基于单片机的高速液压控制系统的设计(1)
万方数据
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基于单片机的高速液压控制系统的设计
作者：费重程， 王钦若， 曹国勇， FEI Zhongcheng， WANG Qinruo， CAO Guoyong 作者单位：广东工业大学自动化学院,广东广州,510006
刊名：
机床与液压
英文刊名：MACHINE TOOL & HYDRAULICS
年，卷(期)：2009,37(8)
被引用次数：2次
1.矢野敏之.李剑波.张玉梅瑞萨M16C/62P单片机原理和应用 2006
2.侯维岩.费敏锐PROFIBUS协议分析和系统应用 2006
3.郑小倩.黄明琪PROFIBUS-DP主站和从站通讯的设计与实现[期刊论文]-微计算机信息 2007(1)
4.田静高速开关阀PWM控制电路的开发[期刊论文]-中国民航学院学报 2003(6)
5.孙如军数控液压伺服系统组成及工作原理[期刊论文]-机床与液压 2007(8)
1.贺娟.刘莲辉H∞技术在高速液压控制系统中的应用研究[期刊论文]-现代电子技术 2010(23)
2.李彦蓉.孙晓朋冲压自动上料及自动出件装置的研究与设计[期刊论文]-锻压技术 2010(5)
本文链接：/Periodical_jcyyy200908053.aspx。
单片机控制的液压、油温检测报警系统设计(DOC)
目录、八—前 言. ................................ 1 方案论证与设计 .......................... 1.1 采用纯硬件的闭环控制系统 . ....... 1.2 采用单片机与高精度传感器结合的方式 2 电路分析 ................................ 2.1 2.22.3 单片机选择 . .............2.1.1 AT89C51 单片机特性 . 2.1.2 AT89C51 单片机管脚 . 压力传感器选择 ............ 2.2.1 ....................................A K-1C-2 . ................ 2.2.2 AK-1C-2 主要技术指标 2.2.3 ................................... A K-1C-2 电气连接 ..........2.2.4 ................................... A K-1C-2 外形 ..............温度传感器 ................ 2.3.1 K 2.3.2 K 2.3.3 K2.3.4 K 型热电偶 ............... 型热电偶测温原理 ....... 型热电偶的元件配合使用 型热电偶与MAX66751接 2.4. 放大电路 .......2.4.1 电路放大倍数2.4.2 放大电路 ... 2.5 A/D 转换电路 . 2.5.1 ADC0809 2.5.2 ADC0809 2.5.3 ADC08092.5.4 ADC08092.5.5 ADC0809 2.5.6 ADC08092.5.7 ADC0809 主要特性 .......内部逻辑结构 . ... 引脚结构 . ......... 各脚功能 . ....输入模拟量要求 . 通道选择表 ..... 应用说明 . .... 2.6 2.7 2.8 2.9 2.5.8 地址锁存器 74ls373 . . 2.5.9 引脚功能 ............ 2.5.10 ................................. A DC0809 连接图 ............数码管显示及电路 . ....... 2.6.1 八位七段数码管外形 . 2.6.2 MAX7221 介绍 ....... 按键及其电路 . .......... 2.7.1 独立式非编码键盘接口 报警电路 . ............... 电源. ..................3 单片机程序 . (1)2 2 23 3 3 34 45 56 6 6789 9 10 10 10 10 10 11 11 12 12 13 13 13 14 14 15 15 17 18 18 19 203.1 汇编语言. ..3.2C 语言. .....3.2.1 基本特性3.3温度报警系统.3.4压力报警系统. 结束语. 参考文献. ..........附录总电路图. ..... 20 202021222324 24前言随着社会的发展，温度和压力的测量及控制变得越来越重要。
基于单片机的液压支架控制器研究与设计
当代化工研究/U Mo亦n Chemical RwseaFch技术应用与研究2020・18基于单片机的液压支架控制器研究与设计*傅宇亨（大同煤矿集团王村煤业有限责任公司山西037003）摘要：煤炭是我国重要的能源物质，在工业发展过程中具有重要的作用。
随着煤矿生产自动化水平的提高，液压支架控制系统在煤矿生产中得到了广泛的应用，在提高煤矿开采效率的同时，增加了煤矿生产的安全性。
本文以stm32单片机为控制核心，设计液压支架控制器，实现对液压支架的在线监测，设计相关的远程通讯电路和数据存储电路，实时反映井下综合开采面上所有的液压支架的工作状态，利用Kei1软件编写s tm32程序，介绍主程序和CAN总线发送数据的具体流程。
关键词：煤矿；stm32;控制器；远程通讯中图分类号：TD355文献标识码：AResearch and Design of Hydraulic Support Controller Based on Single ChipMicrocomputerFu Yuheng(Datong Coal Mine Group Wangcun Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi,037003) Abstract:Coal is an important energy source in China and p lays an important role in the industrial development p rocess.With the improvement of t he automation level of c oal mine production,the hydraulic support control system has been widely used in coal mine production,which increases the safety of c oal mine production while increasing the efficiency of c oal mine production.In this paper,the stm32single-chip microcomputer is used as the control core,and the hydraulic support controller is designed to realize the online monitoring of the hydraulic support.The related remote communication circuit and data storage circuit are designed to reflect the working status of a ll the hydraulic supports on the underground mining surface in real time.The software writes the stm32program,and introduces the specific process of s ending data by the main program and CAN bus.Key words：coal mine；stm32；controller^remote communication引言在煤炭的开采过程中，采煤工作面是重要的工作环节，在传统的煤矿开采过程中，由于机械化程度低，该环节中需要大量的工作人员，与此同时，现场操作的风险提高。
单片机压力控制系统设计
单片机压力控制系统设计在现代工业生产和自动化控制领域，压力控制是一个至关重要的环节。
无论是在化工、机械、航空航天还是其他相关领域，精确、稳定的压力控制对于保证生产过程的顺利进行、提高产品质量以及确保系统的安全运行都具有极其重要的意义。
单片机作为一种高效、灵活且成本相对较低的控制核心，在压力控制系统的设计中发挥着关键作用。
单片机，又称为单片微控制器，是将计算机的基本功能部件集成在一块芯片上的微型计算机。
它具有体积小、功耗低、控制功能强等优点，非常适合应用于各类嵌入式控制系统。
在压力控制系统中，单片机通过接收来自压力传感器的信号，经过处理和运算后，输出控制信号给执行机构，从而实现对压力的精确调节。
压力控制系统的组成通常包括压力传感器、信号调理电路、单片机、执行机构以及人机交互界面等部分。
压力传感器负责实时检测压力值，并将其转换为电信号。
然而，传感器输出的信号往往比较微弱且可能存在干扰，因此需要通过信号调理电路进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量和稳定性。
经过处理后的信号被送入单片机，单片机根据预设的控制算法对信号进行分析和计算，最终输出控制信号给执行机构，如电动调节阀、气动调节阀等，以调整压力的大小。
为了实现精确的压力控制，合理选择压力传感器至关重要。
常见的压力传感器有应变式、电容式、压阻式等。
应变式压力传感器基于电阻应变效应，结构简单、成本低，但精度相对较低；电容式压力传感器具有较高的精度和稳定性，但价格相对较高；压阻式压力传感器则具有灵敏度高、响应速度快等优点。
在实际应用中，需要根据具体的控制要求和成本预算来选择合适的压力传感器。
在信号调理电路的设计中，需要考虑放大倍数的选择、滤波方式的确定以及零点和满量程的校准等问题。
放大倍数的选择应根据传感器输出信号的幅度和单片机输入信号的范围来确定，以确保信号能够被单片机准确采集。
滤波方式可以采用无源滤波或有源滤波，无源滤波结构简单但滤波效果有限，有源滤波则具有更好的滤波性能，但电路相对复杂。
基于单片机的压力液位控制系统的设计研究
3、电路设计
电路设计主要包括电源电路、传感器信号调理电路、按键与显示电路等。电 源电路为整个系统提供稳定的工作电压；传感器信号调理电路用于将传感器输出 的微弱信号进行放大和滤波，提高信号质量；按键与显示电路用于实现人机交互 功能。
4、传感器选择
压力传感器选用常见的应变片式压力传感器，具有测量精度高、稳定性好等 优点；液位传感器可选用超声波液位传感器或电容式液位传感器，根据实际需求 进行选择。
2、程序流程设计
实现系统的主程序流程，包括初始化、数据采集、控制输出、显示等步骤。 根据实际需求，可加入定时器中断、按键中断等功能。
3、数据处理与运算实现控制策 略的核心是根据采集到的压力和 液位数据
参考内容
一、引言
在现代工业生产中，液位的监控和管理是一项非常重要的任务。例如，在化 工、石油、食品等行业，液位的精确控制直接影响到生产的安全和效率。因此， 开发一种高效、精确、实时的液位监控系统至关重要。本次演示将介绍一种基于 单片机的液位监控系统，这种系统具有实时监测、数据传输、数据处理等功能， 能够满足大多数工业应用的需求。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，我们有理由相信基于单片机的 液位监控系统将在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。通过引入更多的先进 技术和算法，例如人工智能、物联网等，这种液位监控系统的性能和功能将得到 进一步的提升和拓展，以满足更加复杂和精细的生产控制需求。
四、结论
本次演示介绍了一种基于单片机的液位监控系统，该系统结合了硬件和软件 的设计方法，能够实现对液体位置的实时监测和报警控制。这种系统具有精度高、 稳定性好、操作方便等优点，能够大大提高工业生产的安全性和效率。随着技术 的不断进步和应用需求的不断增长，我们有理由相信这种基于单片机的液位监控 系统将在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。
单片机控制液压系统
最后还有控制面板，控制面板我们决定采用薄铁板，这样作的好处是 不但能很好的在上面打孔，更利于安装元气件，并且能很容易的固定在机 床的床身上。
1.2 单片机的简单介绍
单片微型计算机简称单片机。由于它的结构及功能均按工业控制要求 设计，因此其确切的名称是单片机微控制器（Single CHIP micro-contyoller）.单 片 机 是 把 微 型 机 算 计 的 各 个 功 能 部 件 ，即 中 央 处 理 器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、I/O 接口、定 时 器 /计 数 器 以 及 串 行 通 接 口 等 集 成 在 一 块 芯 片 上 ，构 成 一 个 完 整 的 微 型 计 算机（Single CHIP micro-contyoller）。
局部网络系统。单片机网络系统的出现，使单片机主要用于系统中的 通信控制，以及构成各种测控子级系统。典型的分布式测控系统有两种类 型：数状网络系统与为总线系统。
1.3 本控制器的功能
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毕业设计
根 据 QCSO14型 实 验 台 的 电 器 部 分 的 与 控 制 部 分 的 特 点 ， 我 们 所 选 择 的 控制器的最大的优点就是把电器部分用单片机来代替，这样作的优点是免 去了很多的不必要的麻烦，比如，再需要改装或需要更换时，就需要把实 验台拆开，然后很费力的把继电器、接触器等等，一一拆卸之后，还要费 力费时的把改装好的安装上来，而我们所设计的这个控制器只需把程序一 改，就可以实现所需要的控制作用，使我们的实验变的非常灵活，根据不 同对象可以增添相适宜的实验。
单片机智能高速液压控制设计分析
位机发送 Ｕ Ｌ Ｃ Ｅ Ｎ Ｏ Ｋ Ｄ信号之后才开始工作的 ， 然后在
１ Ｏ
液压 与 气动
２１ ０ ２年 第 ７期
同一 时 刻 上 位 机 给 控 制 器 发 送 像 设 置 传 感 器 零 点 、
４ 基于 单片机 的 高速 液 压 控 制 系统 的工 作情 况 分 析
及 结论
ＨＭ Ｏ Ｅ工作指令等一系列的指定工作模式。在本系统 中设有 换 模 具 、 冲压 起 始 和 液 压 冲头 下 移 三 种 位 置 。
图 中的 Ｐ Ｎ Ｈ 表示 冲压 ， Ｆ Ｒ 表 示 压 印。而 图 Ｕ Ｃ 而 Ｏ Ｍ
中所示 的 Ｓ Ｅ Ｅ Ｋ则 是起 到 了寻找液 压 冲头 的工 作位 置
的作 用。
图 ６为 基 于单片 机 的高速 液压控 制 系统在 工作 状
态下 油缸 活塞 杆位 移 曲线 图。其 中图 ６ ａ是 系统 在 压
抗 干扰 能力 强 的优点 。
机 的高 速液 压控制 系统 采用 的是具 有多 路输 出信 号 的
磁栅尺作为位置传感器 ， 而图 ２只是显示 出其中一路 ， 又 因为 电路 中磁栅 尺 所输 出信 号 为 差 分信 号 ， 因而 需 要将信号连接到差分转换 芯片中， 这个芯片能够起到 差 分驱 动 的作用 ， 然后再 将芯 片 的输 出送给单 片 机 。
版社 ， ０． ２ ７ ０
液压 系统 的 主要 元 件 型 号 ： 降液 压 缸 １ 、 转 升 ０旋
液压缸 １ 采 用 的型 号 为 Ｙ Ｘ ３ ， 压 泵 ２采 用 的型 １ Ｇ ．０ 液
号为 Ｃ Ｂ ． 。 Ｂ． ２ ５
［ ］ 雷 天 觉． ４ 液压 工 程 手 册 ［ ． 京 ： 械 工业 出 版社 ， Ｍ］ 北 机
基于单片机的液压挖掘机模型控制系统设计
142研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2018.05 (下)基于单片机的液压挖掘机模型控制系统设计，其原理就是通过挖掘机控制系统中的单片相机对挖掘机操作人员的一系列重复性的操作动作进行复制记忆，然后进行机械自动化操作。
1 基于单片机的液压挖掘机模型控制系统设计概述液压挖掘机机械功能多，运用领域广阔。
尤其是在交通运输工程、水利水电工程、电力系统工程以及矿山采掘工程等需要机械设备及器具的工程施工中被广泛运用。
然而由于在这些工程的具体施工过程中，挖掘机的具体操作状况较为复杂多变，操作人员在机械操作中要灵活并且及时的调动较多机械结构的运转，还要使机械操作科学到位，因此，操作人员面临着一定的工作难度。
随着单片机控制技术的不断发展，特别是电、液、机一体化的迅速发展，将单片机运用于液压挖掘机模型控制系统设计已经是当下业内相关人员应该研究和探讨的课题。
在机械行业的不断改革和完善中，基于单片机的液压挖掘机控制系统的设计研究及应用实现单片机控制，根据液压系统中压力值的上下浮动对挖掘机的作业状况进行动态跟踪，进而科学合理的调整挖掘机的操作，模拟建立该模型，并不断深化对该设计的改革，将对提高液压挖掘机控制系统的控制水平有着十分重要的意义。
2 液压挖掘机模型控制系统设计中单片机的概述第一，单片机一词的来源。
单片机源于英文名称“single chip microcomputer”，即单片微型计算机，人们通常将其简称为MCU。
在单片机诞生初期，SCM 是较为精确而且广被接受的称谓。
但是，随着科学技术的不断进步和发展，SCM 在技术上不断有新的突破，在结构体系上也不断创新和开拓，更重要的是在控制功能上不断超越。
因此，“单片微型计算机”已经不再能够精确的的表达单片机的内涵，在国际上，SCM 已经逐步被“MCU”即（microcontroller unit）替代。
第二，单片机的内容。
基于单片机的液压伺服控制系统控制案例解读
广东工业大学硕士学位论文基于单片机的液压伺服控制系统研究姓名：费重程申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：王钦若20090531摘要摘要随着现代汽车工业、电子技术、以及国防工业的发展，国内市场对板材加工设备尤其是高速冲压设备的需求越来越大。
然而目前国内高速冲压设备所用的液压伺服控制系统几乎全部采用进口，因此其成本高，不适应我国国情，开发适合我国现状的液压伺服控制系统成为目前研究的一个重要课题。
本研究课题是“基于单片机的液压伺服控制系统研究”，是依托东华机械有限公司的ＬＸ３２８转塔式数控冲床，对其液压伺服控制系统进行研究，以期研制出一套可靠性高、成本低、体积小的控制器，用于控制转塔数控冲床冲头的位置，使其快速、准确地对板材进行加工，可以完成冲压、成型、打标、软切削等工序。
本文首先根据液压伺服控制系统的分类提出了机液伺服控制系统、气液伺服控制系统和电液伺服控制系统三种控制方案，通过对三种方案的比较和分析，结合数控转塔冲床对液压伺服控制系统的性能要求，确定以电液伺服控制系统作为本课题的方案，然后对该方案中的主要元件进行选型。
然后，对系统进行了建模分析，建立了电液伺服阀控非对称缸的数学模型，在文中，对于电液伺服阀的模型，本文直接采用了相关文档给定的传递函数，而对于阀控缸的建模，本文对其进行了详细的推导，并且充分考虑了不同压差对液压系统参数的影响，从而确定了不同工况下系统的传递函数。
此后，为系统设计了模糊ＰＩＤ控制器，详细介绍了模糊ＰＩＤ控制器的设计，分别包括ＰＩＤ参数的整定方法和优化方法，以及采用ｍａｔｌａｂ中的ｆｕｚｚｙ编辑器进行模糊控制器的设计。
并运用ｍａｔｌａｂ的ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具，对系统进行仿真，将模糊ＰＩＤ控制与常规ＰＩＤ的控制仿真进行了比较，通过比较分析可以得出模糊ＰＩＤ控制方法取得良好的控制效果。
最后，对基于单片机控制器的硬件电路做了详细介绍，并阐述了系统的可靠性和稳定性设计的一些方法。
基于单片机的液压控制系统设计
基于单片机的液压控制系统设计摘要：本文介绍一种以单片机为核心的液压控制系统的设计，该系统不仅工作精确、稳定可靠，而且提高了液压缸冲头的加工频率。
关键词：液压缸；单片机；阀1引言目前数控板材加工设备的核心部分就是液压控制系统，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、准确的工作，实现既定的工艺目的。
本文提出利用高性能的单片机和PROFIBUS现场总线设计的控制器，不仅使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。
2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，系统包括液压缸、阀、位置传感器和控制器。
系统通过上位机CNC给控制器发送命令，控制器根据要执行的命令控制阀动作，由阀传输的油来控制液压缸的换向和速度。
控制器根据位置传感器反馈液压缸冲头的位置做闭环控制。
图1 数控冲床的智能高速液压控制系统3智能高速液压控制系统的硬件设计系统中的微处理器选用16位的单片机，晶振16MHz，内带256K Flash 和10K 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、位置信号检测电路、和通讯接口电路等。
系统由24V电源经过DC/DC转换成多组DC电源为系统供电。
3.1阀驱动电路模块由于开关阀只是工作在“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，本系统采用单片机的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。
图2 开关阀驱动电路原理图3.2位置检测电路模块位置检测电路的作用是通过位置传感器检测液压油缸活塞杆的位置，将位置信号反馈给单片机，单片机根据给定的位移信号与反馈的信号进行比较，形成闭环控制，提高控制精度。
位移检测电路模块如图3所示。
光栅尺的输出有多路信号，图3中只是画出其中一路。
基于单片机的压力液位控制系统的设计研究
基于单片机的压力液位控制系统的设计研究一、概述压力液位控制系统是现代工业自动化领域中不可或缺的一部分，广泛应用于各种工业过程控制中。
基于单片机的压力液位控制系统以其低成本、高性能和易于集成等优点，受到了广泛关注和应用。
本设计研究旨在探讨基于单片机的压力液位控制系统的设计与实现方法。
通过深入研究压力液位控制的原理和技术，结合单片机的特性，设计出一套高效、稳定的控制系统。
该系统能够实时监测液位的变化，并根据设定的压力阈值自动调节液位，保证工业过程的顺利进行。
本研究将详细介绍系统的硬件组成和软件设计，包括单片机的选型、传感器的选择与校准、控制算法的设计与实施等。
同时，还将探讨系统在实际应用中的性能表现和优化方法，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
通过本设计研究，我们期望能够为基于单片机的压力液位控制系统的设计和应用提供有益的指导，推动工业自动化技术的发展和应用。
1. 背景介绍：阐述压力液位控制系统在工业生产和日常生活中的重要性。
压力液位控制系统在现代工业生产和日常生活中扮演着至关重要的角色。
在工业领域，无论是化工、石油、制药还是食品加工等行业，都需要对液体或气体的压力、液位进行精确控制，以确保生产过程的稳定性和安全性。
例如，在化工生产中，对反应釜内的压力和液位进行精确控制，可以确保化学反应的顺利进行，避免安全事故的发生。
在石油行业中，通过控制储罐的液位，可以确保油品的储存和运输安全。
在日常生活中，压力液位控制系统同样具有广泛的应用。
例如，家庭用水系统中，通过控制水泵的工作状态，可以确保家庭用水的水压稳定在楼宇自动化系统中，对供水系统的压力和液位进行智能控制，可以提高供水效率，降低能耗。
压力液位控制系统还在农业灌溉、环保监测等领域发挥着重要作用。
传统的压力液位控制系统大多采用复杂的电路和机械结构，不仅维护成本高，而且难以适应现代工业自动化和智能化的需求。
研究基于单片机的压力液位控制系统具有重要意义。