[发明专利]一种基于智能液压控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于智能液压控制系统，是基于单片机应用的智能液压控制系统，将单片机控制、信号采集、光耦继电器控制、过压保护等新方法应用到预应力张拉控制领域，具体涉及到自动控制、液压控制等行业领域。

背景技术

液压系统因传动力量大、易于传递及配置，广泛应用于工业、民用行业，其中运用液压技术的预应力张拉设备广泛地应用于桥梁、高速、铁路等施工领域，随着液压系统技术的成熟与发展，目前液压系统中的执行元件除传统手动控制阀外，还出现了依靠电磁来驱动的控制阀，可实现对控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数的控制，其控制精度和灵活性相比手动控制阀有一定优势，因此电磁换向阀广泛用于液压控制系统。

目前，对电磁换向阀的控制方式主要有手动开关控制、PLC控制两种方式。手动开关控制主要原理是通过对电磁线圈的工作回路通断控制来实现，一般以点触开关的形式出现。而在传统预应力张拉领域，通过人工动操作方向阀切换方向、人工测量钢绞线张拉长度，无法实时监控预应力钢绞线承受的张拉力和张拉长度，测量精度不足。

PLC控制方式是目前自动控制系统中常见一种方式，其主要工作原理是通过对PLC控制器进行编程，控制器根据不同的指令驱动机械式继电器，通过机械继电器对电磁线圈进行控制。

传统两种方式目前应用比较广泛，但也存在以下的不足：

首先，手动控制方式，虽然结构简单、成本低，但无法实现自动控制，需要依靠操作人员进行手动控制。

其次，PLC控制技术相对成熟，但由于其控制端口是机械式继电器，其响应速度、可靠性、使用寿命存在不足。另外，PLC控制器维护难度、成本相对较高。

综上所述，自动控制、使用寿命、维护难度等方面存在一定的局限性，难以满足当前的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于以下三点：（1）使用常用微型控制器实现自动控制功能，可通过压力传感器、位移传感器数据进行分析判断，调节系统压力。（2）可实现计算机远程自动控制功能。（3）使用光耦继电器替代现有机械式继电器驱动方式。（4）系统具有过压保护功能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于智能液压控制系统，其内部设计有单片机，单片机与光耦驱动电路连接，光耦驱动电路与光耦继电器连接，光耦继电器与可接入六路电磁换向阀连接，电磁阀工作回路串联有保护继电器；

单片机用于控制光耦驱动电路、光耦继电器，可接入六路电磁换向阀；

该系统内部设计有与单片机连接的驱动电路、无线通信模块；无线通信模块用于单片机与计算机的通信传输。

它包括有与单片机连接的信号隔离器、位移传感器；信号隔离器与压力传感器连接，压力传感器连接压力显示仪表，压力显示仪表通过输出控制信号与保护继电器连接。本系统通过对压力传感器、位移传感器的信息采集、判断，可实现压力的智能调节。

驱动电路为RS485驱动电路。

线通信模块为433MHz无线通信模块。

单片机为MSP430单片机。

本发明具有多重过压自动保护功能，以提高系统安全性能，电磁阀工作回路串联有保护继电器，当压力超过报警值时，显示仪表输出控制信号，保护继电器由常闭切换为开路，自动关闭电磁阀。

本发明可通过RS485总线、433MHz无线两种方式由计算机进行远程控制，其特征是：内部设计有RS485驱动电路，433MHz无线通信模块用于单片机与计算机的通信传输。

本发明内部有一个16位的MSP430微控制器作为主控制器，并将压力传感器、位移传感器等信号与单片机的模数转换器输入端进行信息采集，根据单片机对压力、位移数据的对比、判断，计算出对应指令，并通过其端口对光耦继电器的控制从而实现对电磁线圈的驱动功能。为提高系统可靠性，传感器信号经过信号隔离器进行隔离。

本发明实现了六路电磁阀的工作控制，其实现方式是：根据电磁线圈的工作电压、工作电流等电器参数，选择了松下公司生产的AQV252G光耦继电器，其工作端的电气可满足24V、40W的电磁线圈的控制要求。选择光耦继电器的原因是光耦继电器是通过内部光发射器控制可控硅，是一种无接触式电功率开关，具有寿命长、噪音低、工作可靠等优点。

由于单片机端口驱动电流较小，无法直接驱动光耦继电器，因此本控制内部设计有6路基于FDV301N场效应管的光耦继电器驱动电路。通过单片机控制场效应管来驱动光耦继电器，实现了全隔离、快速驱动的功能。