一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統技術方案

一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統，由參數設定和顯示(觸摸屏)、控制器(PLC)、信號調理及動力環節4部分組成。利用伺服比例閥實現了慢速調節中加載力、位移或其速率的恒定。該控制系統采用的工業控制常用控制器：PLC和觸摸屏。其可靠性高于工控機或嵌入式控制器，并且界面友好、操作方便，以通信方式實現壓力采集也較好地解決了PLC的A/D模塊性能低的問題。

A 500KN constant pressure electro hydraulic servo control system

A 500KN constant pressure electro-hydraulic servo control system consists of 4 parts: parameter setting and display (Chu Moping), controller (PLC), signal conditioning and power link. A servo proportional valve is used to realize the constant force, displacement or rate of the slow regulation. The industrial control common controller used in the control system is PLC and touch screen. Its reliability is higher than industrial computer or embedded controller, and the interface is friendly and easy to operate. The pressure collection is implemented by means of communication, and it also solves the problem of low performance of PLC module of A/D.

【技術實現步驟摘要】
一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統所屬
本專利技術涉及一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統，適用于機械領域。
技術介紹
恒力壓力機是為某特殊產品開發的專用設備，要求具有普通壓力機操作方便性、可靠性，同時具備試驗機的性能。要求是加載力、位移及其速率可控、可測，既可保持加載力、位移恒定(恒值方式)，也可保持加載力、位移的速率恒定(恒速率方式)。加載力精度要達到l級壓力試驗機水平。
技術實現思路
本專利技術提出了一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統，利用伺服比例閥實現了慢速調節中加載力、位移或其速率的恒定?？刂葡到y以小型PLC和觸摸屏為控制核心，自編的PID程序充分發揮了伺服比例閥和PIE性能，控制系統達到了設計要求。本專利技術所采用的技術方案是：所述的控制系統由參數設定和顯示(觸摸屏)、控制器(PLC)、信號調理及動力環節4部分組成。所述控制程序包括過程參數記錄顯示、標定、中斷倍頻、反饋調節、零點調整等幾部分，其中最重要的反饋調節采用自編的全浮點運算、變參數的PID程序，解決了內置PID指令輸入范圍受限，不能實時控制的問題。所述信號調理環節含光柵尺和壓力調理轉換模塊兩部分。光柵尺將壓力機下壓盤(活動橫梁)的位移轉換為AB兩相脈沖，PIE采用中斷方式接受脈沖，實現計數功能，再經軟件四倍頻，從而提高位移測量精度和分辨率。所述調理轉換模塊是提高加載力測量和控制精度的關鍵。系統采用了高精度、高分辨率的壓力傳感器和調理轉換模塊。壓力傳感器的滿量程精度為±0.1％，調理轉換模塊將壓力傳感器的應變信號放大，經24位A/D轉換器轉換為數字量，編碼成浮點數，通過其ModBus串行總線輸出，最后PLC以通信的方式采集壓力信號，壓力值經過標定后轉換為力值。與位移控制不同，力的控制是半閉環的，是通過控制液壓缸壓力間接控制的，但經過0.3級標準測力儀標定后，力的測量和控制完全能到達l級試驗機示值誤差±l％的要求。所述液壓系統的液壓缸為φ160柱塞缸，快速上升時由液壓源2的大泵供油，小泵卸載，在恒值或恒速率調節階段小泵供油，大泵卸載。調節階段的加載閥為額定流量5L/min的伺服比例閥13，其根據偏差控制進入液壓缸的流量，實現恒值或恒速率輸出?；爻虝r換向閥9的電磁鐵YV3通電，打開液控單向閥10，液壓缸靠自重快速下行。在工作空間調整上，本壓力機與試驗機不同，試驗機是通過電機、減速器、絲桿等一套機械裝置來實現上壓盤定位，其結構復雜。本壓力機上橫梁即為上壓盤，液壓缸全行程，利用大泵實現液壓缸快速上行定位，機械結構大大簡化。所述伺服比例閥13出口處加一個液控單向閥12，目的是對于要求恒值精度不高的工作場合，可以利用該閥保壓，此時伺服比例閥停止工作，液壓泵卸載，以節約能源。為了使液控單向閥保壓到伺服比例閥調節過程中切換平穩，卸荷閥7先通電，之后換向閥5再通電。在調節過程中，換向閥5應始終通電。需要注意的是選擇卸荷閥3、7時，其卸荷壓力一定要低，以防止電機起動后換向閥9、伺服比例閥13的泄漏造成液壓缸自動上行。本專利技術的有益效果是：該控制系統采用的工業控制常用控制器：PLC和觸摸屏。其可靠性高于工控機或嵌入式控制器，并且界面友好、操作方便，以通信方式實現壓力采集也較好地解決了PLC的A/D模塊性能低的問題。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的液壓系統原理圖。圖2是本專利技術的控制方塊圖。圖中：1．電機；2．油泵；3、7．卸荷閥；4、6．單向閥；5、9．換向閥；8．節流閥；l0、12．液控單向閥；11.二位三通電磁換向閥；13.伺服比例閥。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，液壓系統的液壓缸為φ160柱塞缸，快速上升時由液壓源2的大泵供油，小泵卸載，在恒值或恒速率調節階段小泵供油，大泵卸載。調節階段的加載閥為額定流量5L/min的伺服比例閥13，其根據偏差控制進入液壓缸的流量，實現恒值或恒速率輸出?；爻虝r換向閥9的電磁鐵YV3通電，打開液控單向閥10，液壓缸靠自重快速下行。在工作空間調整上，本壓力機與試驗機不同，試驗機是通過電機、減速器、絲桿等一套機械裝置來實現上壓盤定位，其結構復雜。本壓力機上橫梁即為上壓盤，液壓缸全行程，利用大泵實現液壓缸快速上行定位，機械結構大大簡化。伺服比例閥13出口處加一個液控單向閥12，目的是對于要求恒值精度不高的工作場合，可以利用該閥保壓，此時伺服比例閥停止工作，液壓泵卸載，以節約能源。為了使液控單向閥保壓到伺服比例閥調節過程中切換平穩，卸荷閥7先通電，之后換向閥5再通電。在調節過程中，換向閥5應始終通電。需要注意的是選擇卸荷閥3、7時，其卸荷壓力一定要低，以防止電機起動后換向閥9、伺服比例閥13的泄漏造成液壓缸自動上行。如圖2，控制系統由參數設定和顯示(觸摸屏)、控制器(PLC)、信號調理及動力環節4部分組成?？刂瞥绦虬ㄟ^程參數記錄顯示、標定、中斷倍頻、反饋調節、零點調整等幾部分，其中最重要的反饋調節采用自編的全浮點運算、變參數的PID程序，解決了內置PID指令輸入范圍受限，不能實時控制的問題。信號調理環節含光柵尺和壓力調理轉換模塊兩部分。光柵尺將壓力機下壓盤(活動橫梁)的位移轉換為AB兩相脈沖，PIE采用中斷方式接受脈沖，實現計數功能，再經軟件四倍頻，從而提高位移測量精度和分辨率。調理轉換模塊是提高加載力測量和控制精度的關鍵。系統采用了高精度、高分辨率的壓力傳感器和調理轉換模塊。壓力傳感器的滿量程精度為±0.1％，調理轉換模塊將壓力傳感器的應變信號放大，經24位A/D轉換器轉換為數字量，編碼成浮點數，通過其ModBus串行總線輸出，最后PLC以通信的方式采集壓力信號，壓力值經過標定后轉換為力值。與位移控制不同，力的控制是半閉環的，是通過控制液壓缸壓力間接控制的，但經過0.3級標準測力儀標定后，力的測量和控制完全能到達l級試驗機示值誤差±l％的要求。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統，其特征是：所述的控制系統由參數設定和顯示(觸摸屏)、控制器(PLC)、信號調理及動力環節4部分組成。

【技術特征摘要】
1.一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統，其特征是：所述的控制系統由參數設定和顯示(觸摸屏)、控制器(PLC)、信號調理及動力環節4部分組成。2.根據權利要求1所述的一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統，其特征是：所述控制程序包括過程參數記錄顯示、標定、中斷倍頻、反饋調節、零點調整等幾部分，其中最重要的反饋調節采用自編的全浮點運算、變參數的PID程序，解決了內置PID指令輸入范圍受限，不能實時控制的問題。3.根據權利要求1所述的一種500KN恒力壓力機電液伺服控制系統，其特征是：所述信號調理環節含光柵尺和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓會義，
申請(專利權)人：韓會義，
類型：發明
國別省市：遼寧,21