分立器件开关管和其驱动电路，结构简单、可靠性好，且dcdc电源芯片效率高，小体积可支持较大功率，因此整个比例电磁阀驱动控制板在相同功率下体积更小，不易积热，性价比高。

技术特征：

1.一种比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于，包括：比例电磁阀驱动模块、控制模块、通信模块、阀位检测模块和电源模块；

2.根据权利要求1所述的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于，dcdc输出可控电源模块包括：dcdc电源芯片、滤波电容c1、滤波电容c2、滤波电容c3、续流二极管d1和滤波电感l1；

3.根据权利要求2所述的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于，输出回路电流采集模块包括：电磁线圈l、采样电阻rs和模拟信号处理器；

4.根据权利要求2所述的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于，输出反馈调节电阻模块包括：数字电位计电阻r1和固定阻值分压电阻r2；

5.根据权利要求1所述的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于，控制模块采用独立数字芯片进行控制，独立数字芯片为arm、dsp和fpga中的一种。

6.根据权利要求1所述的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于，阀位检测模块包括：阀位传感器和阀芯；

7.一种比例电磁阀驱动控制方法，基于如权利要求1-6任一项所述的比例电磁阀驱动控制系统实现，其特征在于，包括步骤：

技术总结
本发明提供一种比例电磁阀驱动控制系统，包括：比例电磁阀驱动模块、控制模块、通信模块、阀位检测模块和电源模块；电源模块与比例电磁阀驱动模块、控制模块、通信模块和阀位检测模块均连接；比例电磁阀驱动模块与控制模块连接，控制模块与通信模块和阀位检测模块连接。本发明通过DCDC电源芯片以及配套外围电路构建比例电磁阀驱动模块，通过比例电磁阀驱动模块即可实现阀芯的位置调节，减少了分立器件开关管和其驱动电路，结构简单、可靠性好，且DCDC电源芯片效率高，小体积可支持较大功率，因此整个比例电磁阀驱动控制板在相同功率下体积更小，不易积热，性价比高。

技术研发人员：王庆义,李彬,李国兵
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16