CN101100105A

CN101100105A - 注塑机的伺服节能控制系统

Info

Publication number: CN101100105A
Application number: CNA2007100699942A
Authority: CN
Inventors: 陈一青
Original assignee: CHANGSHENGDA MACHINERY (ZHEJIANG) Co Ltd
Current assignee: CHANGSHENGDA MACHINERY (ZHEJIANG) Co Ltd
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2008-01-09

Abstract

一种注塑机的伺服节能控制系统，包括伺服电机、给液压系统提供压力的定量油泵、压力检测传感器、转速传感器以及控制元件，控制系统还包括用于实现压力、流量自动闭环调节的节能控制器，压力检测传感器、转速传感器的输出连接节能控制器，伺服电机包括扭矩调节输入端、转速调节输入端；所述的节能控制器包括压力控制模块、流量控制模块；压力控制模块、流量控制模块的输出连接所述伺服控制器；伺服控制器包括扭矩驱动单元、转速驱动单元，扭矩驱动单元连接伺服电机的扭矩调节输入端，所述的转速驱动单元连接伺服电机的转速调节输入端。本发明提供一种适用性好、控制更敏捷、准确、达到良好的节能效果的注塑机的节能伺服控制系统。

Description

注塑机的伺服节能控制系统

(一)技术领域

本发明涉及注塑机领域，尤其是一种注塑机的伺服节能控制系统。

(二)背景技术

现有的注塑机的节能控制，通常采用变频器或变量泵来实现，或者通过控制电机来实现，变频器采用的节能控制效果比较差，且在低转速时不能实现节能控制。

如中国专利申请号为：200610155035.8，发明名称为伺服节能注塑机，包括液压控制回路、给液压系统提供压力的油泵和驱动油泵的电机及控制电机的控制系统，电机为永磁同步伺服电机，其轴与油泵轴直接连在一起，控制电机的控制系统包括液压系统的压力传感器、与电机相连的伺服控制器和电机转速编码器，压力传感器检测的系统压力信号与注塑机控制器设定的压力参数比较处理后给伺服控制器一个相应的控制信号，电机转速编码器将采集到的电机转速信号输入到伺服控制器中，伺服控制器根据上述控制信号和转速信号输出相应的控制电机转动的信号，图1为其控制原理图。

该伺服节能控制器采用了小闭环伺服系统，伺服电机是非通用产品，而且伺服控制器外还要增加一个闭环卡，或者伺服控制器内增加一个类似于闭环卡一样的控制电路，适用性差，节能效果较差；伺服控制器给电机的是一个综合信号，不能优先选择速度特性或者压力特性，控制效果一般、节能效果不理想。

(三)发明内容

为了克服已有的注塑机节能控制系统的适用性差、控制效果较差、节能效果较差的不足，本发明提供一种适用性好、控制更敏捷、准确、达到良好的节能效果的注塑机的节能伺服控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种注塑机的伺服节能控制系统，包括伺服电机、给液压系统提供压力的定量油泵、压力检测传感器、转速传感器以及控制元件，所述伺服电机带有伺服控制器，所述的伺服电机的输出连接定量油泵，所述定量油泵的输出连接控制元件，所述压力检测传感器安装在定量油泵输出的油路上，所述转速传感器安装在伺服电机内，所述的控制系统还包括用于实现压力、流量自动闭环调节的节能控制器，所述压力检测传感器、转速传感器的输出连接节能控制器，所述的伺服电机包括扭矩调节输入端、转速调节输入端；所述的节能控制器包括：压力控制模块，用于根据当前工作阶段的压力控制值，当采集到的压力传感器的压力值与压力控制值有差值时，调节压力信号的输出值；流量控制模块，用于根据当前工作阶段的流量控制值，当采集到的转速传感器的转速对应的流量值与流量控制值有差值时，调节流量信号的输出值；所述压力控制模块、流量控制模块的输出连接所述伺服控制器；所述的伺服控制器包括：扭矩驱动单元，用于将压力信号转换为扭矩控制信号；转速驱动单元，用于将流量信号转换成转速信号；所述的扭矩驱动单元连接伺服电机的扭矩调节输入端，所述的转速驱动单元连接伺服电机的转速调节输入端。

作为优选的一种方案：在所述的压力控制模块中，设有压力与电压的线性对应序列，压力传感器采集的压力值为电压值；在流量控制模块中，设有转速与电压的线性对应序列，转速传感器采用的转速值为电压值。

所述的伺服电机为交流永磁同步伺服电机。

本发明的技术构思为：通过压力检测传感器检测压力、转速传感器检测电机转速(鉴于采用定量泵，转速与流量成正比)，检测信号经过节能控制器处理后直接输出给伺服控制器，动力源、检测部件和控制器之间形成一个系统的大闭环，能够达到良好的节能效果；所有的零配件全部是通用产品，更有利于以后的技术推广，适用性好。

在控制器中，比较检测的压力与预设的压力大小，转速与预设的转速的大小；控制器输出的是压力、流量两个互不干涉而且可以独立调节的信号，伺服控制器给电机的也是两个可以独立控制的信号，使得控制更敏捷、更准确；而且在操作员输入的压力流量不合理时，系统可以自动根据各个动作的特性，启动优先程序，优选速度特性或者压力特性，调整不合理输出，使扭矩和转速更协调，合理有效的完成各个动作。

在高精密的检测单元的监控下和控制器形成了一个终端闭环控制，使输出扭矩、转速和设备需求的压力、流量匹配，即按需分配(输出)，最大限度的减少了由于溢流和电动机空转而产生的能量损失，达到节能的效果(根据产品的不同可以节能20～70％)；同时额外能量的减少使系统的发热量减少，所以设备对冷却水的需求大大的减少；由于伺服电机的特性使系统还具有很高的响应速度，低噪音等优点。

本发明的有益效果主要表现在：1、适用性好；2、控制更敏捷、准确；3、控制更精密、更稳定；4、达到良好的节能效果；

(四)附图说明

图1是现有的伺服控制原理图。

图2是本发明的伺服控制原理图。

图3是节能控制器的原理框图。

图4是指令电压——转速之间的特性的示意图。

图5是指令电压——扭矩之间的特性的示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图2～图5，一种注塑机的伺服节能控制系统，包括伺服电机1、给液压系统提供压力的定量油泵2、压力检测传感器3、转速传感器4以及控制元件5，所述伺服电机1带有伺服控制器6，所述的伺服电机1的输出连接定量油泵2，所述定量油泵2的输出连接控制元件5，所述压力检测传感器3安装在定量油泵输出的油路上，所述转速传感器4安装在伺服电机1内，所述的控制系统还包括用于实现压力、流量自动闭环调节的节能控制器7，所述压力检测传感器3、转速传感器4的输出连接节能控制器7，所述的伺服电机1包括扭矩调节输入端、转速调节输入端；所述的节能控制器包括：压力控制模块8，用于根据当前工作阶段的压力控制值，当采集到的压力传感器的压力值与压力控制值有差值时，调节压力信号的输出值；流量控制模块9，用于根据当前工作阶段的流量控制值，当采集到的转速传感器的转速对应的流量值与流量控制值有差值时，调节流量信号的输出值；所述压力控制模块8、流量控制模块9的输出连接所述伺服控制器6；所述的伺服控制器6包括：扭矩驱动单元，用于将压力信号转换为扭矩控制信号；转速驱动单元，用于将流量信号转换成转速信号；所述的扭矩驱动单元连接伺服电机1的扭矩调节输入端，所述的转速驱动单元连接伺服电机1的转速调节输入端。

在所述的压力控制模块8中，设有压力与电压的线性对应序列，压力传感器采集的压力值为电压值；在流量控制模块9中，设有转速与电压的线性对应序列，转速传感器采用的转速值为电压值。

电压的大小与转速值呈对应关系，图4给出了电压——扭矩之间的特性的示意图；电压的大小与扭矩值呈对应关系，图5给出了电压——扭矩之间的特性的示意图。

本实施例的工作过程为：在注塑机的各个工作阶段设置了不同的压力、流量控制值，如注塑机运行在不同的工作阶段，则相应给伺服控制器相应的控制信号，伺服控制器分别将扭矩控制信号、转速控制信号输出到伺服电机；

当运行在某一工作阶段时，鉴于压力与指令电压成正比，如检测到的压力传感器的压力值比压力控制值大，则节能控制器实时调节，将压力控制信号(指令电压)适当的调小，直到检测到的当前压力值与压力控制值一致；反之，如压力传感器的压力值比压力控制值小，则调大压力控制信号(指令电压)；

转速的调节跟压力调节类似，均实现了负反馈调节。

在节能控制器7中，比较检测的压力与预设的压力大小，转速与预设的转速的大小；控制器输出的是压力、流量两个互不干涉而且可以独立调节的信号，伺服控制器给电机的也是两个可以独立控制的信号，使得控制更敏捷、更准确；而且在操作员输入的压力流量不合理时，系统可以自动根据各个动作的特性，启动优化程序，优选速度特性或者压力特性，调整不合理输出，使扭矩和转速更加协调，合理有效的完成各个动作。

Claims

1、一种注塑机的伺服节能控制系统，包括伺服电机、给液压系统提供压力的定量油泵、压力检测传感器、转速传感器以及控制元件，所述伺服电机带有伺服控制器，所述的伺服电机的输出连接定量油泵，所述定量油泵的输出连接控制元件，所述压力检测传感器安装在定量油泵输出的油路上，所述转速传感器安装在伺服电机内，其特征在于：所述的控制系统还包括用于实现压力、流量自动闭环调节的节能控制器，所述压力检测传感器、转速传感器的输出连接节能控制器，所述的伺服电机包括压力调节输入端、流量调节输入端；所述的节能控制器包括：

压力控制模块，用于根据当前工作阶段的压力控制值，当采集到的压力传感器的压力值与压力控制值有差值时，调节压力信号的输出值；

流量控制模块，用于根据当前工作阶段的流量控制值，当采集到的转速传感器的转速对应的流量值与流量控制值有差值时，调节流量信号的输出值；

所述压力控制模块、流量控制模块的输出连接所述伺服控制器；

所述的伺服控制器包括：

扭矩驱动单元，用于将压力信号转换为扭矩控制信号；

转速驱动单元，用于将流量信号转换成转速信号；

所述的扭矩驱动单元连接伺服电机的扭矩调节输入端，所述的转速驱动单元连接伺服电机的转速调节输入端。

2、如权利要求1所述的注塑机的伺服节能控制系统，其特征在于：在所述的压力控制模块中，设有压力与电压的线性对应序列，压力传感器采集的压力值为电压值；在流量控制模块中，设有转速与电压的线性对应序列，转速传感器采用的转速值为电压值。

3、如权利要求1或2所述的注塑机的伺服节能控制系统，其特征在于：所述的伺服电机为交流永磁同步伺服电机。