[发明专利]一种基于脉宽调制的气动比例调压阀

说明书

一种基于脉宽调制的气动比例调压阀，由先导式调压阀、高速开关阀、压力传感器、以单片机为核心的控制电路和显示电路组成的闭环控制系统，系统通过软件编程输出脉宽调制(PWM)信号来控制两个气动高速开关阀，对气动调压阀先导腔压力进行控制，以实现对调压阀出口压力进行比例控制的目的。该气动比例调压阀既能产生连续可调的压力，又能够保证输出压力的稳定，具有良好的控制性能及实用性。

技术领域

本发明涉及一种基于脉宽调制的气动比例调压阀，适用于机械领域。

背景技术

随着微电子技术的快速发展和计算机技术的广泛应用，机电液或机电气一体化和应用数字计算机对液压或气动系统进行控制是流体传动及控制技术发展的一个重要趋向。

气动比例调压阀具有体积小，控制精度高，对气源要求低，输出压力、流量等可不受负载变化的影响，具有压力补偿的性能，可按给定的输入信号连续地、按比例地控制气流的压力、流量等，从而实现执行元件的位置、速度和力的连续可调的高精度控制，实现压力的多级和无级变化，满足了自动化设备的柔性生产要求。随着电子技术、计算机技术、控制技术等现代工业技术的迅猛发展，其应用领域正在不断地扩大。

目前，国内的高速气动比例调压阀还处于实验室研究阶段，还没有生产气动比例阀的厂家，更没有实现产品的系列化、多样化。实际应用主要从国外进口。国际上主要生产气动比例阀的公司有德国的FESTO、BURKERT，日本的SMC等。其价格昂贵。因此研制开发具有我国特色的气动比例阀有很好的市场前景。

发明内容

本发明提出了一种基于脉宽调制的气动比例调压阀，由先导式调压阀、高速开关阀、压力传感器、以08051020单片机为核心的控制电路和显示电路组成的闭环控制系统，系统通过软件编程输出脉宽调制(PWM)信号来控制两个气动高速开关阀，对气动调压阀先导腔压力进行控制，以实现对调压阀出口压力进行比例控制的目的。

本发明所采用的技术方案是：

所述气动比例调压阀由先导式调压阀、两位三通高速开关阀、气动压力传感器(MOTOROLA公司的MPX5700)、控制电路、LCD (SMS0424)显示和电源模块组成。

所述气动比例调压阀的硬件控制电路是以Silicon Laboratories公司的C8051F020单片机为核心，包括压力传感器信号放大、串口通讯、键盘控制、高速开关阀驱动、程序下载以及三端稳压等模块。

所述气动比例调压阀的软件控制是采用模块化设计，由系统初始化程序、键盘管理程序、LCD显示程序、数据采集处理程序、PID控制程序、PWM控制程序、定时器中断程序、串口通信程序等模块组成。

所述气动比例调压阀在控制电路上每个高速开关电磁阀的两端都应反向并联一个二极管，用来防止突然断电时，电磁阀线圈产生的反向电动势对其它电子器件造成损害。

本发明的有益效果是：该气动比例调压阀既能产生连续可调的压力，又能够保证输出压力的稳定，具有良好的控制性能及实用性。

附图说明

图1是本发明的系统组成图。

图2是本发明的工作流程图。

图3是本发明的主函数流程图。

图中：1.空气压缩机；2.气动先导式减压阀；3.供气电磁阀；4.排气电磁阀；5.压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例本发明作进一步说明。

如图1，气动比例调压阀由先导式调压阀、两位三通高速开关阀、气动压力传感器( MOTOROLA公司的MPX5700)、控制电路、LCD (SMS0424)显示和电源模块组成。