CN202399558U - 一种伺服驱动液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例公开了一种伺服驱动液压控制系统,其通过人机交互界面设定工作参数,并由控制模块进行模拟控制信号输出至伺服驱动器,进而通过伺服电机进行油缸压力和流量调节,完成控制精度高、故障率低的模拟量控制,从而保证液压机系统工作的高可靠性、有效性和平稳性;另外,采用触摸屏作为人机交互界面,人机交互简单且方便,提高了工作效率及智能化程度。

Description

一种伺服驱动液压控制系统
技术领域
本实用新型涉及液压机领域,尤其涉及一种伺服驱动液压控制系统。
背景技术
传统的液压机主要是由微型继电器、时间继电器、压力继电器、计数器、行程开关、接触器和若干按钮开关等通过电路的连接构成电气控制,这些控制是通过触点动作来实现电路切换完成的,而触点动作由于其可靠性差、故障率高,导致液压机可靠性不高,容易出现故障,而且切换缓慢,控制精度不高;另外,传统的液压机动力源主要由普通异步三相电动机加油泵组成,由于其转速不可调节,油泵在整个工作周期中全速运行,因此浪费了大量能源,另外通过人工调节比例压力阀和比例流量阀以高压溢流、节流的方式来达到工艺要求的压力和流量,比例压力阀和比例流量阀的调节控制精度不高,需要多次调节校正才能满足要求,操作不便。
由于现有技术的液压机采用继电器等器件进行开关量控制,其控制精度不高且容易出现故障,无法保证液压机系统工作的可靠性、有效性和平稳性;人工机械调节比例压力阀和比例流量阀来控制压力和流量,人机交互复杂,其降低了工作效率,智能化程度低。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于,提供一种控制精度高、可靠性高、有效平稳运行的伺服驱动液压控制系统。
为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提出了一种伺服驱动液压控制系统,包括:
人机交互界面;
与所述人机交互界面相连、以接收所述人机交互界面发送的所设定工作参数并将模拟控制信号输出的控制模块;
与所述控制模块相连、以根据所述模拟控制信号进行控制的伺服驱动器;
与所述伺服驱动器相连、受所述伺服驱动器控制通过一定量泵对油缸进行压力和流量调节的伺服电机。
进一步地,所述伺服驱动液压控制系统还包括:
设置于所述定量泵出口处并与所述伺服驱动器相连、将所采集的压力信号反馈到伺服驱动器以与所述工作参数比较并进行压力闭环控制的压力传感器。
进一步地,所述控制模块包括:
与所述人机交互界面相连、接收所述人机交互界面发送的所设定工作参数的控制器;
通过第一扩展接口与所述控制器相连并与所述伺服驱动器相连、将所述模拟控制信号输出的扩展模拟量输出模块;
通过第二扩展接口与所述控制器相连的扩展模拟量输入模块,
所述压力传感器还与扩展模拟量输入模块相连以将所采集的压力信号通过所述扩展模拟量输入模块反馈到所述控制器以进行工序控制。
进一步地,所述控制器为PLC。
进一步地,所述控制模块还包括:
通过第三扩展接口与所述控制器相连的高速计数模块,
所述伺服驱动液压控制系统还包括:
与所述油缸对应设置并与所述高速计数模块相连、将所述油缸位移距离通过所述高速计数模块反馈到所述控制器并进行所述油缸运动位置控制的光栅尺。
进一步地,所述伺服驱动液压控制系统还包括:
与所述伺服驱动器及伺服电机相连、以将所述伺服电机的转速反馈到所述伺服驱动器以进行流量闭环控制的旋转编码器。
进一步地,所述人机交互界面为触摸屏。
进一步地,所述伺服电机为交流伺服电机或直流伺服电机。
本实用新型实施例通过提供一种伺服驱动液压控制系统,其通过人机交互界面设定工作参数,并由控制模块进行模拟控制信号输出至伺服驱动器,进而通过伺服电机进行油缸压力和流量调节,完成控制精度高、故障率低的模拟量控制,从而保证液压机系统工作的高可靠性、有效性和平稳性;另外,采用触摸屏作为人机交互界面,人机交互简单且方便,提高了工作效率及智能化程度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的伺服驱动液压控制系统的原理图。
图2是本实用新型实施例的伺服驱动液压控制系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型实施例进行详细说明。
参考图1,本实用新型实施例的伺服驱动液压控制系统主要包括:
人机交互界面1;
与人机交互界面1相连、以接收人机交互界面1发送的所设定工作参数并将模拟控制信号输出的控制模块,其中,控制模块可包括作为硬件基础的PLC、作为程序控制的PLC软件以及进行模数转换功能模块的D/A转换;
与控制模块相连、以根据模拟控制信号进行控制的伺服驱动器2;
与伺服驱动器2相连、受伺服驱动器2控制通过一定量泵3对油缸4进行压力和流量调节的伺服电机5。
为实现压力的闭环控制,伺服驱动液压控制系统还包括:
设置于定量泵3出口处并与伺服驱动器2相连、将所采集的压力信号反馈到伺服驱动器2以与工作参数比较并进行压力闭环控制的压力传感器6。
而为了进行工序控制,控制模块包括:
与人机交互界面1相连、接收人机交互界面1发送的所设定工作参数的控制器7;
通过第一扩展接口与控制器7相连并与伺服驱动器2相连、将模拟控制信号输出的扩展模拟量输出模块8;
通过第二扩展接口与控制器7相连的扩展模拟量输入模块9,
压力传感器6还与扩展模拟量输入模块9相连以将所采集的压力信号通过扩展模拟量输入模块9反馈到控制器7以进行工序控制。
这样,当控制器7监测到压力达到切换工序的临界点时,控制器7可控制伺服驱动器2进行下一个工序的动作。
为了可对油缸运动位置进行控制,所述控制模块还包括:
通过第三扩展接口与控制器7相连的高速计数模块10,
伺服驱动液压控制系统还包括:
与油缸4对应设置并与高速计数模块10相连、将油缸4位移距离通过高速计数模块10反馈到控制器7并进行油缸4运动位置控制的光栅尺11,具体地,光栅尺11可包含固定于系统机架上的固定部分,以及固定于油缸4活塞杆上的活动部分,通过两个部分的协同工作即可检测到油缸4的位移距离。
为了进行流量的闭环控制,伺服驱动液压控制系统还包括:
与伺服驱动器2及伺服电机5相连、以将伺服电机5的转速反馈到伺服驱动器2以进行流量闭环控制的旋转编码器12。
为了使人机交互简单且方便,提高工作效率及智能化程度,人机交互界面1可以为触摸屏或其他按键操作板。
作为一种实施方式,伺服电机5可以是交流伺服电机或直流伺服电机。
下面描述了一下其具体的应用情形:
当采用触摸屏作为人机交互界面1时,可应用其可组态画面的特点,组态友好界面,实现更加便捷快速的人机交互,随时可方便地更改工作参数或者调用模具参数,而且所设定的目标值可立即生效,同时控制器7反馈的系统压力、油缸位置及设备运作过程等可直观展现在触摸屏上。而触摸屏应用到的数据是通过PLC软件应用到生产工艺上的,触摸屏可以与PLC通过高速通讯的方式实现数据交换。
控制器7可以是PLC或者MCU或其他可完成相同控制功能的部件,而由于PLC具有可编程的特点,按生产工艺的要求编写软件,从传统的继电器控制变为软件控制,可实现高可靠性地快速稳定运行,而且容易实现对工艺的优化及功能的扩展,同时,PLC软件采集PLC输入信号(包括触摸屏数据)经过处理后驱动PLC输出,从而控制各执行元件(如伺服驱动器2、定量泵3等),PLC软件将触摸屏设定的压力及流量转换成标准0-10V的模拟控制信号输出到伺服驱动器2作为其工作的给定值。其中,PLC还可以通过控制开关量到定量泵3进行阀动作的控制,另外,还可以通过开关量控制伺服驱动器2进行正转或反转。
应用伺服可控、可调及大扭矩的特点,用来驱动定量泵3,作为液压机的动力源,通过对伺服电机5转速的调节来改变定量泵3的流量,从而对油缸4进行调压和调速。伺服驱动器2根据压力的反馈,经过PID的快速整定,几十毫秒内可达到设定压力。根据对压力给定信号与压力传感器6的压力信号,进行两种闭环控制:一种是压力信号比工作参数中给定压力值小,即系统实际压力没有达到给定压力,以速度控制模式工作,通过安装在伺服电机5上的旋转编码器12与工作参数中给定转速(流量给定信号)进行比较,实现对系统流量的闭环控制;另一种是压力信号达到给定压力值,以压力控制模式工作,实现系统对压力的闭环控制。
实施上述本实用新型实施例的伺服驱动液压控制系统,其应用了触摸屏能更好地实现人机交互,应用PLC让触摸屏的数据应用到实际生产工艺流程中,脱离传统依赖继电器及只对开关量控制的方式,使系统可靠、快速、平稳地运行,从而更好地对伺服进行控制,让伺服根据触摸屏数据进行调节,伺服驱动器2依据PLC的开关量信号控制正转或反转。这种伺服驱动液压控制系统控制精度高,人机交互简单,运行稳定,智能化程度高,而且能节约能源。
以上所述是本实用新型的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1. 一种伺服驱动液压控制系统,其特征在于,包括:
人机交互界面;
与所述人机交互界面相连、以接收所述人机交互界面发送的所设定工作参数并将模拟控制信号输出的控制模块;
与所述控制模块相连、以根据所述模拟控制信号进行控制的伺服驱动器;
与所述伺服驱动器相连、受所述伺服驱动器控制通过一定量泵对油缸进行压力和流量调节的伺服电机。
2. 如权利要求1所述的伺服驱动液压控制系统,其特征在于,所述伺服驱动液压控制系统还包括:
设置于所述定量泵出口处并与所述伺服驱动器相连、将所采集的压力信号反馈到伺服驱动器以与所述工作参数比较并进行压力闭环控制的压力传感器。
3. 如权利要求2所述的伺服驱动液压控制系统,其特征在于,所述控制模块包括:
与所述人机交互界面相连、接收所述人机交互界面发送的所设定工作参数的控制器;
通过第一扩展接口与所述控制器相连并与所述伺服驱动器相连、将所述模拟控制信号输出的扩展模拟量输出模块;
通过第二扩展接口与所述控制器相连的扩展模拟量输入模块,
所述压力传感器还与扩展模拟量输入模块相连以将所采集的压力信号通过所述扩展模拟量输入模块反馈到所述控制器以进行工序控制。
4. 如权利要求3所述的伺服驱动液压控制系统,其特征在于,所述控制器为PLC。
5. 如权利要求3所述的伺服驱动液压控制系统,其特征在于,所述控制模块还包括:
通过第三扩展接口与所述控制器相连的高速计数模块,
所述伺服驱动液压控制系统还包括:
与所述油缸对应设置并与所述高速计数模块相连、将所述油缸位移距离通过所述高速计数模块反馈到所述控制器并进行所述油缸运动位置控制的光栅尺。
6. 如权利要求1所述的伺服驱动液压控制系统,其特征在于,所述伺服驱动液压控制系统还包括:
与所述伺服驱动器及伺服电机相连、以将所述伺服电机的转速反馈到所述伺服驱动器以进行流量闭环控制的旋转编码器。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的伺服驱动液压控制系统,其特征在于,所述人机交互界面为触摸屏。
8. 如权利要求1至6中任一项所述的伺服驱动液压控制系统,其特征在于,所述伺服电机为交流伺服电机或直流伺服电机。
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Granted publication date: 20120829