CN101408211A - 一种油电复合节能型闭环控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液压控制控制系统及其控制方法，尤其是涉及一种液压的闭环节能控制系统及其控制方法。它由控制器、伺服驱动器、伺服电机、驱动电源装置、液压油路、前向控制电路以及反馈电路构成，前向控制电路上顺序连接着控制器、伺服驱动器、驱动电源装置、伺服电机，所述的伺服电机的动力输出端与油泵相连，伺服电机的工作信号通过反馈电路反馈给电源装置，液压油路内设有一个压力传感器，压力传感器的信号电路与控制器相连。本发明具有节能效果明显提高，提高速度的稳定性，降低油温，延长密封件的使用周期，从而提高整机的使用寿命等作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压控制控制系统及其控制方法，尤其是涉及一种液压的闭环节能控制系统及其控制方法。
背景技术
电液控制系统以其响应速度快、精度高的优点得到了广泛的应用，电液控制系统主要有节流控制系统与容积式控制系统两大类。很多液压系统中，尤其是在节流控制的液压系统中，在多数时间内负载的实际耗油量均小于油泵的供油量，造成高压状态下液压油部分经溢流阀溢出。该溢流部分不仅没有任何作用，而且产生热量，造成液压油发热，使得液压系统的温度更高，也加速了液压油的变质，同时造成了能源的极大浪费。为此，人们找寻了很多的方法，试图解决这个问题，也有一些方法达到了一些有益的效果，如变频调整技术在液压系统中的使用使得系统最大限度的减少了溢流损失，效率高、节能。它的主要原理是，以变频器控制普通异步电机的转速，由此带动定量泵，通过改变电机的转速而使泵的输出流量发生变化，使泵的输出流量与系统要求相适应。但是这种技术从目前的技术水平上来看，在系统处于不同的工作状态时的自动转换上，控制系统处于同一工作状态的即时调整上还是存在很大的缺陷，同时，变频器控制的电机加减速时间长，动态响应速度慢，不能满足液压系统的要求，这些都影响了液压设备的产生速度、精度和自动程度。为了提高电液复合控制系统的工作性能，专利号为02136174.6的发明专利公开了一种基于变频调速的电液复合控制系统及其控制方法，它包括变频器、电机、液压泵、检测反馈单元、液压控制系统、能量调节单元、控制器。由变频器控制电机和电液控制阀对液压系统进行控制，而对电液控制阀，对能量调节单元以及对变频器控制是由统一的控制器来完成。该方案利用变频器改变泵的转速，使泵的输出流量与系统要求相适应，减少了溢流损失，效率高、节能。但该技术方案未注意到电机在运行过程中的反馈补偿，并根据该补尝调整电机的运行状态。同时该技术方案也无法作到液压设备在不同的工作过程下对油压的自动转换。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的液压设备的溢流多、油温高、能量损耗大，对电机的控制不精确，自动化程度不高等的技术问题，提供一种溢流少、油温低、节能、准备、自动化程度高的油电复合节能型闭环控制系统及其控制方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种油电复合节能型闭环控制系统，由控制器、伺服驱动器、伺服电机、驱动电源装置、液压油路、前向控制电路以及反馈电路构成，其特征在于所述的前向控制电路上顺序连接着控制器、伺服驱动器、驱动电源装置、伺服电机，所述的伺服电机的动力输出端与油泵相连，伺服电机的工作信号通过反馈电路反馈给电源装置，液压油路内设有一个压力传感器，压力传感器的信号电路与控制器相连。本开环节能控制装置是利用伺服电机不同控制模式，按设备当前的工作状态由控制器根据反馈信号，主动调整控制指令控制伺服驱动器，伺服驱动器根据指令控制电源装置向伺服电机提供电流，伺服电机带动油泵工作。同时伺服电机的工作状态通过反馈电路反馈给电源装置，电源装置根据反馈信号进行电流输出补尝，从而达到输出电流的即时调整。液压油路内的压力传感器负责将液压油路内的油压(油压反应设备的工作状态)信号反馈给控制器，控制器根据反馈的信息调整工作模式或指令伺服驱动器改变伺服电机的输入电流，从而控制伺服电机的工作状态。
作为优选，所述的伺服电机工作信号的反馈电路上顺序设有解码器、滤波器。解码器将电机工作信号由模拟信号转换为数字信号，由滤波器对信号进行选择并传给电源装置。
作为优选，驱动电源装置与伺服电机之间设有电流感应器，电流感应器的信号电路与控制器相连。电流的感应器反应了实际电流的大小，这个电流可能与系统希望得到的电流会有一些误差，而控制器可以根据实际电流的大小发出指令，由伺服驱动器对电流大小进行调整。系统一直处于一个动态调整中，有利于提高控制的精确性。
上述控制系统的控制方法是，一种油电复合节能型闭环控制方法，它由前向控制和反馈补偿构成，其特征在于它包括以下步骤：
a.控制器向伺服驱动器发出启动指令；
b.伺服驱动器控制电源装置向伺服电机提供电流；
c.伺服电机带动油泵工作，并将自身的工作信号通过反馈电路反馈给电源装置，电源装置接受反馈电路的信号补偿调整供给伺服电机的电源强度；
d.液压油路内的压力传感器将不同工作状态的油压信号通过信号电路反馈给控制器，控制器通过对油压信号判断系统的工作状态，控制伺服驱动器改变电源电流强度，从而改变伺服马达的工作状态。
作为优选，所述的驱动电源输出的电流由电流感应器通过信号电路反馈给控制器，控制器根据电流信号对伺服驱动器作出调整命令。
作为优选，所述的伺服电机的工作信号根据系统不同的工作状态分为电压信号和力矩信号两种。
作为优选，系统处于速度要求高的工作状态时，伺服电机的工作信号采用电压信号；系统处于压力要求高的工作状态时，伺服电机的工作信号采用电压信号。伺服电机工作时的电压大小能反应电机的转速，伺服电机的工作力矩能反应出液压管路内的油压状况。
作为优选，所述的闭环控制系统可分别用于挤出机、注塑机或者冲床的液压系统。
本发明的带来的有益效果是，节能效果明显提高，可以达到30％-65％，提高速度的稳定性，降低油温，延长密封件的使用周期，从而提高整机的使用寿命。操作也更加方便，生产中全程自动跟踪控制，且简单、安全。同也还具有噪音低，控制灵活等特点。
因此，本发明具有结构合理，简单操作方便、成本低、寿命长等特点。
附图说明
附图1是本发明一种油电复合节能型闭环控制系统的一种结构示意图；
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：附图1是本发明一种油电复合节能型闭环控制系统的一种结构示意图它由控制器、伺服驱动器、伺服电机、驱动电源装置、液压油路、前向控制电路以及反馈电路构成，前向控制电路上顺序连接着控制器、伺服驱动器、驱动电源装置、伺服电机，所述的伺服电机的动力输出端与油泵相连，伺服电机的工作信号通过反馈电路反馈给电源装置，该反馈电路上还连接有解码器和滤波器，分别对电机的工作信号从模拟信号转换为数之信号，然后对数字信号进行筛选，需要的信号反馈给电源装置。液压油路内设有一个压力传感器，压力传感器的信号电路与控制器相连。驱动电源装置与伺服电机之间设有电流感应器，电流感应器的信号电路与控制器相连。
上述的控制系统的控制方法包括以下步骤：
a.控制器向伺服驱动器发出启动指令；
b.伺服驱动器控制电源装置向伺服电机提供电流；
c.伺服电机带动油泵工作，并将自身的工作信号通过反馈电路反馈给电源装置，电源装置接受反馈电路的信号补偿调整供给伺服电机的电源强度；
d.液压油路内的压力传感器将不同工作状态的油压信号通过信号电路反馈给控制器，控制器通过对油压信号判断系统的工作状态，控制伺服驱动器改变电源电流强度，从而改变伺服马达的工作状态。
在上述的控制方法的基础上，驱动电源输出的电流由电流感应器通过信号电路反馈给控制器，控制器根据电流信号对伺服驱动器作出调整命令。伺服电机的工作信号根据系统不同的工作状态分为电压信号和力矩信号两种。当系统对油压的要求高时，控制器指令伺服驱动器通过伺服电机反馈的力矩信号进行补偿，从而控制电流；当系统对速度要求高时，控制器指令伺服驱动器通过伺服电机反馈的电压信号进行反馈。所以该系统可以满足液压设备不同工作状态的需求。
本发明的技术方案适合于挤出机、注塑机或者冲床等多种设备的液压系统，具有节能效果明显提高，可以达到30％-65％，提高速度的稳定性，降低油温，延长密封件的使用周期，从而提高整机的使用寿命。操作也更加方便，生产中全程自动跟踪控制，且简单、安全。同也还具有噪音低，控制灵活等特点。
Claims (10)
1.一种油电复合节能型闭环控制系统，由控制器、伺服驱动器、伺服电机、驱动电源装置、液压油路、前向控制电路以及反馈电路构成，其特征在于所述的前向控制电路上顺序连接着控制器、伺服驱动器、驱动电源装置、伺服电机，所述的伺服电机的动力输出端与油泵相连，伺服电机的工作信号通过反馈电路反馈给电源装置，液压油路内设有一个压力传感器，压力传感器的信号电路与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的一种油电复合节能型闭环控制系统，其特征在于所述的伺服电机工作信号的反馈电路上顺序设有解码器、滤波器。
3.根据权利要求1或2所述的一种油电复合节能型闭环控制系统，其特征在于所述的驱动电源装置与伺服电机之间设有电流感应器，电流感应器的信号电路与控制器相连。
4.一种油电复合节能型闭环控制方法，它由前向控制和反馈补偿构成，其特征在于它包括以下步骤：
a.控制器向伺服驱动器发出启动指令；
b.伺服驱动器控制电源装置向伺服电机提供电流；
c.伺服电机带动油泵工作，并将自身的工作信号通过反馈电路反馈给电源装置，电源装置接受反馈电路的信号补偿调整供给伺服电机的电源强度；
d.液压油路内的压力传感器将不同工作状态的油压信号通过信号电路反馈给控制器，控制器通过对油压信号判断系统的工作状态，控制伺服驱动器改变电源电流强度，从而改变伺服马达的工作状态。
5.根据权利要求4所述的一种油电复合节能型闭环控制方法，其特征在于所述的驱动电源输出的电流由电流感应器通过信号电路反馈给控制器，控制器根据电流信号对伺服驱动器作出调整命令。
6.根据权利要求4或5所述的一种油电复合节能型闭环控制方法，其特征在于所述的伺服电机的工作信号根据系统不同的工作状态分为电压信号和力矩信号两种。
7.根据权利要求6所述的一种油电复合节能型闭环控制方法，其特征在于系统处于速度要求高的工作状态时，伺服电机的工作信号采用电压信号；系统处于压力要求高的工作状态时，伺服电机的工作信号采用电压信号。
8.根据权利要求4或5所述的一种油电复合节能型闭环控制方法，其特征在于所述的闭环控制系统可分别用于挤出机、注塑机或者冲床的液压系统。
9.根据权利要求6所述的一种油电复合节能型闭环控制方法，其特征在于所述的闭环控制系统可分别用于挤出机、注塑机或者冲床的液压系统。
10.根据权利要求7所述的一种油电复合节能型闭环控制方法，其特征在于所述的闭环控制系统可分别用于挤出机、注塑机或者冲床的液压系统。
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2008
- 2008-09-22 CN CNA2008103046020A patent/CN101408211A/zh active Pending
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