CN101586589A - 电液运动一体化模块装置 - Google Patents

Abstract

一种电液运动一体化模块装置，主要解决简化设计技术和提高系统可靠性等技术问题，其采用技术方案是，装置设置有由可编程控制器和液压控制器组成的控制主体，液压控制器经现场总线分别连接有工控计算机和可编程控制器，液压控制器还分别连接有液压控制元件和反馈回路，液压控制器读入上位机设定的参数，并根据反馈回路的反馈信号，经运算后送控制信号到液压控制元件再驱动液压执行机构作设定的运动，适用于各式电液运动控制系统。

Description

电液运动一体化模块装置

技术领域：

本发明涉及一种具有随动作用的伺服马达，特别是一种具有电控制的装置。

背景技术：

随着现代工业高速发展，在煤炭、化工、机械、交通运输等部门，液压传动和控制技术得到广泛地应用，其相应新技术也不断地被采用，随着各种设备的自动化程度越来越高，与其配套的液压系统也渐趋复杂化，技术要求也随之提高，当前，用比例阀或伺服阀加PLC或工控计算机配合相应的检测反馈回路和液压执行机构，是常见的电液运动控制系统，普遍应用于控制以位移或力为控制对象的各种设备，但现有的这些电液运动控制装置存在下列问题：

1.设计技术要求高：要求设计人员具有综合、全面的机电知识和工程经验，设计者不仅要对液压阀、液压缸、液压马达等液压元器件特性有详细和深入的了解，还必须掌握复杂的控制技术和控制算法的实现方法；

2.新装置开发周期长且不具通用性，电液运动控制系统性能难以达到最优化，并从而对电液运动控制技术的推广应用产生负面影响；

3.系统可靠性不高，通用性差，造成资源浪费。现有的电液运动控制系统大都是针对具体项目要求定制，没有规模生产的量，设计者仅重视满足系统功能要求，难以顾及可靠性和稳定性，由于是针对具体项目开发，无法考虑其可移植性，通用性差，而且也无相关标准约束，利用技术进步的条件差，并会带来资源浪费。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的电液运动一体化模块装置，它能简化设计技术，缩短装置开发周期，便于电液控制技术推广应用，能形成规模生产和节约资源，从而具有良好的经济效益，并能提高系统可靠性和稳定性。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：电液运动一体化模块装置包括有工控计算机、操作台、液压动力系统、液压控制元件、液压执行机构和反馈回路，液压动力系统经管路连接有液压控制元件，液压控制元件连接有液压执行机构，液压执行机构连接有反馈回路，其特点是：装置还设置有由可编程控制器和液压控制器组成的控制主体，该液压控制器经现场总线分别连接有工控计算机和可编程控制器，液压控制器还经导线分别连接有液压控制元件和反馈回路，液压控制器读入上位机设定的参数，并根据反馈回路的反馈信号，经运算后送控制信号到液压控制元件再驱动液压执行机构作设定的运动。

本发明将液压系统、信号反馈回路和液压执行机构看作一个整体，配合液压控制器构成电液运动控制模块，设计者只需将相关运动控制要求和参数按人机界面提示以“对话框”格式填入，即可完成复杂的运动控制设计，简化设计，缩短产品开发周期，能明显减少相应的人力和资金投入，同时本发明由于采用电液运动控制模块方式，使系统的可靠性和稳定性能显著地提高，且此项技术更加有利电液技术推广和应用，从而形成规模生产，节约资源，提高经济效益。

附图说明：

图1是本发明电液运动一体化模块装置结构框图。

图2是图1的系统结构示意图。

具体实施方式：

参照图1、2，电液运动一体化模块装置包括有工控计算机1、控制主体2、操作台3、液压动力系统4、液压控制元件5、液压执行机构6和反馈回路7。

工控计算机1，是用于装置远程控制的远程计算机，工控计算机1通过现场总线分别连接控制主体2的可编程控制器PLC和液压控制器22。

控制主体2包括有可编程控制器PLC21和液压控制器22，其中：

可编程控制器PLC21，分别连接液压控制器22、工控计算机1、操作台3和液压动力系统4；

液压控制器22是16位处理器MC68376、32位处理器MC68376或ARM7TDMI构成的模块化控制器，分别连接有工控计算机1、可编程控制器PLC21、液压控制元件5和反馈回路7，液压控制器22用于电液运动控制的算法实现、同上位机信息交互、数字量开关逻辑信号处理、模拟量信号输出、反馈回路的反馈信号接收和预处理；

控制主体2上配置有现场总线通讯接口、数字量输入接口和输出接口、模拟量输入接口和输出接口、数字式传感器输入接口和电源输入接口。

操作台3，是用于装置现场控制的设备，操作台3连接有控制主体2的可编程控制器PLC21。

液压动力系统4可由通用的电动液压泵、管路、管路附件和油箱等组成，系统的启动与停止是由控制主体2的可编程控制器PLC21控制，输出压力油经管道供向液压控制元件5。

液压控制元件5，是由通用的比例阀或伺服阀构成的压力、流量控制单元，其控制线和控制主体2的液压控制器22连接，控制量可选择电流型或电压型。

液压执行机构6，可为液压缸(位置或力控制)或液压马达(速度控制)，根据现场实际控制要求选定。

反馈回路7，该回路的主体是传感器，电液运动一体化模块装置的传感器可为压力传感器、位移传感器、或转速转矩传感器，该传感器分别连接控制主体2的液压控制器22和液压执行机构6，从而构成信号检测回路，通常传感器可根据运动控制的功能要求选定。

本发明提供上述的电液运动控制模块装置，设计者可免去复杂的液压、电气、控制和算法等中间问题，直接将液压动力系统4、信号反馈回路7和液压执行机构6看作一个整体，配合液压控制器22构成液压运动控制模块，系统设计者只需将相关运动控制要求和参数，通过简单的图形化编程即可实现复杂的运动控制。

电液运动一体化模块装置包括有操作台控制和远程控制两种工作状态，其对应工作流程是：

操作台控制方式：通过可编程控制器PLC21、启动液压动力系统和相关逻辑控制顺序，选择运动控制方式(如力控制或位移控制)，并设定运动控制量和运动次数等相关运动参数，液压控制器22读入设定的参数后，根据反馈回路7的传感器反馈信号，经内部运算后的控制信号输入液压控制元件5，再经液压控制元件5放大自输入端驱动液压执行机构6作设定的运动。

远程控制方式：该方式和上述操作台控制方式相似，其区别在于控制信号的给定和运动控制量的设定均由工控计算机1完成，通过现场总线13将控制量分别送到可编程控制器21和液压控制器22，然后由其分别进行逻辑和运动控制。

Claims (5)

1、一种电液运动一体化模块装置，该装置包括有工控计算机、操作台、液压动力系统、液压控制元件、液压执行机构和反馈回路，液压动力系统经管路连接有液压控制元件，液压控制元件连接有液压执行机构，液压执行机构连接有反馈回路，其特征在于：装置还设置有由可编程控制器(21)和液压控制器(22)组成的控制主体(2)，液压控制器(22)经现场总线分别连接有工控计算机(1)和可编程控制器(21)，液压控制器(22)分别连接有液压控制元件(5)和反馈回路(7)，液压控制器(22)读入上位机设定的参数，并根据反馈回路(7)的反馈信号，经运算后送控制信号到液压控制元件(5)再驱动液压执行机构(6)作设定的运动。

2、根据权利要求1所述的电液运动一体化模块装置，其特征是控制主体(2)的液压控制器(22)是16或32位处理器MC68376或ARM7TDMI构成的模块化控制器，控制主体(2)上还配置有现场总线通知接口、数字量输入和输出接口、模拟量输入和输出接口、数字式传感器输入接口和电源输入接口。

3、根据权利要求1所述的电液运动一体化模块装置，其特征是液压控制元件(5)是比例伺服阀构成的压力、流量控制单元。

4、根据权利要求1所述的电液运动一体化模块装置，其特征是液压执行机构(6)是液压缸或液压马达。

5、根据权利要求1所述的电液运动一体化模块装置，其特征是反馈回路)7)是压力传感器、位移传感器或转速转矩传感器构成的信号检测回路。

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