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基于单片机的高速液压控制系统的设计

来源:机床与液压  作者: 费重程 王钦若 曹国勇

  目前数控板材加工设备广泛应用于通讯设备、电力开关、电梯、汽车、农机、仪器仪表等行业的生产装备,而数控板材加工设备的核心部分就是高速液压控制系统,液压控制系统能够根据机械装备的要求,对位置、速度、加速度、力等被控制量按一定的精度进行控制,并且能在有外部干扰的情况下,稳定、准确地工作,实现既定的工艺目的。针对高速液压控制系统输出力大、频率响应快、精度要求高等特点,利用高性能的单片机和PROFI-BUS现场总线设计的控制器,不仅使高速液压控制系统智能化,而且提高了系统的频率响应和控制精度。

  1 数控冲床的智能高速液压控制系统的构成

  数控冲床的智能高速液压控制系统如图1所示,系统包括高速开关阀、液压缸、控制器、液压站(图1中未画出)、油路和上位机PLC。系统通过上位机PLC给控制器发送命令,控制器根据要执行的命令控制高速开关阀动作,由高速开关阀输出的油来控制液压缸的换向和速度。其中液压缸的动作主要包括差动下行、直动下行和直动回程3种情况。此外系统还采用位移传感器测量液压缸活塞杆的位置,从而使系统构成闭环控制,提高系统的控制精度。

  2 智能高速液压控制系统的硬件设计

  系统中的单片机的晶振为16MHz,内带256kBFlash和10kB RAM。整个系统的原理框图如图1的中间部分所示。其中主要包括阀驱动电路、位移信号检测电路、通讯接口电路和单片机的外围电路。由24V电源经过DC/DC转换成多组DC电源为系统供电,提高系统的可靠性。作者仅对高速阀驱动电路、位移检测电路和PROFIBUS通讯接口电路做详细介绍。

  2·1 高速阀驱动电路模块

  高速开关阀只是工作在“开”和“关”两个极限位置,因此可以通过调制脉宽占空比来控制其工作状态,这里采用单片机的PWM输出来控制高速开关阀。电路图如图2所示。整个智能高速液压控制系统有多个高速开关阀,图2只是画出其中的一路,其中高速开关阀用电感表示,传统的驱动电路都需要经过D/A等一些复杂的电路转换,而系统是单片机输出PWM直接控制阀的工作,这不仅控制电路简单,而且抗干扰能力强、控制精度高。

  2·2 位移检测电路模块

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标签: 液压缸 高速开关阀 锻压设备 责任编辑:admin  时间:2020-09-15  点击:

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