CN204687334U - 一种中空吹塑双闭环电液控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中空吹塑双闭环电液控制装置。现有中空成型机的型坯控制系统均为单闭环系统，控制精度和响应可进一步提高。本实用新型中注射油缸的进油口与储料缸连通，出油口与高精度电液比例阀的进油口连通；高精度电液比例阀的两个工作油口分别与伺服油缸的上、下油腔连通；伺服油缸的活塞固定有上、下活塞杆；下活塞杆的底部与模芯固定；开口量位移传感器检测上活塞杆位移，储料位移传感器检测储料缸内储料位置；开口量位移传感器、储料位移传感器和电子编程器均接PID调节器；PID调节器的控制信号经外置放大器后输给高精度电液比例阀。本实用新型在形成了双闭环控制系统，响应速度及控制精度明显优于单闭环控制系统。

Description

一种中空吹塑双闭环电液控制装置

技术领域

本实用新型属于控制技术领域，主要面向乳品加工业、医药、化工等行业的中空容器生产，以及中空成型塑料零部件的生产，具体涉及一种中空吹塑双闭环电液控制装置。

背景技术

长期以来，采用电液伺服阀一直是型坯壁厚控制系统提高控制性能的主要解决方案，特别是国外生产的大、中型中空成型机的型坯控制系统。然而这些产品价格高昂，大部分国内生产中空制品的企业难以承担其导致的成本增长，因此极大地限制了国内中空制品行业的发展。近年来，随着电液比例技术的发展，高性能电液比例阀的控制性能已达到或接近工业伺服阀的水平，已能满足绝大多数工业领域闭环控制的要求。但现有电液比例阀都只是结合外部元器件形成闭环系统，内部并没有小闭环，控制精度和动态响应可进一步提高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种中空吹塑双闭环电液控制装置，采用高性能电液比例阀控制伺服油缸工作，并在高性能电液比例阀的阀芯上配有位移传感器，形成局部小闭环，从而形成了双闭环控制系统，频响接近一般电液伺服阀（25～60Hz，100%阀行程），响应速度及控制精度明显优于单闭环控制系统；选用PID调节器使该系统增益可调，参数调整方便，以得到较高的控制精度和动态响应要求，满足塑料挤吹中空成型机的快速性和控制精度要求。

本实用新型包括开口量位移传感器、储料位移传感器、电子编程器、外置放大器、高精度电液比例阀、注射油缸、伺服油缸和PID调节器；所述注射油缸的进油口与储料缸连通，出油口与高精度电液比例阀的进油口连通；所述高精度电液比例阀的回油口与储料缸连通，第一工作油口与伺服油缸的上油腔连通，第二工作油口与伺服油缸的下油腔连通；所述伺服油缸的活塞顶部和底部分别固定有上、下活塞杆；所述下活塞杆的底部与模芯固定；所述的模芯呈圆锥形，与模座的圆锥模口匹配，形成圆环锥形模口；所述的开口量位移传感器检测上活塞杆的位移，储料位移传感器检测储料缸内储料位置；开口量位移传感器、储料位移传感器和电子编程器均接PID调节器；所述PID调节器的控制信号经外置放大器后输给高精度电液比例阀。

所述的高精度电液比例阀包括阀体、阀芯、比例电磁铁、阀芯位移传感器、内置放大器、控制信号插座和位移传感器插座；所述控制信号插座的输入端接外置放大器的输出端，输出端接比例电磁铁；所述的阀芯设置在阀体内；阀芯位移传感器检测阀芯位移，其输出端经内置放大器与位移传感器插座的输入端连接；所述位移传感器插座的输出端将反馈信号输给外置放大器。

本实用新型具有的有益效果：

本实用新型采用高性能电液比例阀控制伺服油缸工作，并在高性能电液比例阀的阀芯上配有位移传感器，形成局部小闭环，从而形成了双闭环控制系统，控制系统的调节特性、位置控制精度、重复性精度及可靠性，均能达到大型挤出吹塑机对型坯壁厚控制品质的要求；避免了采用造价昂贵、维护要求高的非连续控制的液压伺服控制系统，降低了生产成本，具有巨大的社会效益，对塑料中空吹塑机型坯壁厚控制系统的开发，提高产品质量和保证产品精度都具有重要的现实意义。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图；

图2为本实用新型中高精度电液比例阀的结构示意图。

图中：1、开口量位移传感器，2、储料位移传感器，3、电子编程器，4、外置放大器， 5、高精度电液比例阀，6、模芯，7、注射油缸，8、伺服油缸，9、阀体，10、阀芯，11、比例电磁铁，12、阀芯位移传感器，13、内置放大器，14、控制信号插座，15、位移传感器插座，16、PID调节器，17、模座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种中空吹塑双闭环电液控制装置，包括开口量位移传感器1、储料位移传感器2、电子编程器3、外置放大器4、高精度电液比例阀5、注射油缸7、伺服油缸8和PID调节器16；两个注射油缸7的进油口均与储料缸连通，出油口均与高精度电液比例阀5的进油口连通；高精度电液比例阀5的回油口与储料缸连通，第一工作油口与伺服油缸8的上油腔连通，第二工作油口与伺服油缸8的下油腔连通；伺服油缸8的活塞顶部和底部分别固定有上、下活塞杆；下活塞杆的底部与模芯6固定；模芯6呈圆锥形，与模座17的圆锥模口匹配，形成圆环锥形模口；开口量位移传感器1检测上活塞杆的位移，从而检测圆环锥形模口的间隙大小；储料位移传感器2检测储料缸内储料位置；开口量位移传感器1、储料位移传感器2和电子编程器3均接PID调节器16；PID调节器16的控制信号经外置放大器4后输给高精度电液比例阀，高精度电液比例阀控制伺服油缸8工作。

如图2所示，高精度电液比例阀5包括阀体9、阀芯10、比例电磁铁11、阀芯位移传感器12、内置放大器13、控制信号插座14和位移传感器插座15；控制信号插座14的输入端接外置放大器4的输出端，输出端接比例电磁铁11；阀芯10设置在阀体9内；阀芯位移传感器12检测阀芯10位移，其输出端经内置放大器13与位移传感器插座15的输入端连接；位移传感器插座15的输出端将反馈信号输给外置放大器4。

该中空吹塑双闭环电液控制装置的工作原理：

在储料工作期间，储料位移传感器2随时检测储料缸内储料位置，当储料量达到预选储料时，PID调节器16发出“储料到位”信号，系统就转入“注射”工作程序。注射型坯时，储料位移传感器2继续检测注射量，该中空吹塑双闭环电液控制装置将整个注射量等分区域。模口的间隙大小是由开口量位移传感器1来检测的。阀芯位移传感器12检测的信号作为负反馈信号与对应接点的指令信号进行比较，经放大再驱动高性能电液比例阀5改变流量，直到开口量位移传感器1所测得的开口量等于预选值时，其电流偏差为零，模芯6停止移动为止，此时的型坯厚度即为该位置时PID调节器16预选厚度。这样，PID调节器16根据所设定的指令，将型坯纵向等分，由高性能电液比例阀5带动口模芯6作轴向位移，从而保证模口间隙，即型坯壁厚。

该中空吹塑双闭环电液控制装置采用高性能电液比例阀控制伺服油缸工作，相当于在单闭环系统内再加入一个小闭环，增加了比例阀阀芯的位置反馈，形成局部小闭环，从而形成了双闭环控制系统。电液比例阀阀芯的位置反馈控制可提高电液比例阀的响应频率，从而改进整个系统的控制特性。同时系统内的比例放大器（外置放大器4）设置在PID调节器后，使该系统增益可调，参数调整方便。

Claims (1)

1. 一种中空吹塑双闭环电液控制装置，包括开口量位移传感器、储料位移传感器、电子编程器、外置放大器、高精度电液比例阀、注射油缸、伺服油缸和PID调节器，其特征在于：所述注射油缸的进油口与储料缸连通，出油口与高精度电液比例阀的进油口连通；所述高精度电液比例阀的回油口与储料缸连通，第一工作油口与伺服油缸的上油腔连通，第二工作油口与伺服油缸的下油腔连通；所述伺服油缸的活塞顶部和底部分别固定有上、下活塞杆；所述下活塞杆的底部与模芯固定；所述的模芯呈圆锥形，与模座的圆锥模口匹配，形成圆环锥形模口；所述的开口量位移传感器检测上活塞杆的位移，储料位移传感器检测储料缸内储料位置；开口量位移传感器、储料位移传感器和电子编程器均接PID调节器；所述PID调节器的控制信号经外置放大器后输给高精度电液比例阀；

所述的高精度电液比例阀包括阀体、阀芯、比例电磁铁、阀芯位移传感器、内置放大器、控制信号插座和位移传感器插座；所述控制信号插座的输入端接外置放大器的输出端，输出端接比例电磁铁；所述的阀芯设置在阀体内；阀芯位移传感器检测阀芯位移，其输出端经内置放大器与位移传感器插座的输入端连接；所述位移传感器插座的输出端将反馈信号输给外置放大器。