專利名稱：電液運(yùn)動一體化模塊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有隨動作用的伺服馬達(dá)，特別是一種具有電控制 的裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展，在煤炭、化工、機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)炔块T， 液壓傳動和控制技術(shù)得到廣泛地應(yīng)用，其相應(yīng)新技術(shù)也不斷地被采用， 隨著各種設(shè)備的自動化程度越來越高，與其配套的液壓系統(tǒng)也漸趨復(fù)雜 化，技術(shù)要求也隨之提高，當(dāng)前，用比例閥或伺服閥加PLC或工控計 算機(jī)配合相應(yīng)的檢測反饋回路和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是常見的電液運(yùn)動控制 系統(tǒng)，普遍應(yīng)用于控制以位移或力為控制對象的各種設(shè)備，但現(xiàn)有的這 些電液運(yùn)動控制裝置存在下列問題-
1. 設(shè)計技術(shù)要求高要求設(shè)計人員具有綜合、全面的機(jī)電知識和工 程經(jīng)驗，設(shè)計者不僅要對液壓閥、液壓缸、液壓馬達(dá)等液壓元器件特性 有詳細(xì)和深入的了解，還必須掌握復(fù)雜的控制技術(shù)和控制算法的實現(xiàn)方
法；
2. 新裝置開發(fā)周期長且不具通用性，電液運(yùn)動控制系統(tǒng)性能難以達(dá) 到最優(yōu)化，并從而對電液運(yùn)動控制技術(shù)的推廣應(yīng)用產(chǎn)生負(fù)面影響；
3. 系統(tǒng)可靠性不高，通用性差，造成資源浪費(fèi)?，F(xiàn)有的電液運(yùn)動控 制系統(tǒng)大都是針對具體項目要求定制，沒有規(guī)模生產(chǎn)的量，設(shè)計者僅重 視滿足系統(tǒng)功能要求，難以顧及可靠性和穩(wěn)定性，由于是針對具體項目 開發(fā)，無法考慮其可移植性，通用性差，而且也無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)約束，利用 技術(shù)進(jìn)步的條件差，并會帶來資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種改進(jìn)的電液運(yùn)動一體化模 塊裝置，它能簡化設(shè)計技術(shù)，縮短裝置開發(fā)周期，便于電液控制技術(shù)推 廣應(yīng)用，能形成規(guī)模生產(chǎn)和節(jié)約資源，從而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，并能 提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是電液運(yùn)動一體化模塊 裝置包括有工控計算機(jī)、操作臺、液壓動力系統(tǒng)、液壓控制元件、液壓 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋回路，液壓動力系統(tǒng)經(jīng)管路連接有液壓控制元件，液壓 控制元件連接有液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接有反饋回路，其特點(diǎn) 是裝置還設(shè)置有由可編程控制器和液壓控制器組成的控制主體，該液 壓控制器經(jīng)現(xiàn)場總線分別連接有工控計算機(jī)和可編程控制器，液壓控制 器還經(jīng)導(dǎo)線分別連接有液壓控制元件和反饋回路，液壓控制器讀入上位 機(jī)設(shè)定的參數(shù)，并根據(jù)反饋回路的反饋信號，經(jīng)運(yùn)算后送控制信號到液 壓控制元件再驅(qū)動液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)作設(shè)定的運(yùn)動。
本發(fā)明將液壓系統(tǒng)、信號反饋回路和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)看作一個整體， 配合液壓控制器構(gòu)成電液運(yùn)動控制模塊，設(shè)計者只需將相關(guān)運(yùn)動控制要 求和參數(shù)按人機(jī)界面提示以"對話框"格式填入，即可完成復(fù)雜的運(yùn)動 控制設(shè)計，簡化設(shè)計，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，能明顯減少相應(yīng)的人力和資 金投入，同時本發(fā)明由于采用電液運(yùn)動控制模塊方式，使系統(tǒng)的可靠性 和穩(wěn)定性能顯著地提高，且此項技術(shù)更加有利電液技術(shù)推廣和應(yīng)用，從 而形成規(guī)模生產(chǎn)，節(jié)約資源，提高經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明電液運(yùn)動一體化模塊裝置結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是圖1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參照圖1、 2，電液運(yùn)動一體化模塊裝置包括有工控計算機(jī)l、控制主體2、操作臺3、液壓動力系統(tǒng)4、液壓控制元件5、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)6 和反饋回路7。
工控計算機(jī)1，是用于裝置遠(yuǎn)程控制的遠(yuǎn)程計算機(jī)，工控計算機(jī)1 通過現(xiàn)場總線分別連接控制主體2的可編程控制器PLC和液壓控制器 22。
控制主體2包括有可編程控制器PLC21和液壓控制器22,其中
可編程控制器PLC21，分別連接液壓控制器22、工控計算機(jī)l、操 作臺3和液壓動力系統(tǒng)4;
液壓控制器22是16位處理器MC68376、 32位處理器MC68376或 ARM7TDMI構(gòu)成的模塊化控制器，分別連接有工控計算機(jī)1、可編程 控制器PLC21、液壓控制元件5和反饋回路7，液壓控制器22用于電 液運(yùn)動控制的算法實現(xiàn)、同上位機(jī)信息交互、數(shù)字量開關(guān)邏輯信號處理、 模擬量信號輸出、反饋回路的反饋信號接收和預(yù)處理；
控制主體2上配置有現(xiàn)場總線通訊接口 、數(shù)字量輸入接口和輸出接 口、模擬量輸入接口和輸出接口、數(shù)字式傳感器輸入接口和電源輸入接 Pl。
操作臺3，是用于裝置現(xiàn)場控制的設(shè)備，操作臺3連接有控制主體 2的可編程控制器PLC21。
液壓動力系統(tǒng)4可由通用的電動液壓泵、管路、管路附件和油箱等 組成，系統(tǒng)的啟動與停止是由控制主體2的可編程控制器PLC21控制， 輸出壓力油經(jīng)管道供向液壓控制元件5。
液壓控制元件5，是由通用的比例閥或伺服閥構(gòu)成的壓力、流量控 制單元，其控制線和控制主體2的液壓控制器22連接，控制量可選擇 電流型或電壓型。
液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)6，可為液壓缸(位置或力控制)或液壓馬達(dá)(速度控制)，根據(jù)現(xiàn)場實際控制要求選定。
反饋回路7，該回路的主體是傳感器，電液運(yùn)動一體化模塊裝置的 傳感器可為壓力傳感器、位移傳感器、或轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，該傳感器分 別連接控制主體2的液壓控制器22和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)6,從而構(gòu)成信號檢 測回路，通常傳感器可根據(jù)運(yùn)動控制的功能要求選定。
本發(fā)明提供上述的電液運(yùn)動控制模塊裝置，設(shè)計者可免去復(fù)雜的液 壓、電氣、控制和算法等中間問題，直接將液壓動力系統(tǒng)4、信號反饋 回路7和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)6看作一個整體，配合液壓控制器22構(gòu)成液壓 運(yùn)動控制模塊，系統(tǒng)設(shè)計者只需將相關(guān)運(yùn)動控制要求和參數(shù)，通過簡單 的圖形化編程即可實現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動控制。
電液運(yùn)動一體化模塊裝置包括有操作臺控制和遠(yuǎn)程控制兩種工作 狀態(tài)，其對應(yīng)工作流程是-
操作臺控制方式通過可編程控制器PLC21、啟動液壓動力系統(tǒng)和 相關(guān)邏輯控制順序，選擇運(yùn)動控制方式(如力控制或位移控制)，并設(shè) 定運(yùn)動控制量和運(yùn)動次數(shù)等相關(guān)運(yùn)動參數(shù)，液壓控制器22讀入設(shè)定的 參數(shù)后，根據(jù)反饋回路7的傳感器反饋信號，經(jīng)內(nèi)部運(yùn)算后的控制信號 輸入液壓控制元件5，再經(jīng)液壓控制元件5放大自輸入端驅(qū)動液壓執(zhí)行 機(jī)構(gòu)6作設(shè)定的運(yùn)動。
遠(yuǎn)程控制方式該方式和上述操作臺控制方式相似，其區(qū)別在于控 制信號的給定和運(yùn)動控制量的設(shè)定均由工控計算機(jī)1完成，通過現(xiàn)場總 線13將控制量分別送到可編程控制器21和液壓控制器22，然后由其分 別進(jìn)行邏輯和運(yùn)動控制。
權(quán)利要求
1、一種電液運(yùn)動一體化模塊裝置，該裝置包括有工控計算機(jī)、操作臺、液壓動力系統(tǒng)、液壓控制元件、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋回路，液壓動力系統(tǒng)經(jīng)管路連接有液壓控制元件，液壓控制元件連接有液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接有反饋回路，其特征在于裝置還設(shè)置有由可編程控制器(21)和液壓控制器(22)組成的控制主體(2)，液壓控制器(22)經(jīng)現(xiàn)場總線分別連接有工控計算機(jī)(1)和可編程控制器(21)，液壓控制器(22)分別連接有液壓控制元件(5)和反饋回路(7)，液壓控制器(22)讀入上位機(jī)設(shè)定的參數(shù)，并根據(jù)反饋回路(7)的反饋信號，經(jīng)運(yùn)算后送控制信號到液壓控制元件(5)再驅(qū)動液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(6)作設(shè)定的運(yùn)動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液運(yùn)動一體化模塊裝置，其特征是控 制主體(2)的液壓控制器(22)是16或32位處理器MC68376或 ARM7TDMI構(gòu)成的模塊化控制器，控制主體(2)上還配置有現(xiàn)場總線 通知接口、數(shù)字量輸入和輸出接口、模擬量輸入和輸出接口、數(shù)字式傳 感器輸入接口和電源輸入接口 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液運(yùn)動一體化模塊裝置，其特征是液 壓控制元件(5)是比例伺服閥構(gòu)成的壓力、流量控制單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液運(yùn)動一體化模塊裝置，其特征是液 壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(6)是液壓缸或液壓馬達(dá)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液運(yùn)動一體化模塊裝置，其特征是反 饋回路)7)是壓力傳感器、位移傳感器或轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器構(gòu)成的信號 檢測回路。
全文摘要
一種電液運(yùn)動一體化模塊裝置，主要解決簡化設(shè)計技術(shù)和提高系統(tǒng)可靠性等技術(shù)問題，其采用技術(shù)方案是，裝置設(shè)置有由可編程控制器和液壓控制器組成的控制主體，液壓控制器經(jīng)現(xiàn)場總線分別連接有工控計算機(jī)和可編程控制器，液壓控制器還分別連接有液壓控制元件和反饋回路，液壓控制器讀入上位機(jī)設(shè)定的參數(shù)，并根據(jù)反饋回路的反饋信號，經(jīng)運(yùn)算后送控制信號到液壓控制元件再驅(qū)動液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)作設(shè)定的運(yùn)動，適用于各式電液運(yùn)動控制系統(tǒng)。
文檔編號F15B21/02GK101586589SQ200810037758
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者豐 芮, 袁桂鋒, 趙艷平, 邱士浩, 陳忠強(qiáng) 申請人:煤炭科學(xué)研究總院上海分院