CN109675983A - 一种折弯机压力精确控制的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折弯机压力精确控制的装置，包括控制算法模块、传感器信号采集处理模块、故障诊断及处理模块、参数管理模块、故障管理模块和人机交互模块，控制算法模块接收所述传感器信号采集处理模块和故障诊断及处理模块反馈的各种信息，并向折弯机输出相应的控制指令；传感器信号采集处理模块将收集的电流信息反馈给控制算法模块；故障诊断及处理模块将检测的故障信息实时传输给故障管理模块；故障管理模块将故障信息传输给控制算法模块；参数管理模块用于保存并处理各种具体参数信息；人机交互模块用于操作人员输入数据或显示信息。上述装置通过控制驱动比例压力阀电流的动态和稳态特性，解决由于温度变化对折弯机压力变化的影响。

Description

一种折弯机压力精确控制的装置

技术领域

本发明涉及折弯机技术领域，尤其涉及一种折弯机压力精确控制的装置。

背景技术

数控折弯机压力控制系统一般是通过比例压力阀来调节压力的大小，根据所需的折弯力不同，数控系统发出相应的模拟量电压信号，信号范围一般是0V-10V；模拟量信号通过电流放大器，也叫驱动装置，驱动压力比例阀来调节压力的大小。压力比例阀是通过改变电磁线圈的磁力大小来调整压力大小的，线圈的磁力大小和电流大小成正比，因此要达到压力精确控制的目的，必须根据数控系统给出的模拟电压指令通过驱动装置来精确控制电流大小。

现有技术方案一般采用开环的信号转换放大装置，由于没有反馈回路，压力会随着液压油和电感线圈温度的变化而变化，其动态特性也比较差，从而影响被加工工件的折弯角度精度和一致性。

发明内容

本发明的目的是提供一种折弯机压力精确控制的装置，该装置通过控制驱动比例压力阀电流的动态和稳态特性，解决由于温度变化对折弯机压力变化的影响，提高折弯精度，从而提高产品一致性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种折弯机压力精确控制的装置，所述装置包括控制算法模块、传感器信号采集处理模块、故障诊断及处理模块、参数管理模块、故障管理模块和人机交互模块，其中：

所述控制算法模块采用电流自适应复合控制算法，接收所述传感器信号采集处理模块和故障诊断及处理模块反馈的各种信息，并向折弯机输出相应的控制指令；

所述传感器信号采集处理模块采用绕线电阻做为电流传感器进行电流信息的收集，并将收集的电流信息反馈给所述控制算法模块；

所述故障诊断及处理模块用于实时检测折弯机的故障，具体包括过流、过载、过压、欠压、瞬间停电报警、参数异常、MOSFET故障信息，并将检测的故障信息实时传输给所述故障管理模块；

所述故障管理模块接收所述故障诊断及处理模块反馈的故障信息，并通过所述参数管理模块将故障信息传输给所述控制算法模块；

所述参数管理模块用于保存并处理各种具体参数信息，并协调各模块工作；

所述人机交互模块用于操作人员输入数据或显示信息。

所述传感器信号采集处理模块采用的绕线电阻具体使用高阻合金线绕在绝缘骨架上制造而成。

所述传感器信号采集处理模块采用电流反馈数字滤波算法，以提高所述装置的抗干扰特性。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述装置通过控制驱动比例压力阀电流的动态和稳态特性，解决由于温度变化对折弯机压力变化的影响，提高折弯精度，从而提高产品一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的折弯机压力精确控制的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的折弯机压力精确控制的装置结构示意图，所述装置包括控制算法模块、传感器信号采集处理模块、故障诊断及处理模块、参数管理模块、故障管理模块和人机交互模块，其中：

所述控制算法模块采用电流自适应复合控制算法，接收所述传感器信号采集处理模块和故障诊断及处理模块反馈的各种信息，并向折弯机输出相应的控制指令；具体实现中，可以采用精简指令集处理器(Advanced RISC Machine，简称ARM)+金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor简称MOSFET)来实现，例如ARM实现电流控制的控制算法，处理折弯机发出的模拟指令信号，还可以通过SCI串行通信连接PC机管理参数分析系统性能，ARM的事件管理模块产生PWM信号经过光耦隔离后驱动MOSFET；MOSET做为驱动器件，可以工作到几百KHZ，上MHZ，以至几十MHZ，驱动简单(电压型驱动)，抗击穿性妤(没有雪崩效应)，从而保证了压力控制的快速响应特性。

上述电流自适应复合控制算法的实现过程为：

首先用PI控制器校正电流控制回路为I型系统，经过校正后的闭环环节可以近似为一阶系统；以这个一阶系统作为控制对象根据平衡点稳定理论设计模型参考自适应控制器，实现电流环的自适应复合控制。上述方法利用PI控制器简化了电流控制的模型，使自适应控制器的设计切实可行，在参数变化和负载扰动的情况下，能够保证电流跟随的准确性和快速性，性能比使用PI控制时有较大的改善。

所述传感器信号采集处理模块采用绕线电阻做为电流传感器进行电流信息的收集，并将收集的电流信息反馈给所述控制算法模块，从而保证了压力控制的稳态特性；

所述故障诊断及处理模块用于实时检测折弯机的故障，具体包括过流、过载、过压、欠压、瞬间停电报警、参数异常、MOSFET故障信息，并将检测的故障信息实时传输给所述故障管理模块；

所述故障管理模块接收所述故障诊断及处理模块反馈的故障信息，并通过所述参数管理模块将故障信息传输给所述控制算法模块；

所述参数管理模块用于保存并处理各种具体参数信息，并协调各模块工作；

所述人机交互模块用于操作人员输入数据或显示信息。

具体实现中，上述传感器信号采集处理模块采用的绕线电阻具体使用高阻合金线绕在绝缘骨架上制造而成。绕线电阻具有较低的温度系数，阻值精度高，稳定性好，耐热耐腐蚀等特点。

该传感器信号采集处理模块采用电流反馈数字滤波算法，以提高所述装置的抗干扰特性，该电流反馈数字滤波算法的过程为：

首先假定前两个采样点是真实的，然后以这两点的偏差作为微分基准，通过采样点之间做差的方法得到波形一阶导数，如果某一点处的导数与其邻域数值的导数相差很大,该点即为干扰点；干扰点信号值用前后两个相邻的非干扰点信号取平均来代替，如果相邻点也是干扰点，则类推，因为前两个点真实的假设可能错误，所以需要把采样点逆序进行一次同样的滤波。

下面以具体的实例对上述装置的工作过程进行详细描述：

首先本装置会对所驱动的对象(阀体线圈)进行参数自整定，通过输出不同频率的不同大小的电压得到反馈电流值数据表，用分析算法把数据表的数据进行处理，得到驱动对象(阀体线圈)的特征数据，并以参数的形式存储于参数管理模块中，为后面的精确控制做好准备。操作人员可以通过人机交互模块对参数管理模块的特征数据进行更正和优化。

当本装置接收到外部的模拟量输入控制指令指令或者数字量指令时，就可以按照指令要求精确控制电流输出的大小。其中，由传感器信号采集处理模块把绕线电阻器反馈的数据进行数字滤波处理后送给控制算法模块；控制算法模块根据指令值和反馈值，运用电流自适应复合控制算法，精确控制输出电流的大小，具体实现中，当驱动对象(阀体线圈)和液压油温度发生变化时，反馈的电流值就会有所变化，此时电流自适应复合控制算法就能进行特定的输出量调整，达到电流稳定、压力稳定的目的。

在工作过程中，故障诊断及处理模块、故障管理模块会实时监控整个装置的状态参数值，当某个值超标时，就会发出指令切断输出。例如，在使用过程中，由于线路老化或者密封不当渗漏油或者水汽，会使驱动对象(阀体线圈)发生短路或者断路的情况，这样，反馈的电流值会在瞬间变为零或者非常高，故障诊断及处理模块、故障管理模块会实时的进行监控处理，以防止驱动对象(阀体线圈)损坏，保护折弯机和操作人员的安全。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种折弯机压力精确控制的装置，其特征在于，所述装置包括控制算法模块、传感器信号采集处理模块、故障诊断及处理模块、参数管理模块、故障管理模块和人机交互模块，其中：

所述控制算法模块采用电流自适应复合控制算法，接收所述传感器信号采集处理模块和故障诊断及处理模块反馈的各种信息，并向折弯机输出相应的控制指令；

所述传感器信号采集处理模块采用绕线电阻做为电流传感器进行电流信息的收集，并将收集的电流信息反馈给所述控制算法模块；

所述故障诊断及处理模块用于实时检测折弯机的故障，具体包括过流、过载、过压、欠压、瞬间停电报警、参数异常、MOSFET故障信息，并将检测的故障信息实时传输给所述故障管理模块；

所述故障管理模块接收所述故障诊断及处理模块反馈的故障信息，并通过所述参数管理模块将故障信息传输给所述控制算法模块；

所述参数管理模块用于保存并处理各种具体参数信息，并协调各模块工作；

所述人机交互模块用于操作人员输入数据或显示信息。

2.根据权利要求1所述折弯机压力精确控制的装置，其特征在于，

所述传感器信号采集处理模块采用的绕线电阻具体使用高阻合金线绕在绝缘骨架上制造而成。

3.根据权利要求1所述折弯机压力精确控制的装置，其特征在于，

所述传感器信号采集处理模块采用电流反馈数字滤波算法，以提高所述装置的抗干扰特性。