单片机辅助电液比例调速阀静态特性测试

　　近二十多年电液比例阀得到了迅速的发展，是图如所示，主要有单片机微处理器、EPROM电路、键盘与显示电路。单片机系统选择MCS?51系列的单片机8051，它速度快、处理能力强、可扩展性好、寻址范围大。系统的EPROM电路选用2846共8K用作程序存储器，采用外部6264用于数据插补和打印矩阵。

　　为了防治意外掉电或关机后的数据丢失，我们扩展了一片基于12C总线的非易失闪速存储器24C02B；为了提高系统的抗干扰能力，扩展了一片UP监控（看门狗）电路MAX690.系统还扩展了一片8155用于显示、打印和键盘扫描丨/接口。显示器由6个8段LED显示器组成。键盘设有4个按键。通过20线扁平电缆与打印机连接。

　　一种具有广泛发展前途的新型的液压控制阀，仉是，目前国内对其性能的检测一般仍采用手动测试算机辅助测试电液比例阀的性能具有不可比拟的优越性。现在这种测试方法在国外已广泛地应用于比例阀的研究以及比例阀的出厂检验等方面。

　　电液比例调速阀出厂检验的主要指标即是电液比例调速阀的静态特性指标。所以，我们研制的调速阀静态特性的CAT系统可以满足厂家出厂检验的基本要求。

　　2电液比例调速阀的静态特性电液比例调速阀的静态特性CAT系统的液压试验原理图如所示。当电控器的电流量改变时，被试电液比例调速阀的输出流量成比例地变化。，Pnn电液比例调速阀的静态特性指标有：（e）进出口压力对流量的影响。

　　3系统的硬件设计该电液比例调速阀静态特性CAT系统硬件框由单片机微处理器发出的数据控制信号经D/A转换器转换为模拟电量。该模拟量又通过电控器驱单片机辅助电液比例调速阀静态特性测试冷雪松m玲动电液比例电磁铁，使电液比例调速阀所输出的液流流量大小随驱动电信号的大小成比例变化。

　　电液比例调速阀的流童信号通过椭圆式流量计及光电流量传感器转换为电脉冲量。单片机微处理器通过定时器的两个通道累计采样几个脉冲所需的时间，优先权较篼的通道计脉冲数。优先权较低的通道用于累计采样几个脉冲所需时间。单片机微处理器对所采样的参数经过度变换。求得流量，然后又经过数据处理，通过显示器显示各采样点的流童。并通过打印机打印出电液比例调速阀的特性曲线和各种静态参数。

　　由于计数器要求输人脉冲的h升沿和下降沿大不超过5ns，即对输入脉冲t升沿和下降沿的陡度是有要求的。所以光电流量传感器采用了施密特整形电路对脉冲进行整形。以满足陡度的要求并消除抖动，使计数器可靠地计数。

　　4系统的软件设计法匕我们采用了模块化，将具有基本功能和用途的程序编写成了程序块，这样既简化了程序，又便于键盘扫描统一管理。

　　分为五大部分，如所示。

　　4.1主程序块，机键盘管理程序定义了四个功能键。按不同的功能键即可以运行各相应的F程序，检测各相应参量。

　　4.2子程序块在该程序中单片机微处理器控制输出一个三角形电路/驱动电液比例阀。因此，电液比例流量阀输出的液流流量Q是按照三角形电信号/的大小成比例地变化。计算机对流量进行采样和数据处理后，打印出所示的电液比例流量阀Q? /关系曲线并打印出滞环误差率（（滞环电流置/额定流量时的电流值）单片机微处理器控制调节电流/逐步上升，从而使电液比例流童阀所输出的液流流量Q相应地上升，直到等于设定的检验点流里a（在首先按要求调好进出口压力的前提下进行）。然后，将电流/反复通段5次，采样每次输出流置值。并通过数据处理求得其重复性误差率（（（流量大值量小值）/流量平均值）><100）4.4子程序块与（f程序类似，调竹八使Q上升到检验点ft，此时的/值即上升电流值。然后，逐渐减少/.直到（开始减少时，得到下降电流值。所以：分辨率=（（（上升电流值-下降电流值）/额定流量时的电流值）x100）4.5泛8子程序块在按要求改变尸i*时，单片机通过采样和数据处理，求得进口压力改变时的流量变化率=（（（流量大值-流量小值）/流*平均值）x1）。同样改变尸出即可求得出U压力改变时的流*变化率。

　　4系统数字倍号的综合处理单片机微处理器通过定时器采样的脉冲量经过标度变换转换器转换为流量。器标度变换式由光电流量传感器和椭圆式流量计的既定关系求得为Q=C'/队（其中C为标度变换变换参数，为采样1个脉冲M所需的时间）。

　　由于采样了光电流量传感器，有效地抑制了系统干扰信号的影响。提篼了系统抗干扰性能。为了使。

　　3PLC电-气动控制系统可编程序控制器作为新一代的工业控制器。具有开发柔性好、硬件安装方便、抗干扰能力强等明显优点。我们所选用是H本OMKON公司的Sysmac可编程序控制器，它具有标准化的硬件和软件设计，输出直接驱动执行机构，具有完善的监视诊断功能，抗干扰能力强和应用灵活等优点，可适应于恶劣的工业应用环境。PLC的输人、输出数可以扩展，编程器用于编辑和修改程序。过程控制器用于试验过程时监视，可随时修改参数，构成试验过程的显示屏。

　　系统通过循环扫描程序，使数据读人暂存器，接着PLC逐条执行用户程序，直至后一条结束语句。

　　后把暂存器的状态参数输出到输出模块，执行有关的试验动作。

　　本系统中，由PLC来实现顺序控制回路和条件信号回路，而气动顺序模块可由PLC的程序模块来实现。当步标志和传感器信号都满足条件后，PLC就输出信号给电磁换向阀，同时将前一步标志复位，并且置下一步标志。复位信号可在循环运行过程中，使系统能回到循环的步。以皮鞋后跟结合强度试验为例，PLC分别通过试验机h四个双端电磁阀控制四个气缸动力，从而构成了PLC电-气动控制系统，这四个气缸分别为后跟夹持气缸、成鞋夹持气缸、后跟拉伸气缸和成鞋拉伸气缸。拉伸频率由（上接第29）根据这7个数据。计算机用小一。乘法确定多项式的系数求得系数后，把/代入多项式则得到平滑处理后的某点值，然后，再取2至8点。用同样的方法处理，直到全部平滑为止。在实际平滑中，由于每次仅移动一个点，因此，无需每次计算多项式的各项系数。可用以下的简化公式来求其中心点的平滑值。例如。次平滑取1到7点，中心点为第四点/V经平滑处理后，该点龄尸4这样，经过上述数字平滑处理，曲线就变得平滑，真实地描述了电液比例调速阀的静态特性。

　　5结束语该测试系统硬件和软件设计较合理，采取了较PLC控制并可调节，拉力的大小实时显示，当试验机以一定速度拉伸到鞋跟和后帮分离时，就可以得到其大的负荷值。或者当负荷达到产品标准规定值时立即停机，15~20秒时检后跟是否分离。在试验过程中，若需要暂停。只要不按复位键，重新启动后，原来参数仍保持着，在循环测试过程中，由位置传感器读出装置到位情况（包括后跟与成鞋分离测量），并把信号返回给PLC，以决定是否做下一步动作，实现闭环控制。由于应用PLC控制试验机，不仅去掉了大量的继电器。还使气动系统大为简化，提高可靠性，可以大大提篼效率。气动系统简化图如所示。其梯型程序图如所示。

　　4结束语本系统采用机-电-气动一体化控制，研制成了以PLC作为主控单元的鞋类力学性能试验机。

　　可以按照国家标准GB/T3903.1?5?1995和轻工部行业标准QB/T2224~6?1996等标准进行对各种鞋的有关性能参数测试。实际使用表明，具有很高的可靠性、稳定性、可扩展性、操作方便。模式改变方便等优点。