设计简介
摘要
随 着 计 算 机 技 术 的 发 展 以 及 现 代 工 业 数 字 化 的 发 展 要 求 ， 在 气 压 传 动 流 量 控 制 领 域 出 现 了 数 字 式 流 量 控 制 阀 技 术 ， 并 且 得 到 了 迅 速 发 展 。 而 如 何 降 低 数 字 阀 的 成 本 ， 提 高 控 制 精 度 ， 简 化 数 字 阀 结 构 成 为 当 前 数 字 阀 研 究 的 主 要 方 向 。
本 设 计 用 MCS-51系 列 中 的 STC89C52RC单 片 机 作 为 控 制 核 心 ， 以 步 进 电 机 作 为 执 行 元 件 设 计 了 一 个 低 成 本 ， 高 可 靠 性 的 增 量 式 数 字 流 量 阀 。 通 过 矩 阵 键 盘 设 定 所 需 流 量 值 ， 流 量 计 读 取 当 前 管 道 流 量 ， 经 过 单 片 机 的 处 理 ， 输 出 控 制 信 号 控 制 步 进 电 机 转 动 以 改 变 阀 口 的 通 流 面 积 ， 从 而 控 制 流 量 ， 并 能 实 时 显 示 当 前 流 量 状 况 。 在 对 阀 的 结 构 设 计 和 系 统 的 硬 件 电 路 设 计 的 基 础 上 ， 设 计 数 字 流 量 阀 的 控 制 方 案 。 另 外 本 文 还 对 气 压 传 动 流 量 控 制 阀 各 组 成 零 件 的 材 料 选 择 选 择 、 毛 坯 成 型 和 加 工 工 艺 进 行 了 详 细 设 计 。
整 个 系 统 结 构 简 单 ， 易 于 控 制 ， 工 作 可 靠 ， 很 好 的 实 现 了 在 给 定 条 件 下 的 功 能 。
关键词：数字流量控制阀，单片机，步进电机
Abstract
With the development of computer technology and the requirements of the development of modern industry and digitization, the digital flow control valve technology began to emerge in the flow control domain, and it developed rapidly. So the main research directions of digital valve are to reduce the cost of digital valve, improve the accuracy of control and simplify the structure of digital valve.
This design uses the STC89C52RC chip of MCS-51 series microcontrollers as the core, and stepper motor as executive components to control, designed a cheap, high reliability incremental digital flow valve. Through the matrix keyboard, we can set the required flow value, and the flowmeter read the current flow value, then the microcontroller output the control signal to control the stepper motor rotation, the pipeline section area will change and the flow can be controlled. Also，the current flow value will be showed on the LED. Through the structure design and the hardware circuit design of digital valve, the control plans and procedures of the system are also be analysis and designed.
The whole system structure is simple, easy to control, and reliable to work. And it is realized the function very well in a given situation.
Keyword: digital flow control valve, microcontroller, stepper motor
目 录
第1章 绪论 1随 着 计 算 机 技 术 的 发 展 以 及 现 代 工 业 数 字 化 的 发 展 要 求 ， 在 气 压 传 动 流 量 控 制 领 域 出 现 了 数 字 式 流 量 控 制 阀 技 术 ， 并 且 得 到 了 迅 速 发 展 。 而 如 何 降 低 数 字 阀 的 成 本 ， 提 高 控 制 精 度 ， 简 化 数 字 阀 结 构 成 为 当 前 数 字 阀 研 究 的 主 要 方 向 。
本 设 计 用 MCS-51系 列 中 的 STC89C52RC单 片 机 作 为 控 制 核 心 ， 以 步 进 电 机 作 为 执 行 元 件 设 计 了 一 个 低 成 本 ， 高 可 靠 性 的 增 量 式 数 字 流 量 阀 。 通 过 矩 阵 键 盘 设 定 所 需 流 量 值 ， 流 量 计 读 取 当 前 管 道 流 量 ， 经 过 单 片 机 的 处 理 ， 输 出 控 制 信 号 控 制 步 进 电 机 转 动 以 改 变 阀 口 的 通 流 面 积 ， 从 而 控 制 流 量 ， 并 能 实 时 显 示 当 前 流 量 状 况 。 在 对 阀 的 结 构 设 计 和 系 统 的 硬 件 电 路 设 计 的 基 础 上 ， 设 计 数 字 流 量 阀 的 控 制 方 案 。 另 外 本 文 还 对 气 压 传 动 流 量 控 制 阀 各 组 成 零 件 的 材 料 选 择 选 择 、 毛 坯 成 型 和 加 工 工 艺 进 行 了 详 细 设 计 。
整 个 系 统 结 构 简 单 ， 易 于 控 制 ， 工 作 可 靠 ， 很 好 的 实 现 了 在 给 定 条 件 下 的 功 能 。
关键词：数字流量控制阀，单片机，步进电机
Abstract
With the development of computer technology and the requirements of the development of modern industry and digitization, the digital flow control valve technology began to emerge in the flow control domain, and it developed rapidly. So the main research directions of digital valve are to reduce the cost of digital valve, improve the accuracy of control and simplify the structure of digital valve.
This design uses the STC89C52RC chip of MCS-51 series microcontrollers as the core, and stepper motor as executive components to control, designed a cheap, high reliability incremental digital flow valve. Through the matrix keyboard, we can set the required flow value, and the flowmeter read the current flow value, then the microcontroller output the control signal to control the stepper motor rotation, the pipeline section area will change and the flow can be controlled. Also，the current flow value will be showed on the LED. Through the structure design and the hardware circuit design of digital valve, the control plans and procedures of the system are also be analysis and designed.
The whole system structure is simple, easy to control, and reliable to work. And it is realized the function very well in a given situation.
Keyword: digital flow control valve, microcontroller, stepper motor
目 录
1.1 引言 1
1.2 研究背景 1
1.3 研究目的和意义 2
1.4 数字流量阀的国内外研究现状 2
1.5 研究的主要内容 4
第2章 数字流量阀的阀门结构设计 5
2.1 阀门的结构设计 5
2.1.1 阀体 6
2.1.2 阀芯 6
2.2 阀门的工作原理与分析 7
2.2.1 阀门的工作原理 7
2.2.2 阀门的特性分析 8
2.3 本章小结 9
第3章 数字流量阀的控制方案与软件设计 10
3.1 数字流量阀的控制方案设计 10
3.1.1 数字流量阀的控制方式 10
3.1.2 单片机的工作方式 10
3.2 控制系统的软件设计 11
3.3 本章小结 11
第4章 阀体加工工艺 13
4.1 确定毛坯、绘制毛坯简图 13
4.1.1 选择毛坯 13
4.1.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 13
4.1.3 绘制节流阀阀体铸造毛坯简图 14
4.2 拟定节流阀阀体工艺路线 15
4.2.1 定位基准的选择 15
4.2.2 表面加工方法的确定 15
4.2.3 加工阶段的划分 16
4.2.4 工序的集中与分散 16
4.2.5 工序顺序的安排 16
第5章 结论 18
致谢 19
参考文献 20
