CN205445927U - 数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及比例放大器技术领域，尤其涉及数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器，本实用新型采用了闭环恒流控制和闭环位置控制的技术方法，解决了传统柱塞油泵只能开环控制而无法根据实际情况自适应调节的技术问题，达到了油泵通过闭环位置控制，提高其输出流量的线性度和重复精度，并且减小滞环的技术效果；采用输入输出全数字化处理的技术方法，达到了油量输入输出值精准、误差小的技术效果；采用安全自动保护的技术方法，解决了传统放大器易烧损、毁坏的技术问题，达到了使放大器具有电磁铁电缆短路保护、输出端对地短路保护、感应式位置传感器(LVDT)断线报警功能、电源接反保护等功能的技术效果。

Description

数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器

技术领域

本实用新型涉及比例放大器技术领域，尤其涉及数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器。

背景技术

柱塞泵是往复泵的一种，属于体积泵，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀。当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出。带滑靴结构的轴向柱塞泵是目前使用最广泛的轴向柱塞泵，安放在缸体中的柱塞通过滑靴与斜盘相接触，当传动轴带动缸体旋转时，斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回，完成吸排油过程。柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通。变量机构用来改变斜盘的倾角，通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量，怎样完成柱塞油泵的闭环反馈控制是目前研究的重点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器，采用了闭环恒流控制和闭环位置控制的技术方法，解决了传统柱塞油泵只能开环控制而无法根据实际情况自适应调节的技术问题，达到了油泵通过闭环位置控制，提高其输出流量的线性度和重复精度，并且减小滞环的技术效果；采用输入输出全数字化处理的技术方法，达到了油量输入输出值精准、误差小的技术效果；采用安全自动保护的技术方法，解决了传统放大器易烧损、毁坏的技术问题，达到了使放大器具有电磁铁电缆短路保护、输出端对地短路保护、感应式位置传感器(LVDT)断线报警功能、电源接反保护等功能的技术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括盒体，在盒体前侧安装有插线板A，在盒体的后侧安装有插线板B和插线板C；插线板A包括12个外端子，插线板B包括4个外端子，插线板C包括8个外端子；

盒体内部包括斜坡切断控制器A、斜坡切断控制器B、电流输出端口A、电流输出端口B和直流降压电路；斜坡切断控制器A的输入端连接插线板C的1端子和2端子，斜坡切断控制器A的输出端连接有状态输出器；状态输出器外接有状态显示灯；斜坡切断控制器B输入端连接插线板C的3端子和4端子，斜坡切断控制器B的输出端连接有斜坡控制器，斜坡控制器的另一输入端连接有给定值输入器，给定值输入器的输入端连接插线板A的10端子；插线板A的11端子和12端子内接地；

直流降压电路的输入端连接插线板A的1端子和2端子；直流降压电路的一个输出端连接有电源灯，直流降压电路另一输出端连接A的9端子和8端子；

插线板B的1端子、2端子和3端子内接有整流电路；整流电路的输出端连接有缓冲器，缓冲器的输出端分别连接插线板C的8端子和状态输出器的输入端；

斜坡控制器的输出端连接有PD调节器，缓冲器的输出端连接PD调节器的另一输入端；PD调节器的输出端连接有PI调节器A和PI调节器B；PI调节器A通过电流输出端口A连接插线板A的3端子和4端子，PI调节器B通过电流输出端口B连接插线板A的5端子和6端子；

进一步优化本技术方案，所述的插线板C的1端子和2端子之间外接有控制器使能开关，插线板C的3端子和4端子之间外接有斜坡切断使能开关；插线板C的5端子为给定输出端，插线板C的8端子为摆角输出端；

进一步优化本技术方案，所述的插线板A的1端子和2端子之间外接有外部电源；插线板A的8端子、10端子和11端子之间外接有电位器，插线板A的10端子接电位器的中间端；插线板A的3端子和4端子之间外接有电磁铁a，插线板A的5端子和6端子之间外接有电磁铁b；电磁铁a和电磁铁b之间连接有油泵柱塞；油泵柱塞外连接有位置传感器；

进一步优化本技术方案，所述的位置传感器的输出端连接插线板B的1端子、2端子和3端子。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、油泵流量(位置)给定值与油泵斜盘角度感应式位置传感器(LVDT)的位置偏差通过控制三位四通的比例方向阀修正，使油泵的流量高精度输出；2、本放大器输入输出值全数字化处理、误差小、精度高；3、本放大器具有斜坡时间调节、放大器使能控制、斜坡切断、电磁铁电缆短路、输出端对地短路保护、感应式位置传感器(LVDT)断线报警等功能。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型电路结构图。

图中，1、盒体；2、插线板A；3、插线板B；4、插线板C；5、控制器使能开关；6、斜坡切断控制器A；7、斜坡切断开关；8、斜坡切断控制器B；9、状态输出器；10、给定值输入器；11、斜坡控制器；12、外部电源；13、直流降压电路；14、电源灯；15、缓冲器；16、PD调节器；17、状态显示灯；18、PI调节器A；19、电流输出端口A；20、PI调节器B；21、电流输出端口B；22、整流电路；23、电磁铁a；24、位置传感器；25、电位器；26、电磁铁b；27、油泵柱塞。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：如图1-2所示，包括盒体1，在盒体1前侧安装有插线板A2，在盒体1的后侧安装有插线板B3和插线板C4；插线板A2包括12个外端子，插线板B3包括4个外端子，插线板C4包括8个外端子；

盒体1内部包括斜坡切断控制器A6、斜坡切断控制器B8、电流输出端口A19、电流输出端口B21和直流降压电路13；斜坡切断控制器A6的输入端连接插线板C4的1端子和2端子，斜坡切断控制器A6的输出端连接有状态输出器9；状态输出器9外接有状态显示灯17；斜坡切断控制器B8输入端连接插线板C4的3端子和4端子，斜坡切断控制器B8的输出端连接有斜坡控制器11，斜坡控制器11的另一输入端连接有给定值输入器10，给定值输入器10的输入端连接插线板A2的10端子；插线板A2的11端子和12端子内接地；

直流降压电路13的输入端连接插线板A2的1端子和2端子；直流降压电路13的一个输出端连接有电源灯14，直流降压电路13另一输出端连接A2的9端子和8端子；

插线板B3的1端子、2端子和3端子内接有整流电路22；整流电路22的输出端连接有缓冲器15，缓冲器15的输出端分别连接插线板C4的8端子和状态输出器11的输入端；

斜坡控制器11的输出端连接有PD调节器16，缓冲器15的输出端连接PD调节器16的另一输入端；PD调节器16的输出端连接有PI调节器A18和PI调节器B20；PI调节器A18通过电流输出端口A19连接插线板A2的3端子和4端子，PI调节器B20通过电流输出端口B21连接插线板A2的5端子和6端子；

进一步优化本技术方案，所述的插线板C4的1端子和2端子之间外接有控制器使能开关5，插线板C4的3端子和4端子之间外接有斜坡切断使能开关7；插线板C4的5端子为给定输出端，插线板C4的8端子为摆角输出端；所述的插线板A2的1端子和2端子之间外接有外部电源；插线板A2的8端子、10端子和11端子之间外接有电位器25，插线板A2的10端子接电位器25的中间端；插线板A2的3端子和4端子之间外接有电磁铁a23，插线板A2的5端子和6端子之间外接有电磁铁b26；电磁铁a23和电磁铁b26之间连接有油泵柱塞27；油泵柱塞27外连接有位置传感器24；所述的位置传感器24的输出端连接插线板B3的1端子、2端子和3端子。

如图1，本设计放大器在盒体1上侧和下侧放置三个插线板：插线板A2、插线板B3、插线板C3，各自有各自的功能，插线板A2为电源输入和电流控制输出；插线板C3为开关输入和摆角输出；插线板B3为位置信号的输入。

如图2是本设计放大器的电路结构图，插线板A2的1端子和2端子为外部24V直流电源输入端，其中1端子接直流电源的正极，2端子接直流电源的负极；插线板A2的3及4端子连接比例方向阀电磁铁a23(铭牌正面的左侧电磁铁)；电磁铁a23得电：增加油泵流量输出。相反的，插线板A2的5及6端子连接比例方向阀电磁铁b26(铭牌正面的右侧电磁铁)，电磁铁b26得电：减少油泵流量输出。

流量设定值输入可使用电位器25从0到10V输入；如果流量设定值输入由PLC的D/A模块输出，则插线板A2的10端子接D/A模块输出端，插线板A2的11端子接D/A模块参考端(0V)。

插线板B3的1、2、3端子用于连接测量油泵斜盘角度的感应式位置传感器24。

而插线板C4的1、2为使能输入端，接通使能后控制器才能正常工作。如不需要远程使能控制，必须把该端口短接。插线板C4的3、4端子为斜坡切断输入端，Ramp微调电阻调整斜坡时间，出厂值为1秒。不需要斜坡控制时把该端口短接即可。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器，其特征在于：包括盒体(1)，在盒体(1)前侧安装有插线板A(2)，在盒体(1)的后侧安装有插线板B(3)和插线板C(4)；插线板A(2)包括12个外端子，插线板B(3)包括4个外端子，插线板C(4)包括8个外端子；

盒体(1)内部包括斜坡切断控制器A(6)、斜坡切断控制器B(8)、电流输出端口A(19)、电流输出端口B(21)和直流降压电路(13)；斜坡切断控制器A(6)的输入端连接插线板C(4)的1端子和2端子，斜坡切断控制器A(6)的输出端连接有状态输出器(9)；状态输出器(9)外接有状态显示灯(17)；斜坡切断控制器B(8)输入端连接插线板C(4)的3端子和4端子，斜坡切断控制器B(8)的输出端连接有斜坡控制器(11)，斜坡控制器(11)的另一输入端连接有给定值输入器(10)，给定值输入器(10)的输入端连接插线板A(2)的10端子；插线板A(2)的11端子和12端子内接地；

直流降压电路(13)的输入端连接插线板A(2)的1端子和2端子；直流降压电路(13)的一个输出端连接有电源灯(14)，直流降压电路(13)另一输出端连接A(2)的9端子和8端子；

插线板B(3)的1端子、2端子和3端子内接有整流电路(22)；整流电路(22)的输出端连接有缓冲器(15)，缓冲器(15)的输出端分别连接插线板C(4)的8端子和状态输出器(11)的输入端；

斜坡控制器(11)的输出端连接有PD调节器(16)，缓冲器(15)的输出端连接PD调节器(16)的另一输入端；PD调节器(16)的输出端连接有PI调节器A(18)和PI调节器B(20)；PI调节器A(18)通过电流输出端口A(19)连接插线板A(2)的3端子和4端子，PI调节器B(20)通过电流输出端口B(21)连接插线板A(2)的5端子和6端子。

2.根据权利要求1所述的数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器，其特征在于：插线板C(4)的1端子和2端子之间外接有控制器使能开关(5)，插线板C(4)的3端子和4端子之间外接有斜坡切断使能开关(7)；插线板C(4)的5端子为给定输出端，插线板C(4)的8端子为摆角输出端。

3.根据权利要求1所述的数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器，其特征在于：插线板A(2)的1端子和2端子之间外接有外部电源(12)；插线板A(2)的8端子、10端子和11端子之间外接有电位器(25)，插线板A(2)的10端子接电位器(25)的中间端；插线板A(2)的3端子和4端子之间外接有电磁铁a(23)，插线板A(2)的5端子和6端子之间外接有电磁铁b(26)；电磁铁a(23)和电磁铁b(26)之间连接有油泵柱塞(27)；油泵柱塞(27)外连接有位置传感器(24)。

4.根据权利要求1或3所述的数字式高精度位置闭环控制柱塞油泵比例放大器，其特征在于：位置传感器(24)的输出端连接插线板B(3)的1端子、2端子和3端子。