專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及注塑機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
注塑機(jī)的工藝過(guò)程一般分為合模、鎖模、射膠、熔膠、保壓冷卻、松模以及取模等幾個(gè)階段。各個(gè)階段所需要的壓力和油流量各不同，對(duì)于油泵馬達(dá)而言，整個(gè)注塑過(guò)程中其負(fù)載總是處于變化狀態(tài)，在現(xiàn)有的定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達(dá)以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量，多余的液壓油通過(guò)溢流閥回流，在此過(guò)程中，油泵馬達(dá)損失的能量高達(dá)36% -68%?，F(xiàn)有技術(shù)中的斜盤(pán)式變量泵系統(tǒng)解決了上述問(wèn)題，油泵馬達(dá)的流量可以隨著斜盤(pán)角度的調(diào)節(jié)而改變，也就是說(shuō)變量泵的輸出功率隨著負(fù)載的變化而變化，然而其精度已經(jīng) 不能滿足現(xiàn)有的高精度產(chǎn)生產(chǎn)的要求。同時(shí)，由于電網(wǎng)電壓、頻率并不穩(wěn)定，當(dāng)由于電網(wǎng)電壓或頻率變化使得馬達(dá)轉(zhuǎn)速變化從而引起流量變化時(shí)，也會(huì)降低注塑產(chǎn)品成品率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種控制精度較高、節(jié)約能源的高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是提出一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)，其包括液壓油缸、換向閥、油箱、定量泵、壓力傳感器、伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制模塊以及速度傳感器；所述伺服電機(jī)帶動(dòng)定量泵以給液壓油缸提供液壓油，液壓油經(jīng)過(guò)換向閥后進(jìn)入液壓油缸并再次通過(guò)換向閥回流至油箱；速度傳感器電連接液壓油缸與控制模塊用以檢測(cè)液壓油缸的轉(zhuǎn)速并輸出檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)至控制模塊；壓力傳感器連接于電連接定量泵與換向閥用以檢測(cè)油壓并輸出檢測(cè)油壓信號(hào)至控制模塊；所述控制模塊通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)與設(shè)定轉(zhuǎn)速值的偏差以及檢測(cè)油壓信號(hào)與設(shè)定油壓值的偏差進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算從而輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊；所述驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)所述控制信號(hào)改變伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步地，所述控制模塊的比例設(shè)定值為25至31，積分設(shè)定值為12. 5至14. 7，微分設(shè)定值為0至0.7。進(jìn)一步地，所述壓力傳感器還將其檢測(cè)到的檢測(cè)壓力值輸出至驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器根據(jù)壓力傳感器的檢測(cè)壓力值利用其內(nèi)設(shè)的PID運(yùn)算模塊進(jìn)行PID控制。進(jìn)一步地，所述PID運(yùn)算模塊的PID設(shè)定值分別為P =12-21, I :2. 4-5. 7，D :0。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置兩層PID運(yùn)算控制，并精確設(shè)置PID運(yùn)算的各項(xiàng)PID值，使得本實(shí)用新型高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)其壓力流量線性輸出重復(fù)精度控制在I%以?xún)?nèi)，比相同功率的變量泵系統(tǒng)節(jié)能30% -60%并可進(jìn)行l(wèi)mm/S的超低速注射。

[0011]圖I為本實(shí)用新型高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)的電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖I為本實(shí)用新型高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)的電路原理示意圖。圖I中，本實(shí)用新型高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)包括液壓油缸I、換向閥
2、油箱3、過(guò)濾器4、定量泵5、壓力傳感器6、伺服電機(jī)7、驅(qū)動(dòng)器8、控制模塊9以及速度傳感器10。所述伺服電機(jī)7帶動(dòng)定量泵5以給液壓油缸I提供液壓油，當(dāng)換向閥2啟動(dòng)時(shí)，液
壓油通過(guò)P腔進(jìn)入A腔并輸送至液壓油缸I后由B腔回流至T腔，并最終由T腔回流至油箱3。壓力傳感器6電連接定量泵5與換向閥2之間用以檢測(cè)油壓，并將檢測(cè)油壓信號(hào)輸出至控制模塊9。速度傳感器10電連接液壓油缸I與控制模塊9之間用以檢測(cè)液壓油缸I的轉(zhuǎn)速并將檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出至控制模塊9?？刂颇K9根據(jù)接收到的檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)與檢測(cè)油壓信號(hào)輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)器8，由驅(qū)動(dòng)器8改變伺服電機(jī)7的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型中，控制模塊9采用PID運(yùn)算控制方式，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)與設(shè)定轉(zhuǎn)速值的偏差以及檢測(cè)油壓信號(hào)與設(shè)定油壓值的偏差進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算從而輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊8。本實(shí)施例中，控制模塊9為PLC (可編程邏輯控制器)。比例運(yùn)算是指輸出控制量與偏差的比例關(guān)系。比例參數(shù)設(shè)定越大，控制的靈敏度越低，設(shè)定值越小，控制的靈敏度越高。積分運(yùn)算的目的是消除偏差，只要偏差存在，積分作用將控制量向使偏差消除的方向移動(dòng)。積分時(shí)間是表示積分作用強(qiáng)度的單位。設(shè)定的積分時(shí)間越短，積分作用越強(qiáng)。比例運(yùn)算和積分運(yùn)算是對(duì)控制結(jié)果的修正動(dòng)作，響應(yīng)較慢。微分運(yùn)算是為了消除比例運(yùn)算和積分運(yùn)算的缺點(diǎn)而補(bǔ)充。微分作用根據(jù)偏差產(chǎn)生的速度對(duì)輸出量進(jìn)行修正，使控制過(guò)程盡快恢復(fù)到原來(lái)的控制狀態(tài)，微分時(shí)間是表示微分作用強(qiáng)度的單位，微分時(shí)間越長(zhǎng)，則以微分作用的修正越強(qiáng)。為達(dá)到高精度、高效率控制，本實(shí)用新型控制模塊9中PID運(yùn)算的PID設(shè)定值分別為P :25-31, I 12. 5-14. 7，D :0-0. 7。除了上述由液壓油缸I、速度傳感器10、控制模塊9、驅(qū)動(dòng)器8、伺服電機(jī)7、壓力傳感器6以及定量泵5構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)外，本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中，壓力傳感器6還將其檢測(cè)到的檢測(cè)壓力值輸出至驅(qū)動(dòng)器8，因此還包括由壓力傳感器6、驅(qū)動(dòng)器8以及伺服電機(jī)7構(gòu)成的半閉環(huán)控制系統(tǒng)。該半閉環(huán)控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)超低速運(yùn)轉(zhuǎn)以保證注塑精度。驅(qū)動(dòng)器8可根據(jù)壓力傳感器6的檢測(cè)壓力值通過(guò)其內(nèi)設(shè)的PID運(yùn)算模塊進(jìn)行PID控制。在本較佳實(shí)施例中，壓力傳感器6內(nèi)設(shè)的PID運(yùn)算模塊的PID設(shè)定值分別為P :12-21, I 2. 4_5. 7，D :0。設(shè)置有本實(shí)用新型高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)的注塑機(jī)，其壓力流量線性輸出重復(fù)精度控制在1%以?xún)?nèi)，比相同功率的變量泵系統(tǒng)節(jié)能30% -60%并可進(jìn)行l(wèi)mm/S的超低速注射。同時(shí)由于控制模塊9中精確的PID參數(shù)設(shè)計(jì)，液壓油缸I的流量由0變化至100%的響應(yīng)時(shí)間可控制在IOOms以?xún)?nèi)，液壓油缸I的壓力由0變化至100%的響應(yīng)時(shí)間可控制在50ms以?xún)?nèi)。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍?！?br> 權(quán)利要求1.一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)，其特征在于包括液壓油缸、換向閥、油箱、定量泵、壓力傳感器、伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制模塊以及速度傳感器；所述伺服電機(jī)帶動(dòng)定量泵以給液壓油缸提供液壓油，液壓油經(jīng)過(guò)換向閥后進(jìn)入液壓油缸并再次通過(guò)換向閥回流至油箱；速度傳感器電連接液壓油缸與控制模塊用以檢測(cè)液壓油缸的轉(zhuǎn)速并輸出檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)至控制模塊；壓力傳感器連接于電連接定量泵與換向閥用以檢測(cè)油壓并輸出檢測(cè)油壓信號(hào)至控制模塊；所述控制模塊通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)與設(shè)定轉(zhuǎn)速值的偏差以及檢測(cè)油壓信號(hào)與設(shè)定油壓值的偏差進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算從而輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊；所述驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)所述控制信號(hào)改變伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求I所述的一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)，其特征在于所述控制模塊的比例設(shè)定值為25至31，積分設(shè)定值為12. 5至14. 7，微分設(shè)定值為O至0. 7。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感器還將其檢測(cè)到的檢測(cè)壓力值輸出至驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器根據(jù)壓力傳感器的檢測(cè)壓力值利用其內(nèi)設(shè)的PID運(yùn)算模塊進(jìn)行PID控制。
4.如權(quán)利要求3所述的一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)，其特征在于所述PID運(yùn)算模塊的PID設(shè)定值分別為P :12-21, I 2. 4-5. I, D 0o
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)，屬于注塑機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的伺服泵控系統(tǒng)耗能過(guò)多的問(wèn)題。本高精度高效率智能閉環(huán)伺服泵控系統(tǒng)包括液壓油缸、換向閥、油箱、定量泵、壓力傳感器、伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制模塊以及速度傳感器；速度傳感器檢測(cè)液壓油缸的轉(zhuǎn)速并輸出檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)至控制模塊；壓力傳感器檢測(cè)油壓并輸出檢測(cè)油壓信號(hào)至控制模塊；控制模塊進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算從而輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊；驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)控制信號(hào)改變伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置兩層PID運(yùn)算控制，并精確設(shè)置PID運(yùn)算的各項(xiàng)PID值，使得其壓力流量線性輸出精度控制在1％以?xún)?nèi)，比相同功率的變量泵系統(tǒng)節(jié)能30％-60％。
文檔編號(hào)F15B21/08GK202659639SQ20122033633
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
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