比例电磁阀驱动电源软件设计

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比例阀的智能化控制系统设计与应用

比例阀的智能化控制系统设计与应用

比例阀的智能化控制系统设计与应用摘要:本文主要介绍了比例阀的智能化控制系统的设计与应用。

首先,介绍了比例阀的基本原理和结构特点;然后,详细探讨了智能化控制系统的设计要求和硬件模块的选型;最后,以某型号比例阀为例,介绍了智能化控制系统的应用实例。

关键词:比例阀、智能化控制系统、设计、应用一、引言比例阀是一种常用的工业自动控制设备,在液压和气动系统中起到调节流量和压力的作用。

随着科技的不断进步,智能化控制系统在工业领域得到了广泛应用。

本文旨在通过对比例阀的智能化控制系统的设计与应用进行研究,为相关领域的工程师和研究人员提供参考。

二、比例阀的基本原理和结构特点比例阀是基于电磁铁的工作原理实现对流体流量的调节。

当电磁铁通电时,通过杆塞和弹簧的相互作用,改变阀芯的位置,从而调节通过阀体的流体流量。

比例阀具有结构简单、响应速度快、精度高等优点,广泛应用于各个领域。

三、智能化控制系统的设计要求1. 精度要求:智能化控制系统在控制比例阀时需要具备高精度的调节能力,以满足工业生产中对流量和压力的准确控制需求。

2. 响应时间:智能化控制系统应具备快速的响应时间,能够及时调节比例阀的工作状态,以达到稳定控制效果。

3. 可靠性:智能化控制系统在工业环境中需要具备良好的抗干扰能力和可靠性,能够保证长期稳定运行。

4. 可扩展性:智能化控制系统应具备良好的可扩展性,可以方便地与其他设备进行接口和通信。

四、智能化控制系统硬件模块的选型在设计智能化控制系统时,需要选择合适的硬件模块以实现系统的功能需求。

以下是一些常见的硬件模块选型:1. 控制器:选用高性能的嵌入式控制器,具备良好的运算能力和稳定性。

2. 传感器:选用高精度的压力传感器和流量传感器,以实时监测比例阀的工作状态。

3. 通信模块:选用可靠的通信模块,可以与其他设备进行数据交换和远程控制。

4. 电源模块:选用可靠的电源模块,以保证系统的稳定供电。

5. 人机交互界面:选用易于操作和显示的触摸屏或按钮面板,以方便用户进行参数设置和监控。

基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统

基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统

基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统1. 系统简介基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统是一种用于实时监测和控制压力的自动化设备。

该系统采用先进的LabVIEW编程语言,通过各种传感器、执行器和控制器的组合,实现对压力的精确测量、控制和调节。

本文档将详细介绍系统的组成、工作原理、功能特点以及应用领域,以便用户更好地了解和使用该系统。

1.1 系统目标自动化测试流程:构建一套自动化测试流程,涵盖比例压力控制阀的初始化、功能测试、性能测试等各环节,降低人工操作带来的误差和不确定性。

精准的压力控制:利用LabVIEW的实时控制和数据处理能力,实现对比例压力控制阀精确的压力控制,确保测试结果的一致性和可靠性。

综合性能评估:系统不仅能够进行单一测试项目的评估,还能够综合分析比例压力控制阀的整体性能,包括响应速度、精度、稳定性等指标。

测试报告生成与数据管理:系统自动生成详细的测试报告,并存储所有测试数据,以便后续分析和管理。

通过构建数据库或数据管理系统,实现数据的长期跟踪和趋势分析。

友好的用户界面:采用直观的用户界面设计,使操作人员能够便捷地执行测试任务,降低操作难度。

可扩展性与可维护性:系统设计考虑模块化思路,确保系统的可扩展性和可维护性,以适应未来比例压力控制阀测试的新需求和技术更新。

安全性保障:确保测试过程中的电气安全、压力安全以及软件系统的稳定运行,避免意外事故的发生。

1.2 系统功能1比例压力控制:系统能够实现压力按照预设比例进行精确控制,确保测试过程中的精确性和可重复性。

实时监测与反馈:系统采用实时数据采集技术,对压力、流量等关键参数进行连续监测,并提供反馈信息,以便用户及时了解测试状态并作出相应调整。

数据记录与处理:系统自动记录测试过程中的各项数据,并提供方便的数据查看、分析和处理功能,以便用户更好地了解测试结果和优化系统性能。

自动化测试流程:系统支持自动化测试流程,可按照预设条件自动进行多次测试,减少人工操作,提高测试效率。

电控柴油机电磁阀驱动电路优化设计

电控柴油机电磁阀驱动电路优化设计

第26卷第2期 内 燃 机 工 程 Vol .26No .2 2005年4月 Chinese I nternal Combusti on Engine Engineering Ap r .2005文章编号:1000-0925(2005)02-001-04260022电控柴油机电磁阀驱动电路优化设计张 奇,张科勋,李建秋,欧阳明高(清华大学汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)O pti m i za ti on D esi gn of Soleno i d D r i ve C i rcu it for Electron i ca llyCon trolled D i esel Eng i n eZHANG Q i ,ZHANG Ke 2xun,L I J i a n 2q i u,O UYANG M i n g 2gao(State Key Laborat ory for Aut omotive Safety and Energy,Depart m ent of Aut omotive Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China )Abstract:An electr onic fuel injecti on syste m is suitable for a diesel engine t o meet the e m issi on regulati on .How t o drive the high 2s peed s olenoid of a fuel injecti on syste m was an i m portant issue in the ECU hardware design .Based on the experi m ent and analysis of a conventi onal drive circuit,a ne w op ti m u m sche matic was designed.T wo driving voltage s ources with 120V and 24V were adop ted in different driving stages,and the s olenoid current was con 2tr olled by the hard ware P WM signal,whose duty was aut omatically tuned by the current feedback signal .An onboard DC /DC boosted the 24V battery v oltage t o 120V.The experi m ent results show that the rising up ti m e of the s olenoid is shortened while the drive energy consump ti on of the s olenoid is m ini m ized,as well as the s oft w are interrup t ti m es related t o the injecti on contr ol p r ocess is significant reduced .摘要:电控燃油喷射系统是电控柴油机的重要组成部分,作为喷射系统执行器的电磁阀,其驱动性能研究是一个重要课题。

液压比例电磁阀测试平台电控系统的设计

液压比例电磁阀测试平台电控系统的设计

液压比例电磁阀测试平台电控系统的设计刘杰;江卫华;李书元【摘要】针对液压比例电磁阀耐压特性、密封特性和稳态压力特性等性能指标的高精度检测,该文自主设计了一种自动化水平很高的电磁阀性能检测平台.其核心是以PLC控制器和触摸屏组合,将动力单元、油路集成块、测试阀安装阀板等各个元件作为控制对象,采用输入输出模块通道,构成一个开放式结构的监督计算机控制系统,实现数据测量预处理、传感器线性化处理及非线性补偿、标度变换、越限报警处理、数字控制器工程实现等功能,满足对比例电磁阀检测的控制要求.文中详述了测试平台电控系统的构成,工作原理和各部分功能的实现.%For hydraulic proportional solenoid valve pressure,sealing properties and steady pressure characteristic performance indexes such as high precision detection,independent design a high level of automation solenoid valve performance testing platform.Its core based on PLC controller and touch screen,power units,hydraulic integrated block,test valve installation disc,and other components as control object,the input and output module,a supervisory computer control system,an open structure to realize data preprocessing,sensor linearization and nonlinear compensation,scale transform,the limit alarm function processing engineering,digital controller,control of the proportional solenoid valve testing requirements.The article details the test platform of electronic control system,work principle and the realization of the function of each part.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2017(032)008【总页数】4页(P17-20)【关键词】比例电磁阀;检测;控制对象;数字控制器【作者】刘杰;江卫华;李书元【作者单位】武汉工程大学电气信息学院,武汉430073;武汉工程大学电气信息学院,武汉430073;武汉工程大学电气信息学院,武汉430073【正文语种】中文【中图分类】TB47电液比例电磁阀作为电液换挡阀的先导控制元件,其控制精度、响应速度和线性度的高低以及输出油压是否稳定会直接影响功率级阀芯的动态性能,进而影响对油压的控制,对换挡阀的品质有重要的影响。

电厂数字比例阀软件安装及参数修改

电厂数字比例阀软件安装及参数修改

电厂数字比例阀参数修改方法一、安装好ATOS 软件E-SW-xx ,输入用户名和激活码,激活软件之后就会见到如下界面:二、点击E-SW 配置,设置等级密码,界面如下:三、安装E-SW-PS--USB 转RS232串口驱动,数据线的包装盒里有一个小光碟就是E-SW-PS--USB 转RS232串口驱动(如果没有可以到网上下载该软件),按照提示安装好驱动之后,如下图片连接好数据线:选择中文、英语、意大利语点击E-SW 配置选项,就可以看到图形界面,输入光碟盒上的等级密码再点击确认,软件就安装完毕可以使用了Un Re g i s e re d四、连接好之后,鼠标右键点击我的电脑,再用鼠标左键点击属性,进入设备管理器,见如下界面:Un Re g i s t e re d五、再打开运行ATOS 软件E-SW ,看是否能连接上,如果连接不上,可以在软件里设置COM 端口或在电脑里设置COM 端口(也就是说软件里的端口是COM4,电脑里数据线插入端口也要是COM4),具体见如下界面:六、E-SW 上COM 端口设置,如果软件连接不上阀,软件会提示你进入通讯端口设置界面,见如下界面:点击设备管理器,查看端口(COM 和LPT ),可以看到插入的数据线在那个端口,如果看不到说明串口驱动没有装好点击数据线插入的COM 端口,就会出现端口设置界面,点击高级设置,就可以看到端口号设置了,设置好跟E-SW 软件相同的COM 端口,重新连接就ok 。

Un Re g i s t e re d七、设置好端口之后,重新启动软件连接ok 之后,只需要修改正向偏置百分比(初始压力),正向增益百分比(最高压力),其他参数不需要修改,见如下界面:八、修改好参数必须保存(注意:机械在正常运行的时候不可以修改参数,只有在备用状态,初始压力下才可以修改参数和保存参数),见如下界面:点击通讯设置可以选择COM 端口点击设置,再点击压力、再点击调节,修改正向偏置百分比和正向增益百分比(百分比越大,压力越高,反之压力越低)Un Re gi s t e re d点击存储用户设置会出现相关界面,点击确定即可U n R e g i s t e re d。

基于前馈补偿的比例电磁阀控制方法

基于前馈补偿的比例电磁阀控制方法

基于前馈补偿的比例电磁阀控制方法孙菊妹【摘要】比例电磁阀工况复杂,具有非线性、时变性等变化特点,传统控制方法难以对其进行精确控制,存在响应时间长,超调量大等弊端.为了解决当前比例电磁阀控制过程中的难题,为了获得理想的比例电磁阀控制效果,设计了一种基于前馈补偿的比例电磁阀控制方法.首先根据比例电磁阀的工作特点,建立比例电磁阀非线性变化的传递函数,然后采用复合控制器对比例电磁阀稳定性进行控制,实现比例电磁阀控制误差前馈补偿,并引入人工鱼群算法优化神经网络对PID控制器参数进行在线优化,最后在MATLAB 2016平台上与传统比例电磁阀控制方法进行了仿真模拟对比测试.实验结果表明,本文方法可以很好跟踪比例电磁阀的时变特性,改善了比例电磁阀的控制效果,缩短了响应时间,控制实时性更好,减少了超调量,比例电磁阀的整体控制效果要明显优于比对方法,具有更高的实际应用价值.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2019(042)001【总页数】5页(P106-110)【关键词】比例阀;人工鱼群算法;非线性变化;PID控制器;神经网络【作者】孙菊妹【作者单位】常州工程职业技术学院智能装备与信息工程学院,江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】TH137比例电磁阀采用比例控制技术,工作过程十分简单,价格低廉,具有较强的抗油污、抗噪能力,而且控制精度高,成为工业控制系统的核心部件,广泛应用于各行各业中,如冶金、机械,对其进行研究具有十分重要的实际应用价值。

在比例电磁阀的工作过程中,由于各种因素的综合影响和干扰,如电流、温度等,使得比例电磁阀具有非线性、时变性和非平稳性等变化特点,对工业控制系统的控制性能和稳定产生影响,难以保证理想的工作状态,因此如何设计高精度的比例电磁阀控制方法成为一个重要的研究课题[1-3]。

针对比例电磁阀控制问题,国内外学者采用多种技术和手段进行了一系列的研究,设计了许多比例电磁阀控制优化方法[4]。

电磁阀驱动电路设计

电磁阀驱动电路设计

电磁阀驱动电路设计电磁阀驱动电路设计是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素。

以下是关于电磁阀驱动电路设计的详细介绍:一、设计前的准备在开始设计电磁阀驱动电路之前,需要明确电磁阀的参数,如驱动电压、驱动电流和电磁铁阻抗等。

这些参数将决定驱动电路的设计规格。

同时,了解电磁阀的工作原理也是非常重要的,以便更好地设计与之匹配的驱动电路。

二、电路原理图设计电路原理图是整个驱动电路设计的基础。

在设计电路原理图时,需要考虑以下几个方面:1.电源电路:根据电磁阀的驱动电压要求,设计合适的电源电路,确保电源的稳定性和可靠性。

2.开关元件选择:根据电磁阀的驱动电流和电磁铁阻抗等参数,选择合适的开关元件,如晶体管、继电器或场效应管等。

这些开关元件将用于控制电磁阀的通断。

3.保护电路设计:为了保护电磁阀和驱动电路,需要设计相应的保护电路,如过流保护、过压保护和欠压保护等。

4.信号处理电路:根据需要,可以设计信号处理电路,如放大电路、滤波电路和比较电路等,以实现对电磁阀的精确控制。

三、PCB布局设计在完成电路原理图设计后,需要进行PCB布局设计。

在布局设计时,需要考虑以下几个方面:1.元件布局:根据电路原理图和元件封装,合理安排元件在PCB板上的位置,确保电路的稳定性和可靠性。

2.布线设计:根据电路原理图和信号流向,合理规划布线路径和宽度,确保信号的传输质量和稳定性。

3.接地设计:合理设计接地网络,确保电路的稳定性和抗干扰能力。

4.散热设计:对于大功率元件,需要考虑散热问题,合理布置散热片和风扇等散热元件。

四、测试与调试在完成PCB布局设计和制板后,需要进行测试和调试。

测试和调试的目的是验证驱动电路的功能和性能是否符合设计要求。

在测试和调试过程中,需要注意以下几个方面:1.电源测试:测试电源电路的稳定性和可靠性,确保电源符合设计要求。

2.开关元件测试:测试开关元件的通断功能和性能指标,确保其符合设计要求。

3.保护功能测试:测试保护电路的功能是否正常工作,确保在异常情况下能够及时切断电源或发出报警信号。

比例电磁阀变频率 PWM 驱动方法

比例电磁阀变频率 PWM 驱动方法

比例电磁阀变频率 PWM 驱动方法康健;尚沙沙;焦文学;王杏;浦定超;钮震;叶其团;汪春晖【摘要】在挖掘机等工程机械中使用的嵌入式控制器普遍利用脉冲宽度调制(PWM)来驱动比例电磁阀。

但由于 PWM 脉冲输出的特点和电磁阀自身电感特性的双重制约,使 PWM 驱动的比例电磁阀性能难以充分发挥,甚至会影响控制系统整体稳定性。

因此,一种根据不同占空比改变 PWM 频率的方法被用于驱动比例电磁阀。

控制器根据电磁阀控制需求的不同占空比,输出不同频率的 PWM。

测试结果证明,使用变频率 PWM 驱动比例电磁阀的方法可以在保证比例电磁阀二次压力稳定的前提下,维持自身的小幅震荡,同时降低比例电磁阀的功率损耗。

%In applications of excavator or other industrialmachines,proportional electromagnetic valve was usually driven by PWM signals of embedded control system.However,due to pulse output characteristics of electromagnet,the performance of proportional electromagnetic valve was limited,e-ven impacted stability of the system.A frequency-varying method of PWM driving was proposed.Ac-cording to different duty ratio of PWM,the embedded control system output PWM with different fre-quencies.Through this method,the output oil pressure of proportional electromagnetic valve main-tains within a determinated range,the valve-core’s zero-average oscillations is reserved and power consumption of proportional electromagnetic valve is relatively low.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】5页(P1024-1028)【关键词】比例电磁阀;脉冲宽度调制;挖掘机;电控泵【作者】康健;尚沙沙;焦文学;王杏;浦定超;钮震;叶其团;汪春晖【作者单位】三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334;三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334;三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334;三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334;三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334;三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334;三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334;三一重机小型挖掘机研究院,昆山,215334【正文语种】中文【中图分类】TP271在工程机械应用中,电磁阀已经成为最重要的电-机械转换器。

电厂比例阀5.9软件,6.0软件参数设定

电厂比例阀5.9软件,6.0软件参数设定

进入压力传感器设定值界面压力传感器的最大反馈值是8.4V,在设定补偿和增益的时候,除以210,得出百分比,如果是10V就除以250,得出百分比,如:需要设定死区是50bar,最高压力是150bar,压力传感器反馈电压8.4V,死区百分比50÷210×100%=23.8%,增益百分比150÷210×100%=71.4%,这样设出来的百分比会造成压力偏高20bar左右,只需在死区、增益百分比减4%或3%,就能满足客户的要求。

死区补偿选择方式,压力阀跟流量阀的补偿方式不同,压力阀选择Step compensation,补偿百分比设定根据压力传感器反馈最大值来设定,前面已经举例说明了。

最高压力设定(增益百分比)也需要根据压力传感器反馈最大值来设定,前面已经举例说选择上升下降斜坡打开(Double Ramp),上升斜坡不用设定,下降斜坡设定15sec—25sec,设定下降斜坡的好处是防止电厂煤质不好压力波动较大时,减缓冲击机械定位电磁阀。

参数设定完之后,点击保存。

如果不保存电源断了之后就恢复到之前设定参数进入压力传感器设定值界面, 压力传感器的最大反馈值是8.4V ,在设定补偿和增益的时候,除以210,得出百分比,如果是10V 就除以250,得出百分比,如:需要设定死区是50bar ,最高压力是150bar ,压力传感器反馈电压8.4V ,死区百分比50÷210×100%=23.8%,增益百分比150÷210×100%=71.4%,这样设出来的百分比会造成压力偏高20bar 左右,只需在死区、增益百分比减4%或3%,就能满足客户的要求。

电厂比例阀AGMZO-TERS-PS-010/210/IAtos6.0版本软件参数如下:死区补偿选择方式,压力阀跟流量阀的补偿方式不同,压力阀选择Step compensation,补偿百分比设定根据压力传感器反馈最大值来设定,前面已经举例说明了。

一种矿用比例电磁阀驱动电路的设计

一种矿用比例电磁阀驱动电路的设计

一种矿用比例电磁阀驱动电路的设计
王夺;黎青;吕松;张戈;陈太光;何亿炎;薛天山
【期刊名称】《煤矿机电》
【年(卷),期】2015(000)006
【摘要】介绍一种矿用比例电磁阀驱动电路的设计方案及仿真方法.该电路采用基于PWM的电压输出DAC方式,具有控制精度高、成本低、电路简单等优点.利用减法电路实现的双极性电压输出能简单、有效地输出负电压.该电路能精确输出控制指令,并与其他设备通过CAN总线互联.PSpice软件通过参数扫描,可以仿真出占空比变化的PWM信号,实现该电路的仿真.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】王夺;黎青;吕松;张戈;陈太光;何亿炎;薛天山
【作者单位】天地科技股份有限公司上海分公司,上海201401;天地科技股份有限公司上海分公司,上海201401;神华新疆能源有限责任公司,新疆乌鲁木齐830000;神华新疆能源有限责任公司,新疆乌鲁木齐830000;神华新疆能源有限责任公司,新疆乌鲁木齐830000;神华新疆能源有限责任公司,新疆乌鲁木齐830000;神华新疆能源有限责任公司,新疆乌鲁木齐830000
【正文语种】中文
【中图分类】TN787
【相关文献】
1.矿用变频器IGBT模块驱动电路的设计 [J], 张磊;成恒珍;顾先明
2.矿用三电平变频器驱动电路设计 [J], 杨敏;张全柱
3.一种适应于大负载工况的高线性度数字化比例电磁阀 [J], 张榛;汪旭东;王代华;梁亮;潘斌;张良
4.矿用SiC-MOSFET充电器驱动电路的设计 [J], 张全柱;敬昌国;邓永红
5.一种用于自动变速器的比例电磁阀研究 [J], 孟飞;陶刚;陈慧岩
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比例电磁阀驱动电源软件设计

比例电磁阀驱动电源软件设计

比例电磁阀驱动电源软件设计————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:分类号:TP 2 编号:BY 15 5033 10/11/2 14-0703沈阳化工大学本科毕业论文题目:比例电磁阀驱动电源软件设计院系:信息工程学院专业:电气工程及其自动化班级:0703学生姓名:XXXX指导教师:XXXX论文提交日期:2011年6月27日论文答辩日期:2011年6月28日毕业设计(论文)任务书电气工程及其自动化专业电气0703班学生:XXX毕业设计(论文)题目:比例电磁阀驱动电源软件设计毕业设计(论文)内容:1)利用PWM控制技术实现比例阀电流闭环控制;2)采用单片机及相关驱动电路完成比例阀驱动电源设计;3)为产品的实用化作必要的前期研究工作。

毕业设计(论文)专题部分:1)在比较各种方案优缺的点基础上,完成比例电磁阀电流PWM闭环控制电源的软件设计及试制;2)利用单片机设计电流可调式、电流跟踪式比例阀电源各功能块软件,并与硬件系统联机调试;起止时间:2011年03月---2011年06月指导教师:签字年月日教研主任:签字年月日学院院长:签字年月日摘要本文以国外比例阀电源控制器的功能和技术参数为参考,致力于将外部标准输入信号转换成PWM电压信号,通过控制驱动PWM电压的占空比,实现控制主电路的大信号;通过闭环设计,补偿线圈的温升影响,使比例电磁阀的电流稳定,保持比例阀的开度不变,达到提高流量的控制精度的目的;同时,通过增加频率可调环节,选择适用于比例阀的最优脉动性。

由于控制途径是采用电流闭环控制,保证了电流的稳定性。

经过仿真与实验分析,完成了单片机控制器的设计。

在硬件电路设计方面,根据本设计控制对象的特点,本文采用了STC12C5A60S2为核心控制器件在使用特殊功能寄存器功能下的PWM驱动电路方案,将理论计算和面包板调试相结合的方法,实现了主电路和驱动控制电路的参数研究,完成了控制主电路,PID调节电路和电流反馈控制电路的设计工作。

基于FPGA的电磁阀驱动系统设计

基于FPGA的电磁阀驱动系统设计

基于FPGA的电磁阀驱动系统设计周敬东;程钗;周明刚;黄云朋;李敏慧【摘要】根据电磁阀驱动的特点,提出一种基于FPGA的电磁阀驱动系统软硬件设计方案,采用高压开启低压PWM维持驱动策略,提高电磁阀开启、关断响应速度,降低能耗.采用RS485协议接收DSP图像处理后结果,可灵活调整PWM系统参数、提高喷吹精度,同时系统扩展性好,满足多路电磁阀驱动系统实时性高的要求.【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2016(031)002【总页数】4页(P1-4)【关键词】电磁阀;现场可编程门阵列;RS485;脉冲宽度调制【作者】周敬东;程钗;周明刚;黄云朋;李敏慧【作者单位】湖北工业大学农机工程研究设计院,湖北武汉430068;湖北工业大学农机工程研究设计院,湖北武汉430068;湖北工业大学农机工程研究设计院,湖北武汉430068;湖北工业大学农机工程研究设计院,湖北武汉430068;湖北工业大学农机工程研究设计院,湖北武汉430068【正文语种】中文【中图分类】S24目前,色选机在农业、工业等领域的应用越来越广泛[1-2]。

电磁阀作为色选机的执行部件,在分选过程中起着重要作用。

传统的单片机控制系统,由于单片机既要接收RS485数据,又要进行数据处理,然后判断是否驱动电磁阀,当驱动多路电磁阀时,存在动作响应慢、功耗高等问题[3]。

FPGA有着丰富的I/O口、触发器和逻辑门,采用硬件语言编程,外部接口配置灵活,具有很好的并行性[4]。

随着分选速度的不断提高,采用何种驱动策略、通讯协议也是电磁阀驱动系统的关键。

电磁阀是一种主要用来调整流量、方向、速度等参数的工业控制产品。

目前的市场产品中典型的电磁阀驱动电路主要有可调式电阻驱动、双电压驱动、PWM驱动等3种方式。

可调电阻式驱动方式电路简单,实现起来方便,但是电路中有串联电阻的存在,电路消耗的功率大,且电路集成度较低;双电压驱动方式需要高低电压驱动,对电源稳定性要求较高,受电源波动干扰比较大;PWM驱动方式充分发挥了微处理器的作用,自动化程度较高,能耗也低,也能满足某些电磁阀的驱动,但是这种驱动方式也不适用于驱动精度较高的场合。

比例阀驱动方案

比例阀驱动方案

比例阀驱动方案一、整体思路。

咱得有个能控制比例阀的东西,就像一个小指挥官一样。

这个指挥官得能根据我们想要的效果,精准地告诉比例阀该咋干活。

二、硬件部分。

1. 控制器。

首先呢,咱可以选择一个合适的微控制器,比如说像Arduino这种比较亲民的。

它就像是一个小大脑,能处理各种信号。

Arduino有很多引脚,可以方便地连接其他设备。

这个微控制器要能产生合适的电信号,因为比例阀得靠电信号来控制它的开度之类的。

就像你跟一个机器人说话,得用它能听懂的语言,电信号就是跟比例阀交流的语言。

2. 驱动电路。

比例阀可不是直接就能被微控制器指挥得动的,中间得有个驱动电路。

这就好比你想让一个大力士干活,你不能直接用小指头去推他,得有个合适的工具。

对于比例阀的驱动电路,我们可以用一些功率放大元件,像晶体管或者MOS管。

比如说,如果我们用晶体管,就得把它连接好,让微控制器的小信号经过晶体管放大后,变成能驱动比例阀的大信号。

这就像是把你轻声的命令,通过一个大喇叭放大后,让远处的人能听到一样。

3. 电源供应。

比例阀工作得有能量啊,就像人得吃饭。

我们要给比例阀和整个驱动系统提供合适的电源。

电源的电压和电流得满足比例阀的要求。

如果电压不够,比例阀可能就没力气干活,就像人饿了没力气一样。

而且电源还得稳定,不能一会儿大一会儿小的,不然比例阀就会像个喝醉的人一样,工作起来晃晃悠悠的,不能准确按照我们的要求来。

三、软件部分。

1. 信号生成。

在微控制器里,我们要编写程序来生成合适的控制信号。

比如说,如果比例阀是根据电压来控制开度的,我们就要在程序里能产生不同大小的电压信号。

这就像你在乐谱上写不同的音符,每个音符代表不同的声音强度,这里不同大小的电压信号就代表比例阀不同的开度。

我们可以用一些算法来生成这些信号。

比如简单的线性算法,如果我们想让比例阀从完全关闭到完全打开均匀变化,就可以根据时间或者其他变量,线性地增加电压信号的值。

2. 反馈与调整。

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比例电磁阀驱动电源软件设计比例电磁阀驱动电源软件设计分类号:TP 2 编号:BY 15 5033 10/11/2 14-0703沈阳化工大学本科毕业论文题目:比例电磁阀驱动电源软件设计院系:信息工程学院专业:电气工程及其自动化班级:0703学生姓名:XXXX指导教师:XXXX论文提交日期:2011年6月27日论文答辩日期:2011年6月28日毕业设计(论文)任务书电气工程及其自动化专业电气0703班学生:XXX摘要本文以国外比例阀电源控制器的功能和技术参数为参考,致力于将外部标准输入信号转换成PWM电压信号,通过控制驱动PWM电压的占空比,实现控制主电路的大信号;通过闭环设计,补偿线圈的温升影响,使比例电磁阀的电流稳定,保持比例阀的开度不变,达到提高流量的控制精度的目的;同时,通过增加频率可调环节,选择适用于比例阀的最优脉动性。

由于控制途径是采用电流闭环控制,保证了电流的稳定性。

经过仿真与实验分析,完成了单片机控制器的设计。

在硬件电路设计方面,根据本设计控制对象的特点,本文采用了STC12C5A60S2为核心控制器件在使用特殊功能寄存器功能下的PWM驱动电路方案,将理论计算和面包板调试相结合的方法,实现了主电路和驱动控制电路的参数研究,完成了控制主电路,PID调节电路和电流反馈控制电路的设计工作。

其中工作主电路部分主要使用单片机直接输出PWM控制信号。

本文设计最后进行了实际测试,实验结果表明本文所设计的电路基本都能满足控制要求,对电磁阀平稳、宽范围内的流量控制有着明显的作用。

关键词:电磁阀;单片机;PWM;PIDAbstractIn this paper, the proportion of foreign power controller valve function as a reference, is committed to an external standard voltage input signal into a PWM signal, PWM voltage by controlling the duty cycle of drive to achieve control of the main circuit of the large-signal; through closed-loop design, the compensation coil The temperature rise, the solenoid valve with a stable current to maintain the same ratio of valve opening, to improve the accuracy of flow control purposes; the same time, by increasing the frequency adjustable links, choose the best for the pulse of proportional valve . As the current control approach is the use of closed-loop control to ensure that the current stability. Through simulation and experimental analysis, completed the micro-controller design.In circuit design, according to the characteristics of the design control object, we use as the core control device STC12C5A60S2 SFR functions using the PWM drive circuit under the program, the theoretical calculations and bread board debugging method of combining to achieve the main circuit and drive control circuit parametric studies, completed the main control circuit, PID regulator circuit and current feedback control circuit design. The major part of the main circuit which work directly with the microcontroller output PWM control signal.Finally, this design was the actual test, experiment results show that the design of the control circuit to meet the basic requirements of the solenoid valves smooth, wide range of flow control has a significant role.Key words: Solenoid valve;SCM;PWM;PID目录第一章国内外发展概况 (1)1.1 国际驱动电源现状 (1)1.2 国内驱动电源现状 (1)1.3 比例电磁阀驱动电源设计的意义 (2)第二章比例电磁阀电流环控制优缺点 (3)1.1与开环控制比较优点 (3)1.2与电流流量双闭环控制缺点 (3)第三章比例电磁驱动电源设计原理 (4)3.1 总体方案 (4)3.2 基本思路 (4)3.2.1 比例电磁阀简介 (5)3.2.2 硬件要求 (5)3.3 比例电磁阀驱动电源的功能 (5)3.3.1 功能简介 (5)3.3.2 技术指标 (6)3.3.3 优点 (7)第四章硬件系统设计分析 (8)4.1 控制电路 (8)4.2主电路 (10)4.3 放大电路 (11)4.4 按键与显示电路 (12)第五章软件系统设计 (14)5.1 软件设计的整体思路 (14)5.2 编程工具Keil uVision4 (14)5.2.1 Keil的概述 (14)5.2.2 Keil uVision4的组成 (15)5.3 初始化 (15)5.3.1 系统的始化 (15)5.4 主程序 (15)5.5 子程序 (17)5.5.1 系统时钟初始化子函数 (17)5.5.2 7279芯片初始化 (18)5.5.3 定时器0初始化子函数 (19)5.5.4 PWM初始化子函数 (20)5.5.5 延时子函数 (22)5.5.6 数码管显示子函数 (22)5.5.7 键处理子函数 (23)5.5.8 PWM处理子函数 (24)5.5.9 AD转换子函数 (24)5.5.10 PID算法子函数 (25)第六章实验结果及数据分析 (28)6.1 Proteus仿真软件简介 (28)6.2 调试中出现的问题及实验结果 (28)6.2.1 调试中的问题 (28)6.2.2 实验结果 (29)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 硬件原理图 (34)附录B 显示电路原理图 (36)附录C 硬件实物图 (37)第一章国内外发展概况1.1 国际驱动电源现状根据美国半导体产业协会(SIA)的预测,从2009年到2011年,全球半导体销售额的年复合增长率(CAGR)约为9.7%,到2011年将达3090亿美元。

从地理位置来看,SIA预计亚太地区(日本除外)是增长最迅速的地区,从2009年到2012年将以14.1%的CAGR增长——市场规模从2008年的888亿美元成长到2011年的1504亿美元。

亚洲的市场占有率预计将增加7个百分点,达到48.6%,而其它所有地区的占有率则下降。

SIA主席George Scalise在2009年11月中旬指出,虽然IT产品继续是半导体的最大应用市场,但消费电子将是带动市场成长的最主要力量。

与此相同,市场调查公司Databeans在最后的一份报告中表示,消费电子市场已经从历来的线性成长趋势一跃而为指数成长。

Databeans 估计2008年消费半导体营收427亿美元,占2140亿美元的整个半导体市场的20%左右。

平均每年成长12%,到2012年消费电子产品市场占有率应该达到22%,大约810亿美元。

1.2 国内驱动电源现状我国的电源技术研究,从理论到实验、仿真,与世界水平比较是不低的,在一些方面还常有突破,但是在产品方面,结构和工艺的差距就明显了。

现在看来,我国电源企业据统计大小有几千家。

有条件的企业能实现整机系统集成、全自动的生产,产品体积小,具有明显优势,若价格便宜又能大量供货,自然就会占领市场。

而那些中小企业或者被兼并或者自然淘汰。

现在我国一些大公司生产的开关电源,性能完全可以和进口产品竞争,因而有一定数量的出口。

在国内的研究领域已出现了一些可喜的动向,然而对一些固定产品的驱动电源研究却很少,如对德国Burket电磁阀的驱动,国内的驱动电源很难达到其要求的效果。

1.3 比例电磁阀驱动电源设计的意义随着机械控制和工业,医疗的发展,比例电磁阀以其显著的优越性,已成为现代一些重工业和清工业控制领域的发展趋势之一。

而综观中国市场对电磁阀的需求,犹如一个金字塔结构。

塔尖为进口产片所有,以质精,价高,量小垄断着高端用户。

塔的中部事外商独资,合资企业的地盘,对应要求阀门质量上乘,价格适中的中高端用户。

至于内资企业基本上是在塔底徘徊,以拼数量,拼价格的方式争夺着低端用户。

随着中国用户采购行为的日趋理性化,品牌与质量越来越受到重视,独资,合资企业的产品也越来越受到青睐。

同时,独资合资企业又不断通过用提高质量,降低成本的方式蚕食着进口产品的份额[1]。

用户之所以选择进口产品的最终因素就是质量,质量是品牌决策的关键,价格方面只要在承受的范围之内宁可选择较贵一点但品质有保证的产品。

因为这样不但可以节约维护成本,还可以减少不必要的时间浪费。

为了实现比例电磁阀平稳,宽范围的调节要求,就需要优化比例电磁阀驱动技术来提高流量的稳定性。

我国的电源技术研究,从理论到实验仿真,与世界水平相比是不低的,但是在产品方面,结构和工艺的差距就明显了。

目前我国主要应用国外电磁阀厂商自带的驱动电源,这就加大了成本的投入。

为了能够使电磁阀发挥更好的性能,优质的驱动电源是必不可少的,因此本设计具有实际的工作意义。

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