基于单片机的混凝土压力试验机用数控阀设计.pdfVIP

28 液压与气动 2008年第7期 基于单片机的混凝土压力试验机用数控阀设计 ‘ 张雁平，吴雄彪 inConcrete Machine ofNumericalControlValveUsed Pressure Design Testing Basedon Contr01Unit Microcomputer ZHANG WU Yarl_ping，Xiong．biao (金华职业技术学院，浙江金华321007) 摘要：提出一种混凝土压力试验机专用的数控液压阀，利用阀芯的线性运动设计阀结构，控制器以单片机 为核心，压力反馈信号与设定值进行差值运算后得出控制信号，采用步进电机作为阀芯驱动元件，实现了直接数 字控制。该阀具有较高的的控制精度和响应频率，成本低，可靠性和灵活性好。 关键词：数控阀；单片机；步进电机；压力实验机 中图分类号：THl37．5文献标识码：B文章编号：1000一4858(2008)07—0028—03 引言 混凝土压力试验机是混凝土建材力学性能检测 的重要仪器，其加载速度对试体的表观强度影响颇 4 大，我国GBl77—85规定每秒应力加载速度为为2．0± 0．2MPa，通过性能优越的控制元件和高效的控制算法 保证加载速度在设定值附近的浮动范围尽量少，是混 凝土压力试验机自动化改造面临解决的问题之一【”。 1．液压泵2．溢流阀3．数控阀4．控制信号5．柱塞泵 目前，实现压力试验机自动控制的主要有调频控 a)液压原理图 制、电液伺服阀系统控制和电液比例阀控制3种方式Ⅲ， 基于调频控制的控制系统机械部分最大负荷约束、电 液伺服阀系统元件贵重和混凝土破坏性压力试验现 场环境复杂的综合考虑，我们在混凝土压力试验机的 改造中选择步进式电液比例阀控制，利用数字执行元 转换r．—1电路r—_1传感器摆H豁H融 件步进电机和旋转一直线运动转换机构驱动阀芯实现 b)控制原理图 直接数字控制。本控制方法采用数控阀，省去了复杂 图1工作系统 的D，A转换电路，具有重复精度高和无滞环的优点， 图1b是控制系统框图，系统采用单片机控制，主 还可以通过步进电机细分的方法提高阀的响应速度。 要由单片机、步进电机模块、机械转换装置、组合阀、 而采用单片机代替电子计算机作为数控阀的控制器， 液压缸、压力反馈信号传感器等组成。单片机发出要 可以简化混凝土压力试验机的液压系统，降低开发成 控制的脉冲数，通过步进电机驱动器细分后给步进电 本，缩短开发周期，简化使用方法。 机以脉冲信号，机械转换装置将角度信号转换为直线 1系统工作原理 运动信号，液压阀根据位移量控制流入液压缸的液流 图1a是混凝土压力试验机的