【正文】 為一個(gè)控制芯片，對(duì)其編輯程序，便可以讓它對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行一定的控制，不如控制轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向等。對(duì)于控制部分，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將使用89C51單片機(jī)進(jìn)行控制。而且，在我的設(shè)計(jì)中，步進(jìn)電機(jī)軸將與液壓閥的軸同軸連接，這樣可以得到一個(gè)穩(wěn)定的傳動(dòng)比，也就是1：1的傳動(dòng)比，易于設(shè)計(jì)和計(jì)算。步進(jìn)電機(jī)可以運(yùn)用單片機(jī)的輸出功能,通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)輸出3個(gè)信號(hào)分別給步進(jìn)電機(jī)的三相A、B、C,并通過(guò)輸出時(shí)信號(hào)的循環(huán)次序,來(lái)設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及輸出信號(hào)的頻率以便設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。而這其中就包括了三個(gè)重要部分：傳動(dòng)部分、控制部分、反饋部分。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：1. 液壓閥改造（步進(jìn)電機(jī)與液壓閥的連接）；2. 單板機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)；3. 壓力傳感器反饋。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我采用實(shí)驗(yàn)法，選擇在KEILC51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以確定實(shí)際中所需要的參數(shù)，再使用這些參數(shù)完成相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算，最終確定設(shè)計(jì)方案。但這只是從表面上看，我國(guó)液壓工業(yè)與國(guó)外相比在液壓閥方面的差距，在中低端市場(chǎng)上既不在于技術(shù)也不在于質(zhì)量，而在于管理。 目前，國(guó)內(nèi)的企業(yè)正從設(shè)備等硬件設(shè)施與管理等軟件設(shè)施各方面追趕世界先進(jìn)水平，并取得了明顯的成績(jī)，他們的產(chǎn)品在2006年的PTC ASIA展覽會(huì)上大家有目共睹。另外，由于先進(jìn)加工技術(shù)如數(shù)控機(jī)床的推廣，催生出液壓螺紋插裝閥的發(fā)展與應(yīng)用，它使液壓閥的制造與應(yīng)用都產(chǎn)生深刻的影響和變化。建議稱為總線控制型液壓閥（或簡(jiǎn)稱線控或網(wǎng)控液壓閥）。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，催生出以微處理器與軟件技術(shù)結(jié)合的具體總線傳輸控制的液壓閥系列化產(chǎn)品。由材料技術(shù)與電控技術(shù)的發(fā)展，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的需要，催生出液壓高速開(kāi)關(guān)閥即液壓數(shù)字閥。目前液壓閥的發(fā)展程度可歸結(jié)為產(chǎn)品功能與規(guī)格基本齊全，可滿足工程的總體需求。順便提及的DFplus是派克漢尼汾公司為更好地適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)而開(kāi)發(fā)的新型液壓元件。因此，該系列閥對(duì)油液清潔度的要求都大大低于傳統(tǒng)的伺服閥，僅與一般的比例閥相當(dāng)，故其工作可靠性好，使用成本大大降低。液壓軸向同步控制主要應(yīng)用在CNC折彎?rùn)C(jī)的折彎階段，陶瓷壓機(jī)取料功能，大型工業(yè)提升器的平臺(tái)控制，還可應(yīng)用于航天工業(yè)的高精度仿真模擬試驗(yàn)設(shè)備、娛樂(lè)及訓(xùn)練系統(tǒng)。通過(guò)一個(gè)帶有內(nèi)置位移傳感器的伺服缸，一個(gè)帶有閉環(huán)功能數(shù)字控制器的比例閥，連接到電源和閥體本身的電子傳感器反饋，并連接到機(jī)器設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中，是實(shí)現(xiàn)高精度可控制軸運(yùn)動(dòng)的最佳解決方案。相關(guān)的產(chǎn)品信息包括形成具有高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的比例插裝閥；形成具有P/Q組合比例控制功能的閥、插件、變量泵及伺服執(zhí)行器；形成具有便捷的參數(shù)設(shè)置和強(qiáng)大診斷功能可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作的閥件；形成具有比例控制的防爆閥及不銹鋼閥；可在高強(qiáng)度振動(dòng)和沖擊等苛刻工況下，“粗獷”地操作運(yùn)行；數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的接線，同時(shí)提高了系統(tǒng)的使用效率。由于有永久存儲(chǔ)功能，數(shù)字管理保證了系統(tǒng)設(shè)置的可重復(fù)性，數(shù)字組件測(cè)試保證了所有功能參數(shù)設(shè)置的可重復(fù)性，新的控制技術(shù)提高了比例閥的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。數(shù)字化控制漸成趨勢(shì)：在更小的空間實(shí)現(xiàn)更多功能組件的設(shè)置,以滿足應(yīng)用中的特殊要求，是目前液壓產(chǎn)品設(shè)計(jì)中突出的問(wèn)題。所以液壓閥的集成化發(fā)展方向應(yīng)該在節(jié)能方面是可行的，這樣可以減少泄漏，提高產(chǎn)品間的兼容性，一種閥可以實(shí)現(xiàn)3種甚至4種功能，這樣對(duì)節(jié)能是有幫助的，也提高了應(yīng)用的便捷性。一種液壓閥只能實(shí)現(xiàn)一種功能，這樣容易使系統(tǒng)閥塊體積過(guò)大。如閥體的鑄造流道經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，精密鑄造，表面光潔、流暢，這樣的閥體必定外形緊湊、重量輕，且通流能力強(qiáng)，故可減少液流流經(jīng)閥體內(nèi)部通道時(shí)產(chǎn)生的不必要的流阻損失。因此，一方面在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)盡可能地考慮節(jié)能措施，如采用變量泵、負(fù)載傳感控制或三通型調(diào)速等。從節(jié)能的角度看，采用泵控的液壓系統(tǒng)應(yīng)比閥控的系統(tǒng)好。節(jié)能是持續(xù)的挑戰(zhàn)：液壓控制閥的工作總是伴隨著壓力損失，即能量損失。另外多路閥也可以在工作油口上加裝液壓鎖、過(guò)載閥、卸荷閥等。再加上多路閥結(jié)構(gòu)緊湊，所以在工程機(jī)械、專用車輛等各種移動(dòng)設(shè)備上使用相當(dāng)廣泛。多路閥進(jìn)油聯(lián)、控制聯(lián)、出油聯(lián)能夠有機(jī)地組合在一起，只進(jìn)行簡(jiǎn)單的拆分就可以湊成聯(lián)數(shù)不同的換向閥組來(lái)分別控制多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如油缸、液壓、馬達(dá)等。常規(guī)的板式安裝閥幾乎不能做到既帶手柄又帶電、氣液聯(lián)合控制方式。如在高空作業(yè)車中，當(dāng)作業(yè)臂舉升到一定高度而控制電器發(fā)生故障時(shí)，為了保證人身安全，必須把作業(yè)臂降下來(lái)，這時(shí)只需要扳動(dòng)換向手柄即可。多路閥有手柄凸輪、拉桿、遙控軟軸、旋轉(zhuǎn)手柄等控制方式。安裝閥板的配合孔精度要求很高，在單件小批量非數(shù)控加工的條件下，很容易產(chǎn)生不合格品。液壓工業(yè)應(yīng)抓住改革開(kāi)放大發(fā)展的機(jī)遇，企業(yè)家與技術(shù)人員要更新產(chǎn)品和理念，從為用戶增值的理念體現(xiàn)出市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，站在市場(chǎng)的高峰和前列。達(dá)到了目前的最好水平，之所以達(dá)到這一水平主要原因是材料的突破。它具有價(jià)格更低、更易與計(jì)算機(jī)相接、放大驅(qū)動(dòng)裝置更簡(jiǎn)單，而且體積更小的特點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)該看到液壓正向42～48MPa 領(lǐng)域發(fā)展，要能達(dá)到這一壓力領(lǐng)域，閥的連接形式只有插裝式。近年來(lái)有些國(guó)外液壓系統(tǒng)專利正是應(yīng)用螺紋插裝閥而獲得的。螺紋插裝閥最初是由于工程機(jī)械需要液壓閥減輕重量而產(chǎn)生，同時(shí)這種閥還具有重量輕、成本低、易開(kāi)發(fā)、集成度高、易組合、知識(shí)專有性強(qiáng)、系統(tǒng)變化適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。今后插裝閥會(huì)逐步取代板式閥成為閥類的主體。今后的趨勢(shì)是螺紋插裝閥在擠壓板式閥的市場(chǎng)空間。第三個(gè)層面是市場(chǎng)因素占主導(dǎo)，液壓閥的發(fā)展在于集成度的提高，以及大批量、低成本的生產(chǎn)模式。這是目前國(guó)際市場(chǎng)上一種流行的理念，即不僅僅是提供產(chǎn)品而是提供給用戶所需的解決方案或整體銷售理念。這些跨國(guó)企業(yè)在這方面已經(jīng)走在前列。各大跨國(guó)液壓公司已經(jīng)或正在發(fā)展基于這一技術(shù)基礎(chǔ)上的液壓閥系列產(chǎn)品，并用于液壓泵的變量控制以及系統(tǒng)的各種閥控回路上。首先是以技術(shù)占領(lǐng)市場(chǎng)制高點(diǎn)，高端市場(chǎng)需要高層次、高水平的技術(shù)。 目的和意義 1北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）單片機(jī)控制數(shù)字液壓閥的系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第一章緒論1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 5第二章 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 液壓閥的選擇 67 步進(jìn)電機(jī)的選擇 7 壓力傳感器的選擇 改造圖及說(shuō)明 第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 91013 89C51單片機(jī)的介紹 引腳簡(jiǎn)要說(shuō)明 1414 P3口的第二功能 步進(jìn)電機(jī)工作原理的介紹 1515 硬件部分設(shè)計(jì) 單片機(jī)電路 反饋電路 電路圖 第四章 控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 環(huán)形脈沖分配 步進(jìn)電機(jī)的頻率設(shè)定 89C51單片機(jī)源程序 第五章 實(shí)驗(yàn) 實(shí)際實(shí)驗(yàn) 實(shí)際誤差 實(shí)驗(yàn)圖片 參考文獻(xiàn) 附錄 161616171920212125252630303233第一章 緒論液壓閥的發(fā)展應(yīng)從技術(shù)與市場(chǎng)相結(jié)合來(lái)看，它分成三個(gè)層次和三種發(fā)展方向。目前，通用的是CAN總線，這種機(jī)電液總線一體化的技術(shù)將占領(lǐng)未來(lái)5年以上的技術(shù)制高點(diǎn)。這方面的發(fā)展以工程機(jī)械液壓產(chǎn)品領(lǐng)先，如已用于攤鋪機(jī)的液壓控制上， 這方面的跨國(guó)企業(yè)有SauerDanfoss的PLUS1系列產(chǎn)品；Rexroth也在致力于發(fā)展這方面的產(chǎn)品與技術(shù)。第二個(gè)層面是技術(shù)與市場(chǎng)相結(jié)合。目前這種理念更發(fā)展為液壓銷售商提供給用戶的是增值服務(wù)，而不只是傳統(tǒng)的產(chǎn)品本身。在這方面值得注意的是螺紋插裝閥，它作為液壓元件五種連接方式之一，正以更快的速度增加市場(chǎng)占有量。盡管板式閥在今后幾年中仍然是市場(chǎng)的主體，但已不占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這是因?yàn)槁菁y插裝閥不只是一種結(jié)構(gòu)形式的變化，而它還給液壓閥的發(fā)展帶來(lái)了原來(lái)意想不到的推動(dòng)力。因此它不僅為液壓閥的發(fā)展帶來(lái)更大的可塑性，也給系統(tǒng)的形成帶來(lái)更多的專有性。今后二通插裝閥與螺紋插裝閥可分割閥的整個(gè)流量范圍，即二通插裝閥用于300～500 l/min以上，螺紋插裝閥用于300～500 l/min以下的系統(tǒng)領(lǐng)域。液壓數(shù)字閥是未來(lái)與比例閥、伺服閥相輔相爭(zhēng)的一個(gè)全新的新閥種。典型的應(yīng)用在SauerDanfoss的PVG比例多路閥上已經(jīng)可見(jiàn)，EATON－VICHERS的二通插裝流量閥專利產(chǎn)品也可見(jiàn)到。我國(guó)的液壓工業(yè)經(jīng)過(guò)不到五十年發(fā)展，已跨入世界前列。多路閥得到廣泛應(yīng)用：閥在組合成液壓系統(tǒng)時(shí)，有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是必須給它們?cè)O(shè)計(jì)安裝閥板。那么有沒(méi)有一種不需要加工閥板，又能任意組合的能形成特定控制功能的閥組呢？這就是多路閥。其中手柄控制使用最為廣泛，即可以控制動(dòng)作又可以作為應(yīng)急備用。多路閥有純電控、氣控、電液控等多種換向方式。而移動(dòng)液壓設(shè)備住往又有這個(gè)要求，即在電器自動(dòng)控制方式失效時(shí)必須做到能夠手動(dòng)控制，便于將作業(yè)功能恢復(fù)后對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修。多路閥本身并不需要用戶自己加工閥板，這樣多路閥在使用過(guò)程中，對(duì)用戶就沒(méi)有過(guò)高的工藝要求，基本杜絕了常見(jiàn)液壓系統(tǒng)泄漏的通病。由于多路閥是三位六通的，控制聯(lián)可以做成串聯(lián)功能的，幾個(gè)閥組之間只需一根油管就可以組成一個(gè)過(guò)橋油路，使用起來(lái)非常方便，對(duì)防止設(shè)備聯(lián)動(dòng)，提高設(shè)備的使用安全性是相當(dāng)必要的。多路閥還可以做成比例閥型、負(fù)載敏感型、LS反饋型等多種特殊功能的類型。在一定意義上，液壓閥的功能是以能量損失為代價(jià)而獲得的。但從總體的工況、性能、多重負(fù)載以及成本等各個(gè)方面綜合考慮，閥控的液壓系統(tǒng)還是處于主導(dǎo)的位置。另一方面采用高性能、高質(zhì)量、高可靠及低成本的液壓閥就是一種節(jié)能措施。如果同樣功能的控制閥，其中某種閥的抗污染能力強(qiáng)，工作可靠性好，則其可避免高額的過(guò)濾成本，更可降低因故障而造成停產(chǎn)損失等風(fēng)險(xiǎn)，這也可以說(shuō)是具有很好的節(jié)能效應(yīng)。產(chǎn)品和產(chǎn)品之間的兼容性不好也很容易造成液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定，由此引發(fā)一系列的發(fā)熱、泄漏等非節(jié)能問(wèn)題。此外各個(gè)公司的加工手段、加工工藝的好壞，先進(jìn)與否也很大程度上影響到閥的性能和節(jié)能問(wèn)題。比例技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合可以解決這類問(wèn)題，是未來(lái)液壓應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展方向。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的研究開(kāi)發(fā)，Atos公司在新型數(shù)字化電液技術(shù)上取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，并不斷在不同的領(lǐng)域成功應(yīng)用。 Atos新型數(shù)字電液技術(shù)可為任何電液軸提供位移、速度或力的閉環(huán)控制方案。目前，Atos數(shù)字電液技術(shù)主要應(yīng)用于注塑機(jī)行業(yè)的壓力/流量控制，吹塑機(jī)的壁厚控制。與常規(guī)的伺服閥相比，派克漢尼汾公司開(kāi)發(fā)的采用VCD（音圈驅(qū)動(dòng)）技術(shù)的DFplus系列比例閥的動(dòng)、靜態(tài)特性完全能滿足液壓伺服系統(tǒng)的要求，而其結(jié)構(gòu)上避免了“噴嘴”等對(duì)污染極其敏感的因素。此外，派克公司同時(shí)開(kāi)發(fā)了一系列配套的數(shù)字式電子控制器，能直接與計(jì)算機(jī)或程序控制器連接，用以作為主機(jī)控制系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)之間信息傳遞和處理的橋梁，為主機(jī)的總體控制提供了極為方便、準(zhǔn)確和有效的工具。但隨著材料技術(shù)的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及先進(jìn)加工技術(shù)的發(fā)展，呈現(xiàn)出液壓閥發(fā)展的多元性及深入性。它目前已嶄露頭角，但應(yīng)用仍不為注目，