２００９年８月

第３７卷第８期

机床与液压

ＭＡＣＨＩＮＥＴ００Ｌ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ

Ａｕｇ．２００９

Ｖ０１．３７Ｎｏ．８

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２００９．０８．０５３

基于单片机的高速液压控制系统的设计

费重程，王钦若，曹国勇

（广东．ｒ－，＿Ｉｋ大学自动化学院，广东广州５１０００６）

摘要：介绍一种以单片机为核心和高速开关阀为主要控制元件的高速液压控制系统的设计。该系统不仅工作精确、稳

定可靠，而且提高了数控冲床的加工频率。

关键词：液压系统；单片机；高速开关阀；液压缸

中图分类号：ＴＰ２７１＋．３１

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１—３８８１（２００９）８—１６３—２

Ｔｈｅ

Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ

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５１０００６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ；Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；Ｈｉｇｈ・ｓｐｅｅｄ

ｓｕｉｔｅｈｖａｌｖｅ；Ｃｙｌｉｎｄｅｒ

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

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冲床的智能高速液压控制系统

的智能高速液压控制系统如图Ｉ所示，

系统高速开关阀、液压缸、控制器、液压站

（图未画出）、油路和上位机ＰＬＣ。系统通过上位

机Ｐ给控制器发送命令，控制器根据要执行的命

令控速开关阀动作，由高速开关阀输出的油来控

制液的换向和速度。其中液压缸的动作主要包括

差动、直动下行和直动回程３种情况。此外系统

还采移传感器测量液压缸活塞杆的位置，从而使

系统闭环控制，提高系统的控制精度。

２智速液压控制系统的硬件设计

单片机的晶振为１６ＭＨｚ，内带２５６ｋＢ

Ｆｌｈ和ｌＯｋＢ

ＲＡＭ整个系统的原理框图如图１的中

间部示。其中主要包括阀驱动电路、位移信号检

测电通讯接口电路和单片机的外围电路。由２４Ｖ

电源ＤＣ／ＤＣ转换成多组ＤＣ电源为系统供电，

提高的可靠性。作者仅对高速阀驱动电路、位移

检测和ＰＲＯＦＩＢＵＳ通讯接口电路做详细介绍。

ＶＣ

┏━

ＰＷ

┃

开关阀驱动电路原理图

２．

高速动电路模块

阀只是工作在“开”和“关”两个极

限位因此可以通过调制脉宽占空比来控制其工作

状态里采用单片机的ＰＷＭ输出来控制高速开关

阀。图如图２所示。整个智能高速液压控制系统

有多速开关阀，图２只是画出其中的一路，其中

高速阀用电感表示，传统的驱动电路都需要经过

Ｄ／一些复杂的电路转换，而系统是单片机输出

收稿：２００８—０７—２１

者：费重程（１９８５一），男，汉族，江西人，硕士研究生，主要研究方向为现代自动化装备与控制技术。电话：

０２０２１８８。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｈｅｎ９８５１２１５＠１２６．ｅｏｍ。

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