CN111016443A - 点阵大小可控型喷头控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种点阵大小可控型喷头控制系统和方法，控制电路电源模块为喷头运动提供控制电源；MCU控制模块与上位机通讯，接收处理喷印信息，获取脉冲信号；FPGA调制模块解析脉冲信号，得到长脉冲信号、短脉冲信号，输出至光电隔离模块；光电隔离模块接形成驱动MOS管信号；驱动模块接收驱动MOS管信号，控制电流通断，驱动喷头运动；控制电路电源模块与MCU控制模块、FPGA调制模块相连接；MCU控制模块、FPGA调制模块、光电隔离模块、驱动模块依次相连接。采用脉冲信号处理与硬件电路相结合使用的方式，使单个脉冲控制单个喷头，实现精确控制喷点大小与位置，用单片机与FPGA同时协同工作，有效的提升工作效率。

Description

点阵大小可控型喷头控制系统和方法

技术领域

本发明涉及喷印控制领域，具体地，涉及一种点阵大小可控型喷头控制系统和方法，尤其是涉及一种脉冲信号处理与硬件电路相结合，用于控制钢铁工业现场喷印设备的喷印控制系统。

背景技术

钢铁产品点阵式喷印控制装置是现代钢铁生产线上的重要辅助设备之一。喷印控制装置良好控制喷头喷印的方式是整个喷印设备稳定工作的重要保障，对于喷印设备运行中的信号传输的精确性、喷印控制的稳定性有着极高的要求。

专利文献CN105564028A公开了一种基于FPGA技术的高速工业喷印控制系统与方法，具体应用于工业全印制电子领域。其集成图像处理、喷印控制与运动控制功能，实现全自动打印，替代目前喷印机系统首先在PC机上进行图像处理后再传输给喷印机控制系统进行喷印的传统处理方式，突破了传统喷印数据处理方式的速度瓶颈，支持超大数目喷头阵列，特别适用于工业卷对卷喷印工艺进行单程喷印。采用一种喷印控制方法协调调度功能子模块实现喷印功能，克服累积定位误差，进行柔性加减速运动控制保证墨滴喷射状态，其方法简单，提供较好的喷印精度。可以控制设备以接近最高理论速度喷印，极大地提高生产效率。但是，上述专利文献支持超大数目喷头阵列，势必造成喷印精度不高，并且，以FPGA为基础，集主控、运动控制、数据处理、图像处理、数据读取、光栅定位等众多模块功能与一块处理芯片上运行，造成芯片工作量大，时间长等不良影响。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种点阵大小可控型喷头控制系统和方法。

根据本发明提供的一种点阵大小可控型喷头控制系统，包括控制电路电源模块、MCU控制模块、FPGA调制模块、光电隔离模块、驱动模块；控制电路电源模块：为喷头运动提供控制电源；MCU控制模块：与上位机通讯，接收上位机下发的喷印信息，处理喷印信息，获取脉冲信号，将脉冲信号输出至FPGA调制模块；FPGA调制模块：接收脉冲信号，解析脉冲信号，得到长脉冲信号、短脉冲信号，将长脉冲信号、短脉冲信号输出至光电隔离模块；光电隔离模块：接收并处理长脉冲信号、短脉冲信号，形成驱动MOS管信号，将驱动MOS管信号输出至驱动模块；驱动模块：接收驱动MOS管信号，根据驱动MOS管信号控制电流通断，驱动喷头运动；控制电路电源模块与MCU控制模块、FPGA调制模块相连接；MCU控制模块、FPGA调制模块、光电隔离模块、驱动模块依次相连接。

优选地，所述控制电路电源模块主要包括第一ACDC模块、电源指示器、3.3V稳压器、1.8V稳压器、DCDC模块、第一π型滤波电路；第一ACDC模块的第一输出端与电源指示器的第一输入端相连；第一ACDC模块的第二输出端与第一π型滤波电路的第一输入端相连；第一π型滤波电路的第一输出端与DCDC模块的第一输入端相连；DCDC模块的第一输出端与电源指示器的的第二输入端相连；DCDC模块的第二输出端与3.3V稳压器的输入端、1.8V稳压器的输入端相连，3.3V稳压器与1.8V稳压器并联。

优选地，所述MCU控制模块主要包括单片机、复位芯片、复位开关、RS232协议芯片、UART接口、第一反相器和输入输出硬件接口；单片机的第一输出端与输入输出硬件接口相连；单片机的第二输出端与复位芯片、复位开关、RS232协议芯片、UART接口相连；复位芯片与第一反相器相连。

优选地，所述FPGA调制模块主要包括FPGA、故障指示器、AD采集模块和输入输出硬件接口；FPGA的第一输出端与故障指示器相连；FPGA的第二输出端与AD采集模块的输入端相连；FPGA与输入输出硬件接口互相连接。

优选地，所述光电隔离模块主要包括第二ACDC模块、第二π型滤波电路、高速光耦、第二反相器、继电器和输入输出硬件接口；第二ACDC模块的第一输出端与第二π型滤波电路的输入端相连；第二π型滤波电路的输出端分别与高速光耦的第一输入端、第二反相器的第一输入端、继电器的第一输入端相连；高速光耦的第一输出端与第二反相器的第二输入端相连；第二反相器的第一输出端与继电器的第二输入端相连；高速光耦的第二输出端与输入输出硬件接口相连。

优选地，所述驱动模块主要包括MOS管、过压保护装置、过流保护装置、防反接装置和输入输出硬件接口；MOS管的第一输入端与过压保护装置相连；MOS管的第二输入端与过流保护装置相连；MOS管的输出端分别与防反接装置、输入输出硬件接口相连。

优选地，所述喷头包括多个电磁阀，所述电磁阀产生电磁吸引力F，电磁吸引力F符合以下公式：

F＝K(IW)²S/l²×9.8×10^-8

式中，K表示常数；I表示线圈电流；W表示线圈匝数；S表示铁芯截面积；l表示气隙值。

优选地，所述电磁阀的消耗总平均功率P_L符合以下公式：

式中，I_P表示电磁阀线圈的峰值电流；R表示线圈铜阻；T_P表示达到最大峰值持续时间；I_S表示电磁阀开启后维持电流值；T_S表示维持电流持续时间；T_D表示喷墨循环工作周期。

根据本发明提供的一种点阵大小可控型喷头控制方法，包括控制电路电源步骤、MCU控制步骤、FPGA调制步骤、光电隔离步骤、驱动步骤；控制电路电源步骤：为喷头运动提供控制电源；MCU控制步骤：与上位机通讯，接收上位机下发的喷印信息，处理喷印信息，获取脉冲信号，将脉冲信号输出至FPGA调制步骤；FPGA调制步骤：接收脉冲信号，解析脉冲信号，得到长脉冲信号、短脉冲信号，将长脉冲信号、短脉冲信号输出至光电隔离步骤；光电隔离步骤：接收并处理长脉冲信号、短脉冲信号，形成驱动MOS管信号，将驱动MOS管信号输出至驱动步骤；驱动步骤：接收驱动MOS管信号，根据驱动MOS管信号控制电流通断，驱动喷头运动。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、采用脉冲信号处理与硬件电路相结合使用的方式，使单个脉冲控制单个喷头，实现精确控制喷点大小与位置，用单片机与FPGA同时协同工作，有效的提升工作效率；

2、采用FPGA将脉冲信号分解，较长脉冲用来开启电磁阀，较短脉冲用来维持电磁阀的状态，避免喷头里的电磁阀产生大量热量从而造成烧毁的情况；

3、采用用隔离电路隔离开强弱电，保障喷印控制装置良好运行。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为喷印控制器控制方式结构示意框图；

图2为显示单片机产生脉冲信号波形图的界面图；

图3为显示FPGA调制后脉冲信号波形图的界面图；

图4为电磁阀线圈中理想电流波形。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种点阵大小可控型喷头控制系统，包括控制电路电源模块、MCU控制模块、FPGA调制模块、光电隔离模块、驱动模块；控制电路电源模块：为喷头运动提供控制电源；MCU控制模块：与上位机通讯，接收上位机下发的喷印信息，处理喷印信息，获取脉冲信号，将脉冲信号输出至FPGA调制模块；FPGA调制模块：接收脉冲信号，解析脉冲信号，得到长脉冲信号、短脉冲信号，将长脉冲信号、短脉冲信号输出至光电隔离模块；光电隔离模块：接收并处理长脉冲信号、短脉冲信号，形成驱动MOS管信号，将驱动MOS管信号输出至驱动模块；驱动模块：接收驱动MOS管信号，根据驱动MOS管信号控制电流通断，驱动喷头运动；控制电路电源模块与MCU控制模块、FPGA调制模块相连接；MCU控制模块、FPGA调制模块、光电隔离模块、驱动模块依次相连接。

具体地，所述控制电路电源模块主要包括第一ACDC模块、电源指示器、3.3V稳压器、1.8V稳压器、DCDC模块、第一π型滤波电路；第一ACDC模块的第一输出端与电源指示器的第一输入端相连；第一ACDC模块的第二输出端与第一π型滤波电路的第一输入端相连；第一π型滤波电路的第一输出端与DCDC模块的第一输入端相连；DCDC模块的第一输出端与电源指示器的的第二输入端相连；DCDC模块的第二输出端与3.3V稳压器的输入端、1.8V稳压器的输入端相连，3.3V稳压器与1.8V稳压器并联。

具体地，所述MCU控制模块主要包括单片机、复位芯片、复位开关、RS232协议芯片、UART接口、第一反相器和输入输出硬件接口；单片机的第一输出端与输入输出硬件接口相连；单片机的第二输出端与复位芯片、复位开关、RS232协议芯片、UART接口相连；复位芯片与第一反相器相连。

具体地，所述FPGA调制模块主要包括FPGA、故障指示器、AD采集模块和输入输出硬件接口；FPGA的第一输出端与故障指示器相连；FPGA的第二输出端与AD采集模块的输入端相连；FPGA与输入输出硬件接口互相连接。

具体地，所述光电隔离模块主要包括第二ACDC模块、第二π型滤波电路、高速光耦、第二反相器、继电器和输入输出硬件接口；第二ACDC模块的第一输出端与第二π型滤波电路的输入端相连；第二π型滤波电路的输出端分别与高速光耦的第一输入端、第二反相器的第一输入端、继电器的第一输入端相连；高速光耦的第一输出端与第二反相器的第二输入端相连；第二反相器的第一输出端与继电器的第二输入端相连；高速光耦的第二输出端与输入输出硬件接口相连。

具体地，所述驱动模块主要包括MOS管、过压保护装置、过流保护装置、防反接装置和输入输出硬件接口；MOS管的第一输入端与过压保护装置相连；MOS管的第二输入端与过流保护装置相连；MOS管的输出端分别与防反接装置、输入输出硬件接口相连。

具体地，所述喷头包括多个电磁阀，所述电磁阀产生电磁吸引力F，电磁吸引力F符合以下公式：

F＝K(IW)²S/l²×9.8×10^-8

式中，K表示常数；I表示线圈电流；W表示线圈匝数；S表示铁芯截面积；l表示气隙值。

具体地，所述电磁阀的消耗总平均功率P_L符合以下公式：

式中，I_P表示电磁阀线圈的峰值电流；R表示线圈铜阻；T_P表示达到最大峰值持续时间；I_S表示电磁阀开启后维持电流值；T_S表示维持电流持续时间；T_D表示喷墨循环工作周期。

根据本发明提供的一种点阵大小可控型喷头控制方法，包括控制电路电源步骤、MCU控制步骤、FPGA调制步骤、光电隔离步骤、驱动步骤；控制电路电源步骤：为喷头运动提供控制电源；MCU控制步骤：与上位机通讯，接收上位机下发的喷印信息，处理喷印信息，获取脉冲信号，将脉冲信号输出至FPGA调制步骤；FPGA调制步骤：接收脉冲信号，解析脉冲信号，得到长脉冲信号、短脉冲信号，将长脉冲信号、短脉冲信号输出至光电隔离步骤；光电隔离步骤：接收并处理长脉冲信号、短脉冲信号，形成驱动MOS管信号，将驱动MOS管信号输出至驱动步骤；驱动步骤：接收驱动MOS管信号，根据驱动MOS管信号控制电流通断，驱动喷头运动。

本发明提供的点阵大小可控型喷头控制系统，可以通过点阵大小可控型喷头控制方法的步骤流程实现。本领域技术人员可以将点阵大小可控型喷头控制方法理解为所述点阵大小可控型喷头控制系统的优选例。

本发明采用脉冲信号处理与硬件电路相结合使用的方式，使单个脉冲控制单个喷头，实现精确控制喷点大小与位置，用单片机与FPGA同时协同工作，分工明确，可有效的提升工作效率。通过单个脉冲信号控制单个喷头的开关，可以精确控制喷点。使用这种方式，是通过程序加外围电路实现的。上位机下发配置、喷印数据，单片机程序接收，在程序中将通过解析喷印数据生成点阵数组，在字库中比对查询提取，通过定时器控制IO口开关，以达到产生脉冲信号的目的。脉冲信号进入FPGA后调制，变成了由一个长脉冲和多个短脉冲组成的脉冲信号，加上光电隔离电路和驱动电路，从而达到精确控制喷头的目的。

本发明是单片机与FPGA相结合作为信号处理的控制模块，光电隔离电路和驱动电路作为驱动喷头的驱动电路。单片机起主要控制作用，通过232协议芯片、UART接口与上位机通讯，接收上位机下发的喷印数据、喷印配置及起喷、试喷、终止信号并处理，解析出的数据以脉冲的形式送给FPGA，所述脉冲如图2所示；FPGA再次解析数据，将单个脉冲分为一个长脉冲和多个短脉冲，所述一个长脉冲和多个短脉冲如图3所示，经过光耦、反相器驱动MOS管的通断，控制喷头的开关。

高速电磁阀是喷头的一个关键部件，总共有16个，每个高速电磁阀代表一个喷点。脉冲信号通过控制MOS管通断来控制喷墨时刻及喷墨持续时间，以满足不同场合下的喷射要求。由于每次喷射时间很短，电磁铁必须在很短时间内产生很强的吸力来克服复位弹簧的拉力，电磁吸引力公式为

F＝K(IW)²S/l²×9.8×10^-8

(K为常数；I为线圈电流；W为线圈匝数；S为铁芯截面积；l为气隙大小。)

由上述公式可知，在硬件参数确定的情况下，线圈电流大小决定电磁吸引力的大小。但大电流通过线圈必然会造成发热现象，甚至烧毁，为了避免这种现象，开启阀门时需要一个大电流，开启后迅速将线圈电流下降到一个较小的值，如图4所示。因为阀门开启后只需要较小的吸力就可以维持阀门开启状态，这样可以大幅降低线圈的功耗，保证了整个喷墨系统长期可靠运行。根据电流波形和线圈负载电阻计算出各个电磁阀消耗的总平均功率：

I_P为电磁阀线圈的峰值电流；R为线圈铜阻；T_P为达到最大峰值持续时间；I_S为电磁阀开启后维持电流大小；T_S为维持电流持续时间；T_D为喷墨循环工作周期。

由公式分析可知，电磁阀开启阶段消耗功率占较大比例，随着电流维持阶段所占比例的增大，会产生更少的功率损耗。由此，用FPGA来进行脉冲信号调制可以很好的解决这个问题，保证喷印控制设备长期可靠运行。

本发明适用于在钢厂的钢板、钢管等钢铁产品上喷印标识字符，喷印的字符包括数字、大小写字母、符号、特殊符号，例如专属图形等非正常形状，如商标、会标。下面以厚板厂应用实例做进一步阐述。

本发明在厚板厂中是结合PLC、机械臂使用的。喷印控制装置、机械臂与PLC端的通信需要复杂的二次编程完成，可适用于比较恶劣的钢厂环境下。在现场，飘扬的金属粉尘、不同功率下电机的干扰以及各系统间是否能稳定运作都成为钢板能否长期正常喷印的不确定因素。报警指示器能明显的告知现场工作人员机器目前的运行状态，喷印控制装置运行期间反馈的信息可精确地定位故障原因；π型滤波网络能够减少外界强大的电磁场对电路造成的不良影响；MCU控制系统有效的屏蔽外界乱码进入主程序；光电隔离系统中的反相器是带有斯密特触发器功能的，对信号传递有滤波作用，保证信号传递的稳定性。

如图1所示，本发明的适用于钢厂不稳定环境喷印的喷印控制装置包括控制电路电源系统、MCU控制系统、FPGA调制系统、光电隔离系统、驱动模块系统。其中控制电路电源系统包括ACDC模块、电源指示器、3.3V稳压芯片、1.8V稳压芯片、DCDC模块；MCU控制系统包括单片机、复位芯片、复位开关、RS232协议芯片、UART接口、反相器和输入输出硬件接口；FPGA调制系统包括FPGA、故障指示器、AD采集模块和输入输出硬件接口；光电隔离系统包括ACDC模块、π型滤波电路、高速光耦、反相器、继电器和输入输出硬件接口；驱动模块系统包括MOS管、过压保护装置、过流保护装置、防反接装置和输入输出硬件接口；ACDC模块分别与π型滤波电路、3.3V稳压器和1.8V稳压器相连；单片机分别与复位芯片、232协议芯片、UART接口和输入输出硬件接口相连；所述FPGA分别与复位模块、AD采集模块和输入输出硬件接口相连；MOS管与过压保护装置、过流保护装置、防反接装置、输入输出硬件接口相连。

在喷头电压达到250V的情况下，单个长脉冲控制MOS动作会造成MOS管和喷头里的电磁阀产生大量热量从而造成烧毁，使用FPGA调制可以很好的避免这个情况。由图2可知，单片机产生的脉冲脉宽为280us，由图3可知，经由FPGA调制后的脉冲信号分解成了1个脉宽为70us的较长脉冲和14个脉宽为10us的较短脉冲，较长脉冲用来开启电磁阀，较短脉冲用来维持电磁阀的状态。隔离电路具体是由高速光耦芯片和反相器芯片组成，FPGA将信号传入光耦前端，触发高速光耦芯片工作，在后端经由反相器芯片后控制MOS管开关，喷头是使用250V电压驱动的，而单片机与FPGA是3.3V的弱电，高速光耦芯片隔离电压可达到2500V，因此用隔离电路隔离开强弱电是喷印控制装置良好运行的一个重要保障。

其中，MCU主控芯片采用的是NXP公司生产的型号为LPC2214/01的单片机，其流水线结构能够快速响应系统的指令，带有丰富的外设接口，作为一款工业级芯片，能够长期稳定的运行。稳定的供电系统是电路正常工作的保障，ACDC模块选用的是ULNION的WA3-220S05A3模块，具有滤波功能、稳定输出的特点。两款稳压芯片采用的是NationalSemiconductor公司生产的LM1117MPX系列的稳压芯片，满足MCU控制系统和FPGA调制系统的电源需求。输入输出硬件接口使用的是菲尼克斯原厂的接插件，极大的的保障了连接的稳定性。UART接口采用Texas Instruments公司生产的MAX3232CSE芯片，既能作为兼容工厂早期配置的计算机的一种辅助通信手段，同时也能通过Uart口进行程序的烧录。复位芯片采用NXP公司的MAX708RCUA复位芯片。反相器采用的是ON Semiconductor公司的MC74HC125AD芯片。FPGA采用的是Altera公司的，因为其灵活可靠，并且能够在同一平台上支持多个标准。故障指示器的实现，能够指示的当前状态。高速光耦采用的是ToshibaSemiconductor公司的TLP521光耦，因为其较高的隔离度和响应速度。MOS管采用的是NEC公司N通道的2SK2372，其能够保证有足够大的电流驱动电磁阀。

本发明适用于钢厂钢铁产品的喷印字符的方式需要多个较为复杂的模块协同工作，为了实现其简单高效的控制，把事件的主流程归纳为反馈信息的切换，在模块系统上的各个指示器可反映出模块系统的状态，PLC端接收的反馈信息可侦测到哪个环节是否正常工作，因为各个环节都存在故障的可能性，状态反馈机制可有效的定位故障源，减少停产损失。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，包括控制电路电源模块、MCU控制模块、FPGA调制模块、光电隔离模块、驱动模块；

控制电路电源模块：为喷头运动提供控制电源；

MCU控制模块：与上位机通讯，接收上位机下发的喷印信息，处理喷印信息，获取脉冲信号，将脉冲信号输出至FPGA调制模块；

FPGA调制模块：接收脉冲信号，解析脉冲信号，得到长脉冲信号、短脉冲信号，将长脉冲信号、短脉冲信号输出至光电隔离模块；

光电隔离模块：接收并处理长脉冲信号、短脉冲信号，形成驱动MOS管信号，将驱动MOS管信号输出至驱动模块；

驱动模块：接收驱动MOS管信号，根据驱动MOS管信号控制电流通断，驱动喷头运动；

控制电路电源模块与MCU控制模块、FPGA调制模块相连接；

MCU控制模块、FPGA调制模块、光电隔离模块、驱动模块依次相连接。

2.根据权利要求1所述的点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，所述控制电路电源模块主要包括第一ACDC模块、电源指示器、3.3V稳压器、1.8V稳压器、DCDC模块、第一π型滤波电路；

第一ACDC模块的第一输出端与电源指示器的第一输入端相连；

第一ACDC模块的第二输出端与第一π型滤波电路的第一输入端相连；

第一π型滤波电路的第一输出端与DCDC模块的第一输入端相连；

DCDC模块的第一输出端与电源指示器的的第二输入端相连；

DCDC模块的第二输出端与3.3V稳压器的输入端、1.8V稳压器的输入端相连，3.3V稳压器与1.8V稳压器并联。

3.根据权利要求1所述的点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，所述MCU控制模块主要包括单片机、复位芯片、复位开关、RS232协议芯片、UART接口、第一反相器和输入输出硬件接口；

单片机的第一输出端与输入输出硬件接口相连；

单片机的第二输出端与复位芯片、复位开关、RS232协议芯片、UART接口相连；

复位芯片与第一反相器相连。

4.根据权利要求1所述的点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，所述FPGA调制模块主要包括FPGA、故障指示器、AD采集模块和输入输出硬件接口；

FPGA的第一输出端与故障指示器相连；

FPGA的第二输出端与AD采集模块的输入端相连；

FPGA与输入输出硬件接口互相连接。

5.根据权利要求1所述的点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，所述光电隔离模块主要包括第二ACDC模块、第二π型滤波电路、高速光耦、第二反相器、继电器和输入输出硬件接口；

第二ACDC模块的第一输出端与第二π型滤波电路的输入端相连；

第二π型滤波电路的输出端分别与高速光耦的第一输入端、第二反相器的第一输入端、继电器的第一输入端相连；

高速光耦的第一输出端与第二反相器的第二输入端相连；

第二反相器的第一输出端与继电器的第二输入端相连；

高速光耦的第二输出端与输入输出硬件接口相连。

6.根据权利要求1所述的点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，所述驱动模块主要包括MOS管、过压保护装置、过流保护装置、防反接装置和输入输出硬件接口；

MOS管的第一输入端与过压保护装置相连；

MOS管的第二输入端与过流保护装置相连；

MOS管的输出端分别与防反接装置、输入输出硬件接口相连。

7.根据权利要求1所述的点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，所述喷头包括多个电磁阀，所述电磁阀产生电磁吸引力F，电磁吸引力F符合以下公式：

F＝K(IW)²S/l²×9.8×10^-8

式中，K表示常数；I表示线圈电流；W表示线圈匝数；S表示铁芯截面积；l表示气隙值。

8.根据权利要求7所述的点阵大小可控型喷头控制系统，其特征在于，所述电磁阀的消耗总平均功率P_L符合以下公式：

式中，I_P表示电磁阀线圈的峰值电流；R表示线圈铜阻；T_P表示达到最大峰值持续时间；I_S表示电磁阀开启后维持电流值；T_S表示维持电流持续时间；T_D表示喷墨循环工作周期。

9.一种点阵大小可控型喷头控制方法，其特征在于，包括控制电路电源步骤、MCU控制步骤、FPGA调制步骤、光电隔离步骤、驱动步骤；

控制电路电源步骤：为喷头运动提供控制电源；

MCU控制步骤：与上位机通讯，接收上位机下发的喷印信息，处理喷印信息，获取脉冲信号，将脉冲信号输出至FPGA调制步骤；

FPGA调制步骤：接收脉冲信号，解析脉冲信号，得到长脉冲信号、短脉冲信号，将长脉冲信号、短脉冲信号输出至光电隔离步骤；

光电隔离步骤：接收并处理长脉冲信号、短脉冲信号，形成驱动MOS管信号，将驱动MOS管信号输出至驱动步骤；

驱动步骤：接收驱动MOS管信号，根据驱动MOS管信号控制电流通断，驱动喷头运动。

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