[發明專利]一種多通道精密電子壓力控制系統

在審

• 申請號: 202210679531.2
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN114995245A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 王曉牛;汪程程;明中平
• 申請（專利權）人: 安徽皖儀科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 何梓秋

本發明公開了一種多通道精密電子壓力控制系統，屬于電子壓力控制技術領域，包括外部數字信號輸入單元、主控單元、多路傳感器采集單元、多路比例閥控制單元；所述外部數字信號輸入單元與所述主控單元連接，將外部數據控制信號輸入所述主控單元；所述多路傳感器采集單元與所述主控單元連接，并分別與各個傳感器連接，依次對各傳感器的數據進行采樣，將數據傳輸至所述主控單元；所述多路比例閥控制單元與所述主控單元連接。本發明能夠對多通道電子壓力進行控制，具備多路集成、全數字化控制、控制精度高、響應速度快等特點，在多路電子壓力控制的場合降低了使用成本，減小了安裝體積，值得被推廣使用。

技術領域

本發明涉及電子壓力控制技術領域，具體涉及一種多通道精密電子壓力控制系統。

背景技術

電子壓力控制系統基本都是由壓力傳感器采樣信號，再通過比例閥調節來實現目標壓力的控制。目前的電子壓力控制電路是由每個通道獨立控制，如果需要多路電子壓力控制器時，存在成本高、復雜度高、集成度差的缺點；有些電子壓力控制電路使用誤差放大器的模擬方式控制比例閥。為此，提出一種多通道精密電子壓力控制系統。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何解決現有技術中存在的成本高、復雜度高、集成度差的，提供了一種多通道精密電子壓力控制系統。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明包括外部數字信號輸入單元、主控單元、多路傳感器采集單元、多路比例閥控制單元；所述外部數字信號輸入單元與所述主控單元連接，將外部數據控制信號輸入所述主控單元；所述多路傳感器采集單元與所述主控單元連接，并分別與各個傳感器連接，依次對各傳感器的數據進行采樣，將數據傳輸至所述主控單元；所述多路比例閥控制單元與所述主控單元連接，并分別與各個比例閥連接，通過PWM占空比調節各比例閥的開度實現電子壓力的調控。

更進一步地，所述外部數字信號輸入單元通過串行總線、USB、以太網通信方式實現。

更進一步地，所述主控制單元為微控制器，所述微控制器包括ADC采集模塊、PID算法控制模塊、PWM輸出模塊、外部數字信號通信模塊，所述ADC采集模塊與所述多路傳感器采集單元電路連接，所述PWM輸出模塊與所述多路比例閥控制單元連接，所述PID算法控制模塊用通過PID算法控制所述PWM輸出模塊輸出目標占空比，所述外部數字信號通信模塊與所述外部數字信號輸入單元連接通信。

更進一步地，所述PID算法控制模塊對輸出目標占空比的具體控制過程包括以下步驟：

S1：微處理器采樣得到實時的壓力值Pcur；

S2：將實時壓力值Pcur與目標壓力值Pset做差計算得到誤差值Perr；

S3：將每次的誤差值Perr求和得到累積誤差值PsumErr；

S4：計算本次誤差值和上次誤差值的差得到誤差值的差分量PdiffErr；

S5：通過公式Duty＝P*Perr+I*PsumErr+D*PdiffErr,計算得到實際輸出占空比，并優化參數P、I、D的數值實現對目標壓力的穩定控制。

更進一步地，所述PWM輸出模塊的驅動頻率設置在2kHz～50kHz范圍內，所述主控單元的內核工作頻率大于100MHz。

更進一步地，所述多路傳感器采集單元包括ADC、信號驅動器、多路模擬開關，所述ADC采集模塊、所述ADC、信號驅動器、多路模擬開關依次連接，所述多路模擬開關中的各模擬開關分別與各傳感器連接，所述微控制器還包括GPIO模塊，所述GPIO模塊與所述多路模擬開關的控制管腳直連，控制多路模擬開關切換傳感器采樣通道。

更進一步地，所述多路比例閥控制單元包括多個比例閥控制模塊，多個比例閥控制模塊的一端均與所述PWM輸出模塊連接，另一端分別與各比例閥連接。