CN218567896U - 一种伺服控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种伺服控制装置，包括：输入信号采集模块，包括数字量采集电路和模拟量采集电路，数字量采集电路用于采集干接点输入信号，模拟量采集电路用于采集指令输入电流信号、反馈输入电流信号和LVDT输入信号；CPU处理模块，处理输入信号采集模块采集的信号，并驱动伺服输出模块；伺服输出模块，输出伺服信号作用于交流伺服电机；通讯模块，构成数据传输通道，并与CPU处理模块相连；液晶显示屏模块，与CPU处理模块相连，实时显示和配置参数。本实用新型伺服控制装置可拓展性好、体积小、信号采集精度高、驱动能力强、成本低且配备液晶显示屏，支持实时显示和配置相关参数。

Description

一种伺服控制装置

技术领域

本实用新型属于检测与自动化装置技术领域，涉及一种伺服控制装置。

背景技术

汽轮机数字电液调节系统(DEH系统)，由调节系统和保安系统两部分组成，两部分既完成不同的功能，又密切相关，调节系统通过伺服隧动系统控制进气阀开度，使汽轮发电机的转速、功率等维持在规定值，保安系统的功能是在调节系统出现异常的情况下能维持机组的正常运行时，迅速关闭进气阀门使其脱离危险情况。

伺服控制装置是为驱动汽轮机伺服阀而配套设计的专用装置，通过该装置与DEH系统配合，检测控制系统输入的控制信号，生成伺服输出信号，控制交流伺服电机的转速、转向来控制液压缸的位移、速度和运动方向，从而实现大推力、高速度的运动控制。

而现有大部分伺服控制装置体积庞大，控制精度差，控制步骤繁琐，难以满足较复杂且安全系数高的现场需求。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种伺服控制装置，通过检测控制系统输入的控制信号，生成伺服输出信号，控制交流伺服电机的转速、转向来控制液压缸的位移、速度和运动方向，从而实现大推力、高速度的运动控制，支持液晶屏实时显示，支持控制参数就地配置，控制策略，参数可灵活修改，具有控制精度高、操作简洁、体积小等优点。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种伺服控制装置，包括：

输入信号采集模块，包括数字量采集电路和模拟量采集电路，数字量采集电路用于采集干接点输入信号，模拟量采集电路用于采集指令输入电流信号、反馈输入电流信号和LVDT输入信号；

CPU处理模块，处理输入信号采集模块采集的信号，并驱动伺服输出模块；

伺服输出模块，输出伺服信号作用于交流伺服电机；

通讯模块，构成数据传输通道，并与CPU处理模块相连；

液晶显示屏模块，与CPU处理模块相连，实时显示和配置参数。

进一步的，模拟量采集电路包括指令输入电流信号采集电路、反馈输入信号采集电路和LVDT信号采集电路，分别用于采集指令输入电流信号、反馈输入电流信号和LVDT输入信号。

进一步的，CPU处理模块包括主CPU电路，分别与输入信号采集模块、伺服输出模块、液晶显示屏模块、通讯模块相连。

进一步的，伺服输出模块包括两个DAC模块，输出两路电压或电流伺服信号。

进一步的，LVDT信号采集电路采用LVDT信号调理电路和从CPU电路进行LVDT输入信号采集；LVDT信号调理电路包括激励信号调理电路和精密全波整流电路；从CPU电路内集成ADC和DAC模块；ADC经精密全波整流电路采集电流信号和LVDT信号，从CPU电路通过DMA传输方式将预存的正弦波参数搬运至DAC模块产生正弦波信号，再由所述激励信号调理电路对正弦信号进行调理。

进一步的，通讯模块包括两路485通讯模块和一路网口通讯模块。通过通讯模块完成上位机与CPU处理模块的数据交互。

进一步的，液晶显示屏模块采用OLED显示屏，显示包括开机界面、主界面、配置界面和菜单界面，用于实时显示模拟量反馈值，模拟量指令值，装置模式，开关量指令，开到位、关到位及报警状态，支持配置切换自动/就地模式开关操作。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

本实用新型伺服控制装置可拓展性好、体积小、信号采集精度高、驱动能力强、成本低且配备液晶显示屏，支持实时显示和配置相关参数。

附图说明

图1为本实用新型一种伺服控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型伺服控制装置的电路框图；

图3为LVDT输入信号的采集流程；

图4为图2中LVDT信号调理电路的结构示意图；

图5为伺服输出调理电路中的伺服电压和伺服电流切换电路；

图6为伺服输出模块中的DAC电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型伺服控制装置包括：输入信号采集模块、CPU处理模块、伺服输出模块、通讯模块和液晶屏显示模块；其中，输入信号采集模块采集输入信号送至CPU处理模块进行处理；CPU处理模块驱动伺服输出模块输出伺服信号作用于交流伺服电机；通讯模块构成数据传输通道，完成上位机与CPU处理器模块的数据交互；液晶屏显示模块与所述CPU处理器模块连接，用于实时显示和配置相关参数。

如图2所示，输入信号采集模块包括模拟量采集电路和数字量采集电路，模拟量采集电路由图2中的从CPU电路、4～20mA调理电路(电流信号调理电路)和LVDT信号调理电路组成，主要采集电流信号和LVDT信号。

结合图4，LVDT信号调理电路，包括激励信号调理电路和精密全波整流电路。从CPU电路内集成ADC和DAC外设，ADC用于采集电流信号和LVDT信号，DAC用于产生正弦波信号。从CPU电路通过DMA传输方式把预先存储在静态数组中的正弦波参数搬运至DAC模块产生正弦波信号，再由激励信号调理模块对正弦信号进行调理，使输出波形更接近于正弦波，提供给激励模块。

结合图3所示LVDT采集流程，通过激励信号实现对LVDT传感器的一次侧激励，回采LVDT传感器二次侧的反馈，通过滤波、整流、二次滤波等处理，最终将LVDT传感器位置转换成线性的直流信号。

如图2所示，伺服输出模块，由两路DAC电路和伺服输出调理电路组成，用于输出伺服信号，电流或电压可选。

CPU处理模块，由图2主CPU电路组成，用于处理输入信号采集模块采集的数据、驱动伺服输出模块输出伺服信号、建立通讯完成数据传输以及驱动液晶显示屏。

其中液晶屏显示模块采用OLED显示屏，主要显示包含开机界面、主界面、菜单界面以及密码界面，用于实时显示模拟量反馈值，模拟量指令值，装置模式，开关量指令，开到位、关到位及报警状态，支持配置切换自动/就地模式开关操作。

图5为伺服输出调理电路中的伺服电压和伺服电流切换电路，通过光耦切换选择输出伺服电流信号或伺服电压信号为伺服DAC输出电路，当SW为高电平，则U36不导通，输出回路为电流通道，当SW为低电平时，输出回路为电压回路，外接负载阻值较大。

图6为伺服输出模块中的DAC电路，通过SPI接口与主CPU通讯，用于产生伺服输出信号。

Claims (7)

1.一种伺服控制装置，其特征在于，包括：

输入信号采集模块，包括数字量采集电路和模拟量采集电路，数字量采集电路用于采集干接点输入信号，模拟量采集电路用于采集指令输入电流信号、反馈输入电流信号和LVDT输入信号；

CPU处理模块，处理输入信号采集模块采集的信号，并驱动伺服输出模块；

伺服输出模块，输出伺服信号作用于交流伺服电机；

通讯模块，构成数据传输通道，并与CPU处理模块相连；

液晶显示屏模块，与CPU处理模块相连，实时显示和配置参数。

2.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其特征在于，所述模拟量采集电路包括指令输入电流信号采集电路、反馈输入信号采集电路和LVDT信号采集电路，分别用于采集指令输入电流信号、反馈输入电流信号和LVDT输入信号。

3.根据权利要求2所述的伺服控制装置，其特征在于，所述CPU处理模块包括主CPU电路，分别与输入信号采集模块、伺服输出模块、液晶显示屏模块、通讯模块相连。

4.根据权利要求3所述的伺服控制装置，其特征在于，所述伺服输出模块包括两个DAC模块，输出两路电压或电流伺服信号。

5.根据权利要求4所述的伺服控制装置，其特征在于，所述LVDT信号采集电路通过LVDT信号调理电路、从CPU电路进行LVDT输入信号采集；所述LVDT信号调理电路包括激励信号调理电路和精密全波整流电路；所述从CPU电路内集成ADC和DAC模块；所述ADC经精密全波整流电路采集电流信号和LVDT信号，从CPU电路通过DMA传输方式将预存的正弦波参数搬运至DAC模块产生正弦波信号，再由所述激励信号调理电路对正弦信号进行调理。

6.根据权利要求5所述的伺服控制装置，其特征在于，所述通讯模块包括两路485通讯模块和一路网口通讯模块。

7.根据权利要求6所述的伺服控制装置，其特征在于，所述液晶显示屏模块采用OLED显示屏。

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