專利名稱:一種智能液壓控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能液壓控制系統(tǒng)，包括控制箱、液壓力采集單元以及向控制箱供電的電源系統(tǒng)；上述控制箱包括主邏輯控制單元、顯示單元、輸入按鍵、手動控制按鈕，上述液壓力采集單元安裝在油路中，其輸出信號送入主邏輯控制單元，上述智能液壓控制系統(tǒng)還包括液壓控制單元用于控制液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，上述液壓控制單元包括電動油泵控制機(jī)構(gòu)、電磁換向閥控制電路。本實用新型的有益效果在于，解決了現(xiàn)有液壓系統(tǒng)控制精度不高，系統(tǒng)各設(shè)備保護(hù)不周全的技術(shù)問題。
【專利說明】一種智能液壓控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是智能液壓控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前土木工程勘察中的大部分液壓系統(tǒng)由人工通過液壓表讀數(shù)作為液壓系統(tǒng)控制的判斷，然后通過手工操作開關(guān)電動油泵進(jìn)行液壓控制。這種控制方式對人的經(jīng)驗判斷依賴很大、精度不高、影響液壓系統(tǒng)性能發(fā)揮以及缺乏安全保護(hù)措施，不能減輕人的勞動強(qiáng)度和實現(xiàn)人工智能化的要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種智能液壓控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有液壓系統(tǒng)控制精度不高，系統(tǒng)各設(shè)備保護(hù)不周全的技術(shù)問題。
[0004]本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0005]一種智能液壓控制系統(tǒng)，包括控制箱、液壓力采集單元以及向控制箱供電的電源系統(tǒng)；上述控制箱包括主邏輯控制單元、顯示單元、輸入按鍵、手動控制按鈕，上述液壓力采集單元安裝在油路中，其輸出信號送入主邏輯控制單元，上述智能液壓控制系統(tǒng)還包括液壓控制單元用于控制液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，上述液壓控制單元包括電動油泵控制機(jī)構(gòu)、電磁換向閥控制電路；
[0006]上述電磁換向閥控制電路包括光耦開關(guān)、場效應(yīng)管、加壓繼電器、卸壓繼電器，上述光耦開關(guān)的一輸入端接上述主邏輯控制單元，另一輸入端接地，上述場效應(yīng)管接于直流電源正極和電磁換向閥之間，其控制端與上述光耦開關(guān)輸出端連接，上述加壓繼電器的控制信號由主邏輯控制單元控制，其用于連接地線與電磁換向閥加壓接頭，上述卸壓繼電器的控制信號由主邏輯控制單元控制，其用于連接地線與電磁換向閥卸壓接頭。
[0007]進(jìn)一步地，上述電動油泵控制機(jī)構(gòu)為電動油泵控制電路，包括RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路、變頻器；上述RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路用于主邏輯控制單元和變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，上述變頻器用于控制電動油泵的轉(zhuǎn)速，上述RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路包括RS232/RS485芯片、雙向TVS管和共模磁環(huán)，上述RS232/RS485芯片輸入端接主邏輯控制單元的串行通訊接口，其兩個輸出端接共模磁環(huán)的兩個輸入端，其兩個輸出端之間接雙向TVS管；上述共模磁環(huán)的兩個輸出端接變頻器。
[0008]進(jìn)一步地，上述電動油泵控制機(jī)構(gòu)為PWM跟隨電路，包括光耦開關(guān)、可控硅，上述光耦開關(guān)的一輸入端接主邏輯控制單元，另一輸入端接地，上述可控硅接于相線和電動油泵之間，其控制端與光耦輸出端連接。
[0009]進(jìn)一步地，上述控制箱還包括用于電動油泵保護(hù)的電流檢測單元，上述電流檢測單元包括串接在電動油泵電源電路中的電流互感器、與電流互感器輸出端并聯(lián)的電壓檢測電阻以及與電壓檢測電阻并聯(lián)的濾波電路，上述濾波電路的輸出端接主邏輯控制單元，用于檢測電動油泵的工作電流、過載電流和缺相，上述電流互感器為穿心式電流互感器。
[0010]進(jìn)一步地，上述控制箱還包括接于電源系統(tǒng)前端的防雷擊保護(hù)單元，上述防雷擊保護(hù)單元包括共模磁環(huán)、保險管、壓敏電阻、安規(guī)電容以及瞬態(tài)抑制二極管；上述共模磁環(huán)的兩個輸入端分別接外接電源，其兩個輸出端分別接電源系統(tǒng)的兩個輸入端，上述保險管串接于共模磁環(huán)的其中一個輸入端，上述的壓敏電阻并聯(lián)在共模磁環(huán)的兩個輸入端之間，上述的安規(guī)電容以及瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)在電源系統(tǒng)的兩個輸入端之間，其中安規(guī)電容一端共大地。
[0011]本實用新型的有益效果:
[0012]I)本實用新型通過液壓力采集信號并經(jīng)主邏輯控制單元(MCU)的計算以此測量值自動控值電動油泵的轉(zhuǎn)速和電磁換向閥的油路方向，達(dá)到可控液壓力，使液壓系統(tǒng)的液壓力控制在設(shè)定范圍內(nèi)，避免了液壓力過低或過高，提高了液壓控制系統(tǒng)的性能和實現(xiàn)了智能化控制。
[0013]2)本實用新型可對液壓系統(tǒng)進(jìn)行程序控制，變傳統(tǒng)的人工控制方式為自動控制方式，有效降低人的勞動強(qiáng)度，極大地滿足土木勘察工程的需求，降低了液壓系統(tǒng)的控制難度。
[0014]3)本實用新型具有電動油泵保護(hù)功能。主邏輯控制單元(MCU)都裝有一組電流傳感器，在發(fā)生過載、缺相的情況下，能自動切斷電動油泵電源，防止電源損壞。本實用新型具有輸出短路保護(hù)、漏電保護(hù)等安全保護(hù)措施，確保液壓控制過程中人身及設(shè)備的安全。
[0015]4)本實用新型具有完整的手動控制功能，可以用手動控制按鈕(N2)控制電磁換向閥的油路方向和電動油泵的啟動/停止。
[0016]5)本實用新型帶有RS485通信接口，可以連接計算機(jī)讀取主邏輯控制單元MCU的工作過程記錄，包括液壓系統(tǒng)工作時的液壓力、設(shè)置記錄、故障時間及次數(shù)等。
[0017]6)本實用新型根據(jù)土木工程勘察工地現(xiàn)場電壓特殊，增加傳感器防雷、供電電源和輸出防雷保護(hù)。

【附圖說明】

[0018]圖1是本實用新型系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2是油泵變頻器控制電路原理圖；
[0020]圖3是油泵變頻器控制電路中RS485通信電路示意圖；
[0021]圖4是電動油泵PWM控制電路原理圖；
[0022]圖5是電路油泵PWM控制電路中PWM跟隨電路示意圖；
[0023]圖6是電流檢測單元示意圖；
[0024]圖7是防雷擊保護(hù)電路單元示意圖；
[0025]圖8是電磁換向閥控制電路示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]參見圖1，本實用新型智能液壓控制系統(tǒng)，包括控制箱、液壓力采集單元3以及向控制箱供電的電源系統(tǒng)2;控制箱包括主邏輯控制單元1、顯示單元5、操作按鍵8、手動控制按鈕9和液壓控制單元4、防雷擊保護(hù)單元7，液壓力采集單元3安裝在油路中，其輸出信號送入主邏輯控制單元I ;液壓控制單元4用于控制液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)；液壓控制單元4包括電動油泵控制電路、電磁換向閥控制電路41。顯示單元采用LCD顯示。
[0028]電動油泵控制電路可以有多種選擇:
[0029]如果電動油泵電動機(jī)是變頻電機(jī)，則可以采用變頻器控制方式，參見圖2，電動油泵控制電路包括RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路42、變頻器43 ;主邏輯控制單元I輸出串行信號到RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路42，RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路42用于主邏輯控制單元I和變頻器43進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，變頻器43用于控制電動油泵430的轉(zhuǎn)速。
[0030]參見圖3，RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路43包括RS232/RS485芯片U3、雙向TVS管Tl和共模磁環(huán)Gl ；RS232/RS485芯片U3輸入端接主邏輯控制單元I的串行通訊接口，其兩個輸出端接共模磁環(huán)Gl的兩個輸入端，其兩個輸出端之間接雙向TVS管Tl ;共模磁環(huán)Gl的兩個輸出端接變頻器43。圖3中RS232/RS485芯片U3具體為MAX485芯片，其輸入端接主邏輯控制單元I的串行通訊接口，用于和變頻器43進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其輸出端接變頻器43，共模磁環(huán)Gl用于濾波除共模干擾，雙向TVS管Tl用于保護(hù)和鉗位變頻器輸入信號，防止有大電流和高電壓干擾信號對通訊口的影響。RS485通信電路還用于主邏輯控制單元與計算機(jī)通信。
[0031]如果電動油泵電動機(jī)是普通電機(jī)，可以采用PWM控制方式。參見圖4和圖5，電動油泵控制電路為PWM跟隨電路44，PWM跟隨電路44控制電動油泵440，PWM跟隨電路44包括光耦開關(guān)441、可控硅442，光耦開關(guān)441的一輸入端接主邏輯控制單元1，另一輸入端接地，所述可控硅442接于相線和電動油泵之間，其控制端與光耦輸出端連接。
[0032]參見圖8，電磁換向閥控制電路41包括光耦開關(guān)411、場效應(yīng)管412、加壓繼電器413、卸壓繼電器414，光耦開關(guān)411的一輸入端接主邏輯控制單元I，另一輸入端接地；場效應(yīng)管412接于直流電源正極DC24和電磁換向閥415之間，其控制端與光耦開關(guān)411輸出端連接；加壓繼電器413的控制信號由主邏輯控制單元I控制，其用于連接地線與電磁換向閥415加壓接頭；卸壓繼電器414的控制信號由主邏輯控制單元I控制，其用于連接地線與電磁換向閥415卸壓接頭。
[0033]電磁換向閥控制電路的控制方式有兩種，分別是繼電器自整定輸出和PID調(diào)節(jié)輸出。繼電器自整定輸出由繼電器工作來整定液壓系統(tǒng)的臨界狀態(tài)；PID調(diào)節(jié)輸出由PID參數(shù)整定方法整定PID值來進(jìn)行微制調(diào)節(jié)；具體根據(jù)用戶設(shè)置的液壓力差值允許值和PID參數(shù)值，由主邏輯控制單元I進(jìn)行計算判斷確定控制方式，來控制電磁換向閥的方向。
[0034]參見圖6，設(shè)置電流檢測單元可對電動油泵進(jìn)行保護(hù)，其包括串接在電動油泵電源電路中多個的電流互感器L1、與電流互感器LI輸出端并聯(lián)的電壓檢測電阻Rl以及與電壓檢測電阻Rl并聯(lián)的濾波單元U4，濾波電路的輸出端接主邏輯控制單元1，用于檢測電動油泵的工作電流、過載電流和缺相；電流互感器LI為穿心式電流互感器。在發(fā)生缺相和過載的情況下，能自動切斷電動油泵電源，防止設(shè)備損壞。主邏輯控制單元比較工作電流設(shè)置值和實際的最大工作電流，如果實際工作電流大于該設(shè)置值，則切斷電動油泵電源，達(dá)到有效保護(hù)電機(jī)的目的。主邏輯控制單元根據(jù)三相電流的比較和計算，判斷電機(jī)缺相情況，如果持續(xù)監(jiān)測到其中兩相電流差值超過允電流差值時，則切斷電動油泵電源。
[0035]參見圖7，防雷擊保護(hù)保護(hù)7接于電源系統(tǒng)前端的防雷擊保護(hù)單元，其包括共模磁環(huán)G2、保險管F1、壓敏電阻RV1、安規(guī)電容C1、C2以及瞬態(tài)抑制二極管D2 ;共模磁環(huán)G2的兩個輸入端分別接外接電源85-380VAC，其兩個輸出端分別接電源系統(tǒng)2的兩個輸入端，保險管Fl串接于共模磁環(huán)G2的其中一個輸入端，壓敏電阻RVl并聯(lián)在共模磁環(huán)G2的兩個輸入端之間，安規(guī)電容Cl、C2以及瞬態(tài)抑制二極管D2并聯(lián)在電源系統(tǒng)2的兩個輸入端之間，其中安規(guī)電容C1、C2—端共大地。共模磁環(huán)濾除電源波動尖峰；當(dāng)電壓超出范圍時，壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管導(dǎo)通鉗位，保險管保險絲快速熔斷進(jìn)行電路保護(hù)；瞬態(tài)抑制二極管采用單極性，提高響應(yīng)速度，增強(qiáng)高壓電路的保護(hù)；安規(guī)電容防止電子設(shè)備漏電或機(jī)殼帶電危及人身安全及生命。防雷擊保護(hù)保護(hù)在一定程度上可以防止干擾、雷電等瞬間產(chǎn)生高壓對電源系統(tǒng)造成影響和漏電危機(jī)的人身安全。
[0036]本實用新型設(shè)置了按鍵和存儲單元6，其中存儲單元6用于記錄液壓系統(tǒng)工作時的液壓力、參數(shù)設(shè)置、故障時間和次數(shù)等；通過液壓力的記錄可以繪制工程實驗的各種曲線圖。
[0037]上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本實用新型內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能液壓控制系統(tǒng)，包括控制箱、液壓力采集單元以及向控制箱供電的電源系統(tǒng)；所述控制箱包括主邏輯控制單元、顯示單元、輸入按鍵、手動控制按鈕，所述液壓力采集單元安裝在油路中，其輸出信號送入主邏輯控制單元，所述智能液壓控制系統(tǒng)還包括液壓控制單元用于控制液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，其特征在于，所述液壓控制單元包括電動油泵控制機(jī)構(gòu)、電磁換向閥控制電路； 所述電磁換向閥控制電路包括光耦開關(guān)、場效應(yīng)管、加壓繼電器、卸壓繼電器，所述光耦開關(guān)的一輸入端接所述主邏輯控制單元，另一輸入端接地，所述場效應(yīng)管接于直流電源正極和電磁換向閥之間，其控制端與所述光耦開關(guān)輸出端連接，所述加壓繼電器的控制信號由主邏輯控制單元控制，其用于連接地線與電磁換向閥加壓接頭，所述卸壓繼電器的控制信號由主邏輯控制單元控制，其用于連接地線與電磁換向閥卸壓接頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動油泵控制機(jī)構(gòu)為電動油泵控制電路，包括RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路、變頻器；所述RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路用于主邏輯控制單元和變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所述變頻器用于控制電動油泵的轉(zhuǎn)速，所述RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路包括RS232/RS485芯片、雙向TVS管和共模磁環(huán)，所述RS232/RS485芯片輸入端接主邏輯控制單元的串行通訊接口，其兩個輸出端接共模磁環(huán)的兩個輸入端，其兩個輸出端之間接雙向TVS管；所述共模磁環(huán)的兩個輸出端接變頻器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動油泵控制機(jī)構(gòu)為PWM跟隨電路，包括光耦開關(guān)、可控硅，所述光耦開關(guān)的一輸入端接主邏輯控制單元，另一輸入端接地，所述可控硅接于相線和電動油泵之間，其控制端與光耦輸出端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱還包括用于電動油泵保護(hù)的電流檢測單元，所述電流檢測單元包括串接在電動油泵電源電路中的電流互感器、與電流互感器輸出端并聯(lián)的電壓檢測電阻以及與電壓檢測電阻并聯(lián)的濾波電路，所述濾波電路的輸出端接主邏輯控制單元，用于檢測電動油泵的工作電流、過載電流和缺相，所述電流互感器為穿心式電流互感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的智能液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱還包括接于電源系統(tǒng)前端的防雷擊保護(hù)單元，所述防雷擊保護(hù)單元包括共模磁環(huán)、保險管、壓敏電阻、安規(guī)電容以及瞬態(tài)抑制二極管；所述共模磁環(huán)的兩個輸入端分別接外接電源，其兩個輸出端分別接電源系統(tǒng)的兩個輸入端，所述保險管串接于共模磁環(huán)的其中一個輸入端，所述的壓敏電阻并聯(lián)在共模磁環(huán)的兩個輸入端之間，所述的安規(guī)電容以及瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)在電源系統(tǒng)的兩個輸入端之間，其中安規(guī)電容一端共大地。
【文檔編號】F15B21-08GK204267431SQ201420683251
【發(fā)明者】萬富, 曹光暄, 王國昌, 廖旭濤, 于鵬, 徐文華, 常月, 胡亮亮, 李剛 [申請人]安徽省城建設(shè)計研究院