电磁比例阀在点胶机系统中的应用

Application of electromagnetic proportional valve in dispensing systemWang Hongmei，Cao Jianjun，Hu Ming，Zhang J ian(Tianjin Tianbo Science& Technology Co.，Ltd.，Tianjin 300072，China)Abstract：This article describes the working principle and the structure of the dispensing system.In the pneumatic control sys-tern，compressed air is the driving force and it introduces electromagnetic proportional valve.In accordance with its operat lug char-acteristics，this paper designs the drive circuit and develops the program.In order to achieve controling of the gas flow，the valveopening degree is controled by the program.Its principle is that the electrical signal controls the air pressure and it adjusts the airpressure by varying the voltage and current input.The system had stable operation and significantly improved the dispensing qualityand the dispensing accuracy in the actual test。

Key words：dispenser；pneumatic control system；electromagnetic proportional valve电气 比例 阀是 以电气方 式控 制 空气 压力 、流量 的元件 ，它 以 电信 号控制 空气 压力 ，通过 改变 电压 、电流输 入来 达到调 节空 气压力 的 目的。它能够 根据输 人 电压 的变化 ，按 照 不 同的 比例 压连 续 、高精 度地 控 制 阀 门送 出 的空气 流 量 。

电气 比例 阀是 在微 电子 技 术 和计 算 机 技 术 的迅 速发展下 ，为满 足现代 工业 生产 自动化 的需 要而 产生 的 。

E1前 ，由于电气 比例 阀具 有成本 低 、抗污染 能力 强 、动态特性好 、控制精度高 、应用成熟等特点，使得这-类系统的应用 前景 十分广 阔lJ I。

电子工业的迅猛发展带动 了与之密切相关的电子封装业的发展，其中点胶技术也有了很大的发展[3-4]。随着对点 胶精 度要求 的不 断提 高 ，尤 其对 点胶 的连 续性 也提 出 了新 的要求 。因此 ，本文 在设 计 时引 入 了电气 比例 阀 ，它 可将压 力数 据转换 成 电压 信 号来控 制 电气 比例阀开启 的大小 。

1系统结构设 计点胶机系统 以压缩空气为动力 ，装置主要 由主控制30器 、存 储模 块 、与下 位机 的通信 拈 输入，输 出控 制模 块以及键盘/显示拈等 5部分组成。主控制器实现数据处理并输出控制信号控制外部器件的驱动电路 ；存储模块用于存储数据；与下位机的通信拈实现主板与 F位机 的数 据交换 和 命令 控制 ；输 入/输 出控制 拈 用 于驱动 电气 比例 阀 、电磁 阀 的开关 ；键 盘/显 示模 块用 于 显示参 数设 置和数 据显示 。其系统 架构 如图 1所示 。

莲l阕主控制电路图 1点胶装置 的架构示意图《微型机与应用》2013年 第32卷 第 l2期Hardware Technique气路控制系统是点胶装置的重要组成部分 ，它的设计 将 直 接 影响 到点 胶 的质 量 和点 胶 过程 的 -致 均 匀 性 ，因此 ，本 文 引 入 了 电磁 比例 阀 ，通 过 程序实现对电磁比例阀开启的精确控制 ，进而控制流经其 的气 流大 小 ，实现 了点胶 的精 确控 制 。

2 电磁 比例 阀的特性 及驱动 电 路2.1电磁 比例 阀的特 性以某型号电气比例阀为例 ，它有丰富的输入信号0～10 V DC、0～5 V DC、4 mA-20 mA DC或 者 1 V～5V DC以及 10 kfl可 变 电阻 。输入信号以0V～5VDC为 例 ，其 输 入/输 出特 性 如 图 2(a)所 示 ，压 力 -流量特性如图 2(b)所示 。

/0.50.40.3磊 0·2O.10使用压t 2 j 4 5 500 1 000 1 500输入信 g-/v DC 流/(L/min)(a)输入，输 出特性 (b)压力-流量特性图 2 某型号电气 比例 阀的特性 曲线2.2驱 动 电路电气 比例阀的驱动 电路 是- 个气压-电压转换 电路 ，即将输入的气压值经 D/A转换为电压 ，经放大后输送 给 电气 比例 阀 。 而 电气 比例 阀则 根据 输 入 电压 的 大小 ，按 照 比例压 来 控 制 阀 门开启 的大 小 ，进 而控 制 送 出空 气 的流量 。具体 电路 结构 如 图 3所示 。

数据 参考传输 -- 电压MCS.5l D，A单片机 控制 转换信号 h 装鼍 信号- - 放大电路图 3 电 气 比 例 阀 的驱 动 电 路结 构 图其中，参考电压拈给 D/A转换器提供高精度的参考电压 ，当 MCU的控制信号到达 D/A转换器时 ，它可将传 输 的 8位 二进 制数 据 转化 为 电压信 号 ，经 由功 放 放大到 0～10 V，驱动电气 比例 阀。其具体的驱动电路设计如图 4所示 。

3驱 动程序 的设 计与 实现在 硬 件 设 计 电 路 中 ，D/A芯 片 AD7302通 过 并 口与处理器连接 ，因此对于处理器的操作来说 ，就是-个片外的存储单元，驱动程序编写相对比较简单。AD7302- Init负 责完 成 对 AD7302的 初始 化 工 作 ，AD7302-Out负 责《微型机与应用》2013年 第32卷 第 12期图4 电气 比例阀驱动电路图完成 对 AD7302的 D/A转 换命令 写入 。在本设 计 中选 用的输出口是 A口，故令 /i3o。电气比例阀控制流程 图如 图 5所示 。 。

图 5电气比例阀控制流程 图当点胶动作开始时 ，AD7302被选通 ，即 CS0，同时WR变低电平 。在 WR的下降沿，AT89C52将从 P1 I：1开始向 AD7302传输数据 ，进行 D/A转换。转换公式为： 其中，V叩是 AD7302的参考 电压 ，D是 Pl口输 出的二进制数 。电气 比例 阀根据转换电压 按照-定的比例压控制阀门开启的大小程度 ，从而控制流通的空气流量。

当点胶 动作完成时，即可关闭 P1口输 出 ，D/A转换停止，电气 比例阀关闭。

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