CN102681557B - 液压系统集成控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压系统集成控制装置及控制方法，包括CPU单元、电源单元、开关量和脉冲输入单元、开关功率驱动单元、模拟信号输入输出单元、比例驱动单元、通信单元和交互显示单元；所述开关量和脉冲输入单元、开关功率驱动单元、模拟信号输入输出单元、比例驱动单元、通信单元和交互显示单元均与CPU单元相连接；所述CPU单元、开关量和脉冲输入单元、开关功率驱动单元、模拟信号输入输出单元、比例驱动单元、通信单元和交互显示单元均与电源单元相连接，由电源单元提供电源。

Description

液压系统集成控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及液压领域、控制技术和集成电路领域，尤其是一种液压系统集成控制装置及控制方法。

技术背景

当前工业应用的液压系统控制主要采用PLC、继电器和比例放大板组合的方式控制，PLC输出信号控制继电器输出开关信号，控制比例放大板输出比例信号以驱动电磁铁，整个电气控制系统以控制柜和操作台的方式安置，如果需要对液压系统的运行状况实时监测，需要安装计算机并编制监控软件，这种方式的控制系统比较繁杂，而且体积大，成本较高，连线复杂，维修困难，在空间要求高的场合不适合应用。目前现有的工业控制器主要是针对工程机械开发的，输入输出通道有限，而且很难实现系统级扩展，不能满足复杂的工业现场液压系统的使用要求。

发明内容

为了克服现有方案的缺陷，本发明提出一种方便扩展的液压系统集成控制装置及控制方法及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液压系统集成控制装置，包括：CPU单元、电源单元、开关量和脉冲输入单元、开关功率驱动单元、模拟信号输入输出单元、比例驱动单元、通信单元和交互显示单元；所述CPU单元包括主CPU、副CPU、通信总线接口、串口总线输出接口、数据存储模块、模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关输出接口和开关量输入接口；所述通信总线接口、串口总线输出接口、数据存储模块、模拟量输入接口和模拟量输出接口均与主CPU相连接，所述开关输出接口和开关量输入接口均与副CPU相连接；所述交互显示单元通过通信单元与通信总线接口相连接；所述比例驱动单元与串口总线输出接口相连接；所述开关功率驱动单元与开关输出接口相连接；所述开关量和脉冲输入单元与开关量输入接口相连接；所述模拟信号输入输出单元分别与模拟量输入接口和模拟量输出接口相连接；所述主CPU、副CPU、通信总线接口、串口总线输出接口、数据存储模块、模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关输出接口、开关量输入接口、开关量和脉冲输入单元、开关功率驱动单元、模拟信号输入输出单元、比例驱动单元、通信单元和交互显示单元均与电源单元相连接；所述主CPU、副CPU、通信总线接口、串口总线输出接口、数据存储模块、模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关输出接口和开关量输入接口均集成于主板上；所述电源单元、开关量和脉冲输入单元、开关功率驱动单元、模拟信号输入输出单元、比例驱动单元、通信单元和交互显示单元分别集成于相互独立的子板上；所述通信总线接口、串口总线输出接口、数据存储模块、模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关输出接口和开关量输入接口上均设置有相应的插槽，所述开关量和脉冲输入单元、开关功率驱动单元、模拟信号输入输出单元、比例驱动单元、通信单元和交互显示单元所在的子板上设置有对应的接口插槽；模拟信号输入输出单元包括模拟信号输入装置和模拟信号输出装置；所述模拟信号输入装置与模拟量输入接口相连接，所述模拟信号输出装置与模拟量输出接口相连接；所述开关功率驱动单元包括开关功率驱动模块，所述开关功率驱动模块连接有安全控制装置I；所述开关功率驱动模块与开关输出接口相连接；所述比例驱动单元包括依次相连接的数模转换器、PID控制器和比例驱动放大器；所述比例驱动放大器连接有安全控制装置II；所述数模转换器与串口总线输出接口相连接；所述安全控制装置I包括比较器I，所述比较器I分别连接有报警装置I、单向导通装置I、电流信号检测装置I和阀值信号设定装置I；所述单向导通装置I和电流信号检测装置I均与开关驱动模块相连接；所述安全控制装置II包括比较器II，所述比较器II分别连接有报警装置II、单向导通装置II、电流信号检测装置II和阀值信号设定装置II；所述单向导通装置II和电流信号检测装置II均与比例驱动放大器相连接。

作为对本发明液压系统集成控制装置的改进：所述交互显示单元包括显示单元CPU，显示单元CPU分别连接有显示与输入装置和按键输入装置；所述显示单元CPU与通信总线接口相连接。

作为对本发明液压系统集成控制装置的进一步改进：所述通信单元包括RS232接口、RS485接口、RS422接口、CAN总线接口、互联网通信接口和无线通信模块；所述RS232接口、RS485接口、RS422接口、CAN总线接口、互联网通信接口和无线通信模块均与通信总线接口相连接；所述RS422接口与显示单元CPU相连接。

作为对本发明液压系统集成控制装置的进一步改进：所述的电源单元包括相互连接的电源和AC／DC转换器；所述的电源分别与主CPU、副CPU、通信总线接口、串口总线输出接口、数据存储模块、模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关输出接口、开关量输入接口、普通开关量输入装置、连续PWM信号输入装置、比较器I、报警装置I、单向导通装置I、电流信号检测装置I、阀值信号设定装置I、开关功率驱动模块、模拟信号输入装置、模拟信号输出装置、数模转换器、比较器II、报警装置II、单向导通装置II、电流信号检测装置II、阀值信号设定装置II、PID控制器、比例驱动放大器、RS232接口、RS485接口、RS422接口、CAN总线接口、互联网通信接口、无线通信模块、显示单元CPU、显示与输入装置和按键输入装置相连接。

作为对本发明液压系统集成控制装置的进一步改进：所述CPU和副CPU分别连接有防瞬间掉电装置；所述主CPU上连接有计时模块；所述防瞬间掉电装置与计时模块均与电源相连接。

本发明将液压系统当前使用的电气控制系统和测控系统功能集成在一起，大大缩小了监控系统的体积，提高了集成度，降低了成本，并且不再需要复杂的内部连线，简化了控制系统设计，缩短了液压控制系统的开发流程，使开发者将精力放在软件设计上，而不再考虑硬件设计，大大提高了开发效率。采用模块化的星形结构设计，使每个功能模块只与CPU单元和电源单元连接，CPU单元与其他单元之间连接部加入隔离模块，功率驱动级与控制单元分别供电，电源单元供电线功率不大，控制器功能单元的损坏不会引发连锁反应，完善的状态指示和报警指示使得查错容易，检修方便，只需更换损坏功能单元电路板即可，维修周期短，维修成本低。采用卡槽式子母板结构设计使得控制器功能扩展和变形设计简单，通用性强，使用简便。集成多种通信接口，使得控制器支持远程控制、网络管理和在线监测，有利于未来网络化管理和智能控制。

而且目前有的一些工程机械专用控制器在设计的时候是专门针对工程机械来开发的，不能满足工业现场液压系统的控制要求，因为工业现场的液压系统变化多样，对控制器的端口和功能数量要求不一样，并且他们也没有在线监测和远程操作、网络管理和故障诊断这些功能，所以就发明这样一种方便扩展的控制器，可以扩展通道数量，并且加入为适应现代化管理和监测诊断的功能模块，来适应现在的工业现场液压系统的控制要求。

附图说明

图1本发明的液压系统集成控制装置的结构示意图；

图2是图1的安全控制装置I231的结构示意图；

图3是图1的安全控制装置II411的结构示意图；

图4是图1实际应用时的结构示意图。

具体实施方式

给出了一种液压系统集成控制装置及控制方法，包括CPU单元1、电源单元100、开关量和脉冲输入单元22、开关功率驱动单元23、模拟信号输入输出单元67、比例驱动单元41、通信单元32和交互显示单元31。

以上所述的CPU单元1包括主CPU11、副CPU12、通信总线接口13、串口总线输出接口14、数据存储模块15、模拟量输入接口16、模拟量输出接口17、开关输出接口20、开关量输入接口21、防瞬间掉电装置18和计时模块30；计时模块30、通信总线接口13、串口总线输出接口14、数据存储模块15、模拟量输入接口16和模拟量输出接口17均与主CPU11相连接，开关量输出接口20和开关量输入接口21均与副CPU12相连接；CPU11和副CPU12分别与防瞬间掉电装置18相连接。

以上所述的开关量和脉冲输入单元22包括普通开关量输入装置221和连续PWM信号输入装置222。

以上所述的模拟信号输入输出单元67包括模拟信号输入装置671和模拟信号输出装置672。模拟信号输入装置671为可以将模拟信号转换为数字信号的装置。

以上所述的开关功率驱动单元23包括相互连接的安全控制装置I231和开关功率驱动模块233。安全控制装置I231包括比较器I2311、报警装置I232、单向导通装置I2312(二极管)、电流信号检测装置I2313和阀值信号设定装置I2314；比较器I2311分别与报警装置I232、单向导通装置I2312、电流信号检测装置I2313和阀值信号设定装置I2314相连接；单向导通装置I2312和开关驱动模块233的输入端相连接，电流信号检测装置I2313与开关驱动模块233的输出端相连接；安全控制装置I231实际工作时，电流信号检测装置I2313检测出开关驱动模块233的输出端的电压信号；同时，电流信号检测装置I2313将检测出的电压信号传送到比较器I2311中，阀值信号设定装置I2314也传送一个预先设定的比较电压传送到比较器I2311中；电压信号大于比较电压时，比较器I2311分别向报警装置I232和单向导通装置I2312输出低电平，开关驱动模块233的输入端的电压被拉低，就不能输出电流，同时报警装置I232开始报警；当电压信号小于比较电压时，比较器I2311分别向报警装置I232和单向导通装置I2312输出高电平，单向导通装置I2312电阻无限大，开关驱动模块233就能正常工作，同时报警装置I232停止报警。

以上所述的通信单元32包括RS232接口321、RS485接口322、RS422接口323、CAN总线接口324、互联网通信接口325和无线通信模块326。可实现CAN总线通信、网络管理和远程通信与监控。

以上所述的交互显示单元31包括显示单元CPU312、显示与输入装置311和按键输入装置313；显示单元CPU312分别连接有显示与输入装置311和按键输入装置313；显示单元CPU312与RS422接口323相连接。交互显示单元31采用便携式的结构设计，可以安放在控制器机箱上也可便携移动，可实现远端操作；该交互显示单元31带有显示单元CPU312，可以实现显示与输入装置311上的触控操作和通过按键输入装置313的硬件按钮操作，并且两种操作方式具有互锁功能，显示单元CPU312能通过接受按键输入装置313上的硬件按钮和旋钮提供的开关量和模拟电压输入信号，也能接受显示与输入装置311上的触摸屏的操作输入，操作信号输入显示单元CPU312后，通过通信总线接口13传送到主CPU11中；显示单元CPU312还能通过数据通信方式在线监测液压系统运行状态参数，并且进行数据处理，以数字和曲线两种方式在显示与输入装置311上显示。

以上所述的比例驱动单元41包括数模转换器414、安全控制装置II411、PID控制器413和比例驱动放大器415。数模转换器414与PID控制器413相连接，PID控制器413与比例驱动放大器415相连接，比例驱动放大器415和安全控制装置II411相连接。安全控制装置II411包括比较器II4111、报警装置II412、单向导通装置II4112、电流信号检测装置II4113和阀值信号设定装置II1414；比较器II4111分别与报警装置II412、单向导通装置II4112、电流信号检测装置II4113和阀值信号设定装置II1414相连接；单向导通装置II4112和比例驱动放大器415的输入端相连接，电流信号检测装置I2313与比例驱动放大器415的输出端相连接。安全控制装置II411的使用方法与安全控制装置I231完全相同。

以上所述的电源单元100包括相互连接的电源102和AC／DC转换器101。

以上所述的主CPU11、副CPU12、通信总线接口13、串口总线输出接口14、数据存储模块15、模拟量输入接口16、模拟量输出接口17、开关输出接口20、开关量输入接口21、普通开关量输入装置221、连续PWM信号输入装置222、比较器I2311、报警装置I232、单向导通装置I2312、电流信号检测装置I2313、阀值信号设定装置I2314、开关功率驱动模块233、模拟信号输入装置671、模拟信号输出装置672、数模转换器414、比较器II4111、报警装置II412、单向导通装置II4112、电流信号检测装置II4113、阀值信号设定装置II1414、PID控制器413、比例驱动放大器415、RS232接口321、RS485接口322、RS422接口323、CAN总线接口324、互联网通信接口325、无线通信模块326、显示单元CPU312、显示与输入装置311和按键输入装置313均与电源102相连接，由AC／DC转换器101连接220V的市电，将220V的市电转化为24V的直流电，再由24V的直流电通过电源102向各个用电设备供电；为保持图面整洁，省略图中的电连接关系。

以上所述的CPU单元1集成在一个主板内，电源单元100、开关量和脉冲输入单元22、开关功率驱动单元23、模拟信号输入输出单元67、比例驱动单元41、通信单元32和交互显示单元31均集成于各自不同的子板内(即电源单元100集成在一个子板I内，开关量和脉冲输入单元22集成在一个子板II内，开关功率驱动单元23集成在一个子板III内，模拟信号输入输出单元67集成在一个子板IV内，比例驱动单元41集成在一个子板V内，通信单元32集成在一个子板VI内，交互显示单元31集成在一个子板VII内；子板I、子板II、子板III、子板IV、子板V、子板VI和子板VII为相互独立的子板)。

子板通过欧卡式插座(类似CPCI连接器的公母型插座)插在主板上，各子板之间相对独立，方便控制器的各功能单元数量的扩展，控制器变形设计简单，只需更换主板即可实现控制器的变形设计，当某个功能损坏后，只需更换该功能单元子板，无需更换整个控制器，维护方便。

所有子板均插在主板上时，显示单元CPU312与RS422接口323相连接，RS232接口321、RS485接口322、RS422接口323、CAN总线接口324、互联网通信接口325和无线通信模块326分别与通信总线接口13相连接；开关功率驱动模块233与开关输出接口20相连接；普通开关量输入装置221和连续PWM信号输入装置222分别与开关量输入接口21相连接；模拟信号输入装置671和模拟量输入接口16相连接，模拟信号输出装置672与模拟量输出接口17相连接；数模转换器414与串口总线输出接口14相连接。

整个液压系统集成控制装置采用星状连接方式并加入隔离模块，将各个功能单元相互独立开来，每个功能单元(即开关量和脉冲输入单元22、开关功率驱动单元23、模拟信号输入输出单元67、比例驱动单元41和通信单元32中的任意一个)只与CPU单元1通过高速串行总线或数据线相连接，每个功能单元只与电源单元100的电源102电连接，每个功能单元的外部接口都采用EMC防护设计，提高对外部干扰的防护等级；采用形状连接和隔离器后，CPU单元1与外部隔离，保护CPU单元1不受外部的干扰和损坏危害，提高了CPU单元1乃至整个控制器的防护等级。

实际使用时如图4所示，将液压系统集成控制装置与液压缸和其他执行机构400相连接；具体连接方式如下：

开关功率驱动模块233分别与开关阀403和继电器402相连接，比例驱动放大器415分别与变量泵405和比例阀404相连接，普通开关量输入装置221和连续PWM信号输入装置222均与开关及编码器传感器组301相连接，模拟信号输入装置671分别与流量压力传感器302及其他传感器303相连接，模拟信号输出装置672与自带驱动的比例阀401相连接。

具体的实际使用步骤如下：

1、在没有通过操作终端操作时，交互显示单元31作为监测终端，具体操作步骤如下：

1.1、副CPU12不断的通过开关量输入接口21发出读取开关量的信息(以下文中简称控制信号301)；

1.2、普通开关量输入装置221和连续PWM信号输入装置222通过开关量输入接口21接收到控制信号301；

1.3、普通开关量输入装置221和连续PWM信号输入装置222开始读取开关及编码器传感器组301中的开关量的信息(以下文中简称开关量301)；

1.4、普通开关量输入装置221和连续PWM信号输入装置222将开关量301通过开关量输入接口21发送到副CPU12中；

1.5、主CPU11不断的读取计时模块30内的时间信息(主CPU11内预先设定定时读取当前开关量信息的控制程序)；

1.6、当读取的时间信息与读取当前开关量信息内的时间排序吻合时，主CPU11将向副CPU12发出一个读取当前开关量信息(以下文中简称控制信号11)；

1.7、副CPU12接收到控制信号11；

1.8、副CPU12反馈一个最新读取的开关量301；

1.9、主CPU11接收到开关量301；

1.10、主CPU11将时间信息和开关量301通过通信总线接口13和RS422接口323向显示单元CPU312发出；同时，主CPU11将时间信息以及开关量301发送到数据存储模块15内存储；

1.11、显示单元CPU312接收到时间信息和开关量301后；

1.12、显示单元CPU312将接收到的时间信息和开关量301发送到显示与输入装置311，操作者通过显示与输入装置311查看开关量301。

2、读取流量压力等信息：

2.1、操作者通过按键输入装置313输入读取流量和压力等的信息(以下文中简称控制信号671)；

2.2、显示单元CPU312接收到控制信号671；

2.3、显示单元CPU312将控制信号671发送到显示与输入装置311中，同时，显示单元CPU312将控制信号671通过RS422接口323和通信总线接口13发送到主CPU11中；

2.4、主CPU11接收到控制信号671；

2.5、主CPU11通过模拟量输入接口16控制模拟信号输入装置671，模拟信号输入装置671读取流量压力传感器301和其他传感器302中的流量和压力等信息(以下文中简称接收信息671)；

2.6、主CPU11读取到接收信息671后，主CPU11就读取计时模块30内的时间信息；

2.7、主CPU11将时间信息和接收信息671传送通过通信总线接口13和RS422接口323向显示单元CPU312发出；同时，主CPU11将时间信息和接收信息671发送到数据存储模块15内存储；

2.8、显示单元CPU312接收到时间信息和接收信息671；

2.9、显示单元CPU312将接收到的时间信息和接收信息671发送到显示与输入装置311，操作者通过显示与输入装置311查看时间信息和接收信息671。

3、控制自带驱动的比例阀401：

3.1、操作者通过按键输入装置313输入控制自带驱动的比例阀401的信息(以下文中简称控制信号401)；

3.2、显示单元CPU312接收到控制信号401；

3.3、显示单元CPU312将控制信号401发送到显示与输入装置311中，同时，显示单元CPU312将控制信号401通过RS422接口323和通信总线接口13发送到主CPU11中；

3.4、主CPU11接收到控制信号401；

3.5、主CPU11通过模拟量输出接口17向模拟信号输出装置672发送控制信号401；

3.6、模拟信号输出装置672接收到控制信号401；

3.7、模拟信号输出装置672将接收到的控制信号401发送到自带驱动的比例阀401；

3.8、自带驱动的比例阀401接收到控制信号401后就开始做相应的操作(公知技术)。

4、控制开关阀403：

4.1、操作者通过按键输入装置313输入控制开关阀403的信息(以下文中简称控制信号403)；

4.2、显示单元CPU312接收到控制信号403；

4.3、显示单元CPU312将控制信号403发送到显示与输入装置311中，同时，显示单元CPU312将控制信号403通过RS422接口323和通信总线接口13发送到主CPU11中；

4.4、主CPU11接收到控制信号403；

4.5、主CPU11向副CPU12发出控制信号403；

4.6、副CPU12接收到控制信号403；

4.7、副CPU12通过开关输出接口20将控制信号403发送到开关功率驱动模块233中；

4.8、开关功率驱动模块233接收到控制信号403，就输出相应的驱动电流信号(以下文中简称电流信号403)；

4.9、安全控制装置I231接收到电流信号403，根据电流信号403的强度做出相应的操作：

如果电流信号403超出预警值时，安全控制装置I231将自动切断输出回路，并由报警装置I232发出报警指示；当安全控制装置I231内的电流信号403降到安全值以内后，报警装置I232停止发出报警指示，安全控制装置I231将自动恢复输出电流信号403。

4.10、开关阀403接收到电流信号403后，就做出相应的操作(操作为公知技术)。

5、控制比例阀404或变量泵405：

5.1、操作者通过按键输入装置313输入开关比例阀404或变量泵405的信息(以下文中简称控制信号404)；

5.2、显示单元CPU312接收到控制信号404；

5.3、显示单元CPU312将控制信号404发送到显示与输入装置311中，同时，显示单元CPU312将控制信号404通过RS422接口323和通信总线接口13发送到主CPU11中；

5.4、主CPU11接收到控制信号404；

5.5、主CPU11通过串口总线输出接口14向数模转换器414发出控制信号404；

5.6、数模转换器414接收到控制信号404；

5.7、数模转换器414将控制信号404中的数字信号转化为模拟信号；

5.8、数模转换器414向PDI控制器413发出经过数模转化后的控制信号404(以下文中简称电流信号404)；

5.9、PDI控制器413接收到电流信号404；

5.10、PDI控制器413将电流信号404发送到比例驱动放大器415中；

5.11、比例驱动放大器415接收到电流信号404，就将电流信号404发送到安全控制装置II411中，

5.12、安全控制装置II411接收到电流信号404，根据电流信号404的强度做出相应的操作：

如果电流信号404超出预警值时，安全控制装置II411将自动切断输出回路，并由报警装置II412发出报警指示；当安全控制装置II411内的电流信号404降到安全值以内后，报警装置II412停止发出报警指示，安全控制装置II411将自动恢复输出电流信号404。

5.13、驱动比例阀404或者变量泵405接收到电流信号404后，做出相应的操作(公知技术)。

6、防掉电功能：

6.1、当遇到电源102的电流中断的时候，防瞬间掉电装置18自动启动，持续为主CPU11和副CPU12供电100ms的时间，防止主CPU11和副CPU12瞬间掉电；在100ms的时间内，主CPU11和副CPU12将当前获得的所有信息均存储入防瞬间掉电装置18内(自动覆盖上一次因断电而存储的所有数据)；当电源102恢复供电的时候，主CPU11和副CPU12自动读取防瞬间掉电装置18内的所有信息，并恢复掉电前的工作状态。

若要实现CAN总线通信或网络管理，只需要在CAN总线接口324或互联网通信接口325上接入相应的设备即可，具体实施步骤同步骤1到步骤6；如果要实现远程通信与监控，可以使用无线通信设备与无线通信模块326实现无线通信，具体实施步骤同步骤1到步骤6。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.液压系统集成控制装置，其特征在于：包括CPU单元(1)、电源单元(100)、开关量和脉冲输入单元(22)、开关功率驱动单元(23)、模拟信号输入输出单元(67)、比例驱动单元(41)、通信单元(32)和交互显示单元(31)；

所述CPU单元(1)包括主CPU(11)、副CPU(12)、通信总线接口(13)、串口总线输出接口(14)、数据存储模块(15)、模拟量输入接口(16)、模拟量输出接口(17)、开关输出接口(20)和开关量输入接口(21)；

所述通信总线接口(13)、串口总线输出接口(14)、数据存储模块(15)、模拟量输入接口(16)和模拟量输出接口(17)均与主CPU(11)相连接，所述开关输出接口(20)和开关量输入接口(21)均与副CPU(12)相连接；

所述交互显示单元(31)通过通信单元(32)与通信总线接口(13)相连接；

所述比例驱动单元(41)与串口总线输出接口(14)相连接；

所述开关功率驱动单元(23)与开关输出接口(20)相连接；

所述开关量和脉冲输入单元(22)与开关量输入接口(21)相连接；

所述模拟信号输入输出单元(67)分别与模拟量输入接口(16)和模拟量输出接口(17)相连接；

所述主CPU(11)、副CPU(12)、通信总线接口(13)、串口总线输出接口(14)、数据存储模块(15)、模拟量输入接口(16)、模拟量输出接口(17)、开关输出接口(20)、开关量输入接口(21)、开关量和脉冲输入单元(22)、开关功率驱动单元(23)、模拟信号输入输出单元(67)、比例驱动单元(41)、通信单元(32)和交互显示单元(31)均与电源单元(100)相连接；

所述主CPU(11)、副CPU(12)、通信总线接口(13)、串口总线输出接口(14)、数据存储模块(15)、模拟量输入接口(16)、模拟量输出接口(17)、开关输出接口(20)和开关量输入接口(21)均集成于主板上；

所述电源单元(100)、开关量和脉冲输入单元(22)、开关功率驱动单元(23)、模拟信号输入输出单元(67)、比例驱动单元(41)、通信单元(32)和交互显示单元(31)分别集成于相互独立的子板上；

所述子板通过欧卡式插座插在主板上，所述子板与主板之间采用星状连接方式；

所述电源单元(100)、开关量和脉冲输入单元(22)、开关功率驱动单元(23)、模拟信号输入输出单元(67)、比例驱动单元(41)、通信单元(32)和交互显示单元(31)所在的子板均只与CPU单元(1)所在的主板直接通过高速串行总线或数据线相连接；

所述开关量和脉冲输入单元(22)、开关功率驱动单元(23)、模拟信号输入输出单元(67)、比例驱动单元(41)、通信单元(32)、交互显示单元(31)所在的子板以及CPU单元(1)所在的主板均只与电源单元(100)所在的子板电连接；

所述CPU单元(1)所在的主板以及电源单元(100)、开关量和脉冲输入单元(22)、开关功率驱动单元(23)、模拟信号输入输出单元(67)、比例驱动单元(41)、通信单元(32)和交互显示单元(31)所在的子板均采用EMC防护设计；

所述通信总线接口(13)、串口总线输出接口(14)、数据存储模块(15)、模拟量输入接口(16)、模拟量输出接口(17)、开关输出接口(20)和开关量输入接口(21)上均设置有相应的插槽，所述开关量和脉冲输入单元(22)、开关功率驱动单元(23)、模拟信号输入输出单元(67)、比例驱动单元(41)、通信单元(32)和交互显示单元(31)所在的子板上设置有对应的接口插槽；

模拟信号输入输出单元(67)包括模拟信号输入装置(671)和模拟信号输出装置(672)；所述模拟信号输入装置(671)与模拟量输入接口(16)相连接，所述模拟信号输出装置(672)与模拟量输出接口(17)相连接；

所述开关功率驱动单元(23)包括开关功率驱动模块(233)，所述开关功率驱动模块(233)连接有安全控制装置Ⅰ(231)；所述开关功率驱动模块(233)与开关输出接口(20)相连接；

所述比例驱动单元(41)包括依次相连接的数模转换器(414)、PID控制器(413)和比例驱动放大器(415)；所述比例驱动放大器(415)连接有安全控制装置Ⅱ(411)；所述数模转换器(414)与串口总线输出接口(14)相连接；

所述安全控制装置Ⅰ(231)包括比较器Ⅰ(2311)，所述比较器Ⅰ(2311)分别连接有报警装置Ⅰ(232)、单向导通装置Ⅰ(2312)、电流信号检测装置Ⅰ(2313)和阀值信号设定装置Ⅰ(2314)；所述单向导通装置Ⅰ(2312)和电流信号检测装置Ⅰ(2313)均与开关驱动模块(233)相连接；

所述安全控制装置Ⅱ(411)包括比较器Ⅱ(4111)，所述比较器Ⅱ(4111)分别连接有报警装置Ⅱ(412)、单向导通装置Ⅱ(4112)、电流信号检测装置Ⅱ(4113)和阀值信号设定装置Ⅱ(1414)；所述单向导通装置Ⅱ(4112)和电流信号检测装置Ⅱ(4113)均与比例驱动放大器(414)相连接。

2.根据权利要求1所述的液压系统集成控制装置，其特征在于：交互显示单元31采用便携式的结构设计，可以安放在控制器机箱上也可便携移动，可实现远端操作；

所述交互显示单元(31)包括显示单元CPU(312)，显示单元CPU(312)分别连接有显示与输入装置(311)和按键输入装置(313)；所述显示单元CPU(312)与通信总线接口(13)相连接；

所述交互显示单元(31)通过显示单元CPU(312)实现显示与输入装置(311)上的触控操作和通过按键输入装置(313)的硬件按钮操作，并且两种操作方式具有互锁功能；

显示单元CPU(312)一方面通过接受按键输入装置(313)上的硬件按钮和旋钮提供的开关量和模拟电压输入信号，

另外一方面通过显示与输入装置(311)上的触摸屏进行操作信号输入；

所述开关量和模拟电压输入信号或者操作信号输入显示单元CPU(312)后，通过通信总线接口(13)传送到主CPU(11)中；

显示单元CPU(312)通过数据通信方式在线监测液压系统运行状态参数，并且进行数据处理，以数字和曲线两种方式在显示与输入装置(311)上显示。

3.根据权利要求2所述的液压系统集成控制装置，其特征在于：所述通信单元(32)实现CAN总线通信、网络管理和远程通信与监控；

包括RS232接口(321)、RS485接口(322)、RS422接口(323)、CAN总线接口(324)、互联网通信接口(325)和无线通信模块(326)；所述RS232接口(321)、RS485接口(322)、RS422接口(323)、CAN总线接口(324)、互联网通信接口(325)和无线通信模块(326)均与通信总线接口(13)相连接；所述RS422接口(323)与显示单元CPU(312)相连接。

4.根据权利要求3所述的液压系统集成控制装置，其特征在于：所述的电源单元(100)包括连接市电的AC/DC转换器(101)，通过该AC/DC转换器(101)将市电转换为直流电后，再由电源(102)分别向主CPU(11)、副CPU(12)、通信总线接口(13)、串口总线输出接口(14)、数据存储模块(15)、模拟量输入接口(16)、模拟量输出接口(17)、开关输出接口(20)、开关量输入接口(21)、普通开关量输入装置(221)、连续PWM信号输入装置(222)、比较器Ⅰ(2311)、报警装置Ⅰ(232)、单向导通装置Ⅰ(2312)、电流信号检测装置Ⅰ(2313)、阀值信号设定装置Ⅰ(2314)、开关功率驱动模块(233)、模拟信号输入装置(671)、模拟信号输出装置(672)、数模转换器(414)、比较器Ⅱ(4111)、报警装置Ⅱ(412)、单向导通装置Ⅱ(4112)、电流信号检测装置Ⅱ(4113)、阀值信号设定装置Ⅱ(1414)、PID控制器(413)、比例驱动放大器(415)、RS232接口(321)、RS485接口(322)、RS422接口(323)、CAN总线接口(324)、互联网通信接口(325)、无线通信模块(326)、显示单元CPU(312)、显示与输入装置(311)和按键输入装置(313)供电。

5.根据权利要求4所述的液压系统集成控制装置，其特征在于：所述CPU(11)和副CPU(12)分别连接有防瞬间掉电装置(18)；所述主CPU(11)上连接有计时模块(30)；所述防瞬间掉电装置(18)与计时模块(30)均与电源(102)相连接；

当遇到电源(102)的电流中断的时候，所述防瞬间掉电装置(18)自动启动，持续为主CPU(11)和副CPU(12)供电100ms的时间；

在100ms的时间内，主CPU(11)和副CPU(12)将当前获得的所有信息均存储入防瞬间掉电装置(18)内；

当电源(102)恢复供电的时候，主CPU(11)和副CPU(12)自动读取防瞬间掉电装置(18)内的所有信息，并恢复掉电前的工作状态。