CN110242786A - 伺服电磁阀的控制器、用于伺服电磁阀的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服电磁阀的控制器、用于伺服电磁阀的控制方法及装置。其中，该方法包括：接收预设数值范围内的电流信号，并将电路信号转换为输入控制信号；按线性比例关系计算对应于输入控制信号的驱动电流；通过驱动电流控制伺服电磁阀的开度。本发明解决了相关技术中采用恒压方式对伺服电磁阀进行控制容易产生控制精度下降的技术问题。

Description

伺服电磁阀的控制器、用于伺服电磁阀的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及伺服电磁阀控制技术领域，具体而言，涉及一种伺服电磁阀的控制器、用于伺服电磁阀的控制方法及装置。

背景技术

伺服电磁阀工作的关键是确保活塞上作用力平衡保持，此平衡力包括：弹簧产生的机械力、电流通过线圈产生的电磁力，两者彼此成比例抵消。以往类似伺服阀的控制方案多采用恒压控制，然而，采用恒压控制具有以下缺陷：当伺服阀线圈的温度发生变化时，线圈电阻会发生变化；而在恒压驱动模式下，电阻发生变化将会使通过线圈励磁电流发生变化，引起电磁力发生变化，导致阀门开度发生变化，即，采用恒压控制方式对伺服电磁阀进行控制容易由于线圈阻值变化引起控制精度下降。

针对上述相关技术中采用恒压方式对伺服电磁阀进行控制容易产生控制精度下降的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种伺服电磁阀的控制器、用于伺服电磁阀的控制方法及装置，以至少解决相关技术中采用恒压方式对伺服电磁阀进行控制容易产生控制精度下降的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种伺服电磁阀的控制器，包括：第一电磁隔离电路，用于对伺服电磁阀接收到的预定范围的输入控制信号进行电磁隔离，得到电磁隔离后的输入控制信号，其中，所述输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号；恒流输出电路，与所述第一电磁隔离电路连接，用于输出所述电磁隔离后的输入控制信号；恒流驱动回路，与所述恒流输出电路连接，用于按线性比例关系计算对于所述输入控制信号的驱动电流，其中，所述驱动电流控制所述伺服电磁阀的开度，以控制负载以预定转速运转。

可选地，该伺服电磁阀的控制器还包括：放大电路，与所述第一电磁隔离电路和所述恒流输出电路连接，用于对所述电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

可选地，该伺服电磁阀的控制器还包括：电源隔离电路，与所述放大电路以及所述恒流输出电路连接，用于为所述放大电路以及所述恒流输出电路提供工作电源。

可选地，该伺服电磁阀的控制器还包括：反馈电路，与所述电源隔离电路以及第二电磁隔离电路连接，用于确定所述驱动电流的反馈信号，其中，所述反馈信号用于确定所述驱动电流是否为与所述输入控制信号成线性比例关系的信号。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种用于伺服电磁阀的控制方法，使用于上述中任一项所述的伺服电磁阀的控制器，包括：接收预设数值范围内的电流信号，并将所述电路信号转换为输入控制信号；按线性比例关系计算对应于所述输入控制信号的驱动电流；通过所述驱动电流控制伺服电磁阀的开度。

可选地，所述输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号。

可选地，在接收预设数值范围内的输入控制信号之前，该用于伺服电磁阀的控制方法还包括：对所述输入控制信号进行电磁隔离，并对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种用于伺服电磁阀的控制装置，使用于上述中任一项所述的用于伺服电磁阀的控制方法，包括：接收单元，用于接收预设数值范围内的电流信号，并将所述电路信号转换为输入控制信号；确定单元，用于按线性比例关系计算对应于所述输入控制信号的驱动电流；控制单元，用于通过所述驱动电流控制伺服电磁阀的开度。

可选地，所述输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号。

可选地，该用于伺服电磁阀的控制装置还包括：电磁隔离单元，用于在接收预设数值范围内的输入控制信号之前，对所述输入控制信号进行电磁隔离，并对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

在本发明实施例中，采用接收预设数值范围内的电流信号，并将电路信号转换为输入控制信号；按线性比例关系计算对应于输入控制信号的驱动电流；通过驱动电流控制伺服电磁阀的开度的方式对伺服电磁阀进行控制，通过本发明实施例提供的用于伺服电磁阀的控制方法可以实现基于恒流方式驱动伺服电磁阀的目的，进而解决了相关技术中采用恒压方式对伺服电磁阀进行控制容易产生控制精度下降的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的伺服电磁阀的控制器的结构图；

图2是根据本发明实施例的可选的伺服电磁阀的控制器的结构图；

图3是根据本发明实施例的用于伺服电磁阀的控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的与用于伺服电磁阀的控制方法配合的负载特性的示意图；

图5是根据本发明实施例的反馈信号准确度的示意图；

图6是根据本发明实施例的用于伺服电磁阀的控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种伺服电磁阀的控制器，图1是根据本发明实施例的伺服电磁阀的控制器的结构图，如图1所示，该伺服电磁阀的控制器包括：第一电磁隔离电路11，恒流输出电路13以及恒流驱动回路15。下面对该伺服电磁阀的控制器进行详细说明。

第一电磁隔离电路11，用于对伺服电磁阀接收到的预定范围的输入控制信号进行电磁隔离，得到电磁隔离后的输入控制信号，其中，输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号。

恒流输出电路13，与第一电磁隔离电路11连接，用于输出电磁隔离后的输入控制信号。

恒流驱动回路15，与恒流输出电路13连接，用于按线性比例关系计算对于输入控制信号的驱动电流，其中，驱动电流控制伺服电磁阀的开度，以控制负载以预定转速运转。

在本发明实施例中，可以利用第一电磁隔离电路对伺服电磁阀接收到的预定范围的输入控制信号进行电磁隔离，得到电磁隔离后的输入控制信号，其中，输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号；并利用与第一电磁隔离电路连接的恒流输出电路输出电磁隔离后的输入控制信号；以及利用与恒流输出电路连接的恒流驱动回路按线性比例关系计算对于输入控制信号的驱动电流，其中，驱动电流控制伺服电磁阀的开度，以控制负载以预定转速运转。相对于相关技术中采用恒压控制方式对伺服电磁阀进行控制容易由于线圈阻值变化引起的控制精度下降的弊端，通过本发明实施例提供的伺服电磁阀的控制器可以实现基于恒流方式驱动伺服电磁阀的目的，同时也实现了对转速、流量以及压力等调节控制，进而解决了相关技术中采用恒压方式对伺服电磁阀进行控制容易产生控制精度下降的技术问题。

在一个可选的实施例中，该伺服电磁阀的控制器还可以包括：放大电路，与第一电磁隔离电路和恒流输出电路连接，用于对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

在另外一个可选的实施例中，该伺服电磁阀的控制器还可以包括：电源隔离电路，与放大电路以及恒流输出电路连接，用于为放大电路以及恒流输出电路提供工作电源。

另外，该伺服电磁阀的控制器还可以包括：反馈电路，与电源隔离电路以及第二电磁隔离电路连接，用于确定驱动电流的反馈信号，其中，反馈信号用于确定驱动电流是否为与输入控制信号成线性比例关系的信号。

在本发明实施例中，其中，预定数值范围可以为4至20mA，这里的反馈信号可以为4至20mA，这里的驱动电流可以为0至100mA，负载阻抗可以为20Ω，恒流精度可以为±1％，工作电源可以为DC48V。

图2是根据本发明实施例的可选的伺服电磁阀的控制器的结构图，如图2所示，该伺服电磁阀的控制器除了包括上述图1中所示的第一电磁隔离电路11，恒流输出电路13以及恒流驱动回路15之外，还包括：放大电路21、电源隔离电路23、反馈电路25以及第二电磁隔离电路27。其中，放大电路21，与第一电磁隔离电路11和恒流输出电路13连接，用于对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理；电源隔离电路23，与放大电路21以及恒流输出电路13连接，用于为放大电路21以及恒流输出电路13提供工作电源；反馈电路25，与电源隔离电路23以及第二电磁隔离电路27连接，用于确定驱动电流的反馈信号；其中，上述第二电磁隔离电路27用于恒流驱动回路15输出的驱动电流的反馈信号进行电磁隔离。

另外，如图2所示，第一电磁隔离电路11与输入控制信号的输入端一连接，其中，输入端如图2中的包括“1”和“2”两路；电源隔离电路23与电源端连接，其中，电源端也具有“3”和“4”两路；恒流输出电路13具有“5”和“6”两路；反馈电路27同样具有“7”和“8”两路。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种用于伺服电磁阀的控制方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图3是根据本发明实施例的用于伺服电磁阀的控制方法的流程图，如图3所示，该用于伺服电磁阀的控制方法包括如下步骤：

步骤S302，接收预设数值范围内的电流信号，并将电路信号转换为输入控制信号。

其中，这里的输入控制信号可以为4至20mA控制信号。

步骤S304，按线性比例关系计算对应于输入控制信号的驱动电流。

步骤S306，通过驱动电流控制伺服电磁阀的开度。

通过上述步骤，可以接收预设数值范围内的电流信号，并将电路信号转换为输入控制信号；按线性比例关系计算对应于输入控制信号的驱动电流；通过驱动电流控制伺服电磁阀的开度。相对于相关技术中采用恒压控制方式对伺服电磁阀进行控制容易由于线圈阻值变化引起的控制精度下降的弊端，通过本发明实施例提供的用于伺服电磁阀的控制方法可以实现基于恒流方式驱动伺服电磁阀的目的，进而解决了相关技术中采用恒压方式对伺服电磁阀进行控制容易产生控制精度下降的技术问题。

优选的，输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号。

在一个可选的实施例中，在接收预设数值范围内的输入控制信号之前，该用于伺服电磁阀的控制方法还可以包括：对输入控制信号进行电磁隔离，并对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

另外，该用于伺服电磁阀的控制方法可以按照线性比例关系输出0至100mA驱动电流控制伺服阀开度，并输出4至20mA反馈信号；优选的，可通过调整恒流输出回路元件参数获得较大的装置输出驱动电流(如0至400mA或0至1000mA)。其中，4至20mA输入信号及反馈信号采用工业级专用信号隔离器(模块)进行电磁隔离，以提高抗干扰能力，尤其消除谐波干扰。

图4是根据本发明实施例的与用于伺服电磁阀的控制方法配合的负载特性的示意图，其主要反映了不同负载下用于伺服电磁阀的控制方法的最大输出电流以及精度。图5是根据本发明实施例的反馈信号准确度的示意图，其主要是反映了不同输入控制信号下反馈信号精度。

通过本发明实施例提供的用于伺服电磁阀的控制方法恒流精度较高，稳定性较好，并且具有较好的抗干扰能力。

实施例3

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种用于伺服电磁阀的控制装置，使用于上述中任一项的用于伺服电磁阀的控制方法，图6是根据本发明实施例的用于伺服电磁阀的控制装置的示意图，如图6所示，该用于伺服电磁阀的控制装置包括：接收单元61，确定单元63以及控制单元65。下面对该用于伺服电磁阀的控制装置进行详细说明。

其中，接收单元61，用于接收预设数值范围内的电流信号，并将电路信号转换为输入控制信号。

确定单元63，用于按线性比例关系计算对应于输入控制信号的驱动电流。

控制单元65，用于通过驱动电流控制伺服电磁阀的开度。

此处需要说明的是，上述接收单元61，确定单元63以及控制单元65对应于实施例1中的步骤S302至S306，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

由上可知，在本发明实施例中，可以利用接收单元接收预设数值范围内的电流信号，并将电路信号转换为输入控制信号；并利用确定单元按线性比例关系计算对应于输入控制信号的驱动电流；以及控制单元通过驱动电流控制伺服电磁阀的开度。相对于相关技术中采用恒压控制方式对伺服电磁阀进行控制容易由于线圈阻值变化引起的控制精度下降的弊端，通过本发明实施例提供的用于伺服电磁阀的控制装置可以实现基于恒流方式驱动伺服电磁阀的目的，进而解决了相关技术中采用恒压方式对伺服电磁阀进行控制容易产生控制精度下降的技术问题。

作为一种可选的实施例，输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号。

作为一种可选的实施例，该用于伺服电磁阀的控制装置还包括：电磁隔离单元，用于在接收预设数值范围内的输入控制信号之前，对输入控制信号进行电磁隔离，并对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种伺服电磁阀的控制器，其特征在于，包括：

第一电磁隔离电路，用于对伺服电磁阀接收到的预定范围的输入控制信号进行电磁隔离，得到电磁隔离后的输入控制信号，其中，所述输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号；

恒流输出电路，与所述第一电磁隔离电路连接，用于输出所述电磁隔离后的输入控制信号；

恒流驱动回路，与所述恒流输出电路连接，用于按线性比例关系计算对于所述输入控制信号的驱动电流，其中，所述驱动电流控制所述伺服电磁阀的开度，以控制负载以预定转速运转。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括：放大电路，与所述第一电磁隔离电路和所述恒流输出电路连接，用于对所述电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，还包括：电源隔离电路，与所述放大电路以及所述恒流输出电路连接，用于为所述放大电路以及所述恒流输出电路提供工作电源。

4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，还包括：反馈电路，与所述电源隔离电路以及第二电磁隔离电路连接，用于确定所述驱动电流的反馈信号，其中，所述反馈信号用于确定所述驱动电流是否为与所述输入控制信号成线性比例关系的信号。

5.一种用于伺服电磁阀的控制方法，其特征在于，使用于上述权利要求1至权利要求4中任一项所述的伺服电磁阀的控制器，包括：

接收预设数值范围内的电流信号，并将所述电路信号转换为输入控制信号；

按线性比例关系计算对应于所述输入控制信号的驱动电流；

通过所述驱动电流控制伺服电磁阀的开度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在接收预设数值范围内的输入控制信号之前，还包括：

对所述输入控制信号进行电磁隔离，并对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。

8.一种用于伺服电磁阀的控制装置，其特征在于，使用于上述权利要求5至权利要求7中任一项所述的伺服电磁阀的控制器，包括：

接收单元，用于接收预设数值范围内的电流信号，并将所述电路信号转换为输入控制信号；

确定单元，用于按线性比例关系计算对应于所述输入控制信号的驱动电流；

控制单元，用于通过所述驱动电流控制伺服电磁阀的开度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述输入控制信号为基于预定范围的电流生成的信号。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

电磁隔离单元，用于在接收预设数值范围内的输入控制信号之前，对所述输入控制信号进行电磁隔离，并对电磁隔离后的输入控制信号进行放大处理。