基于FPGA的电磁阀驱动系统设计

周敬东， 程　钗， 周明刚， 黄云朋， 李敏慧

(湖北工业大学农机工程研究设计院， 湖北 武汉 430068)

基于FPGA的电磁阀驱动系统设计

周敬东， 程钗， 周明刚， 黄云朋， 李敏慧

(湖北工业大学农机工程研究设计院， 湖北 武汉 430068)

[摘要]根据电磁阀驱动的特点，提出一种基于FPGA的电磁阀驱动系统软硬件设计方案，采用高压开启低压PWM维持驱动策略，提高电磁阀开启、关断响应速度，降低能耗。采用RS485协议接收DSP图像处理后结果，可灵活调整PWM系统参数、提高喷吹精度，同时系统扩展性好，满足多路电磁阀驱动系统实时性高的要求。

[关键词]电磁阀； 现场可编程门阵列； RS485； 脉冲宽度调制

目前，色选机在农业、工业等领域的应用越来越广泛[1-2]。电磁阀作为色选机的执行部件，在分选过程中起着重要作用。传统的单片机控制系统，由于单片机既要接收RS485数据，又要进行数据处理，然后判断是否驱动电磁阀，当驱动多路电磁阀时，存在动作响应慢、功耗高等问题[3]。FPGA有着丰富的I/O口、触发器和逻辑门，采用硬件语言编程，外部接口配置灵活，具有很好的并行性[4]。随着分选速度的不断提高，采用何种驱动策略、通讯协议也是电磁阀驱动系统的关键。

1电磁阀驱动策略选择

电磁阀是一种主要用来调整流量、方向、速度等参数的工业控制产品。目前的市场产品中典型的电磁阀驱动电路主要有可调式电阻驱动、双电压驱动、PWM驱动等3种方式。可调电阻式驱动方式电路简单，实现起来方便，但是电路中有串联电阻的存在，电路消耗的功率大，且电路集成度较低；……