專利名稱：一種微電腦液壓伺服控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子應用技術領域，涉及一種微電腦液壓伺服控制器。
背景技術：
電液伺服裝置通過使用電液伺服閥，將小功率的電信號轉換為大功率的液壓動力，從而實現了一些重型機械設備的伺服控制。液壓伺服機構由于具有工作性能穩(wěn)定、傳遞動力強大、維護工作量小等一系列特點，目前在工業(yè)生產機械中被大量的使用。液壓伺服控制器是將弱電信號轉換為動力信號的關鍵設備之一，其作用就是將各種弱電信號經過運算后輸出可以驅動伺服閥的電動力信號，從而帶動伺服閥改變液壓機構的供油方向及油量大小，使液壓機構能夠達到需要的位置并且穩(wěn)定。 目前在我國石化、冶金行業(yè)中大量使用的液壓伺服控制器均為進口產品，其工作性能穩(wěn)定，但是價格卻很高，而且只有簡單的數據顯示，無法進行快速的系統故障診斷和排除。另外調節(jié)參數需要現場進行實驗及整定，控制效果取決于現場調試人員的經驗和水平，往往很難達到理想的控制指標。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種微電腦液壓伺服控制器，具有圖形化的人機交互界面，不僅可直觀的顯示信號的狀態(tài)、各種故障信息以及控制器的工作狀態(tài)，并且有各種信號的趨勢記錄可方便的查找故障、排除故障，縮短檢修時間，此外采用優(yōu)化的復合調節(jié)算法可方便快捷的進行參數調校，使控制指標穩(wěn)定在最佳范圍內。本實用新型所采用的技術方案是，一種微電腦液壓伺服控制器，包括有控制器機箱，控制器機箱一側面上設置有彩色觸摸顯示屏，彩色觸摸顯示屏下部設置有外部通訊接口，彩色觸摸顯示屏一側自上而下依次設置有電源開關、本地/遠程方式選擇旋鈕、本地給定信號旋鈕、端子排，端子排上設置有指令信號端、位置反饋信號端、位置信號輸出端、指令丟失報警輸出端、反饋丟失報警輸出端以及伺服閥控制輸出端，控制器機箱內部設置有通過導線連接的主控制單元和輸出隔離驅動單元，主控制單元、輸出隔離驅動單元分別與端子排連接，主控制單元上設置有控制輸出正反作用設定開關和位置反饋正反作用設定開關，控制器機箱上的彩色觸摸顯示屏、外部通訊接口分別與控制器機箱內的主控制單元采用RS-485方式連接，控制器機箱上的本地/遠程方式選擇旋鈕、本地給定信號旋鈕分別與主控制單元連接。本實用新型的有益效果是本實用新型具有圖形化的人機交互界面，可以以圖形及數值方式全面、直觀的顯示伺服控制器的所有信息，并有趨勢記錄用于事故追憶，使得故障查找及排除難度大大降低，極大地縮短了故障處理時間。針對液壓伺服系統的優(yōu)化的調節(jié)算法只需要進行簡單的參數設定就可以使伺服控制器達到最佳的控制效果，不需要調試人員具有很高的調試理論水平及實踐經驗。
圖I是本實用新型一種微電腦液壓伺服控制器BLB-SCE-21的外形及面板布局圖；圖2是本實用新型一種微電腦液壓伺服控制器BLB-SCE-21的內部電路結構圖。圖中，I.彩色觸摸顯示屏，2.主控制單元，3.輸出隔離驅動單元，4.外部通信接口，5.端子排，6.控制輸出正反作用設定，7.位置反饋正反作用設定，8.本地/遠程方式選擇，9.本地給定信號，10.指令信號端，11.位置反饋信號端，12.位置信號輸出端，13.指令丟失報警輸出端，14.反饋丟失報警輸出端，15.伺服閥控制輸出端。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。一種微電腦液壓伺服控制器，其結構如圖I及圖2所示，包括有控制器機箱，控制器機箱一側面上設置有彩色觸摸顯示屏I，彩色觸摸顯示屏I下部設置有外部通訊接口 4，彩色觸摸顯示屏I 一側自上而下依次設置有電源開關、本地/遠程方式選擇旋鈕8、本地給定信號旋鈕9、端子排5，端子排5上設置有指令信號端10、位置反饋信號端11、位置信號輸出端12、指令丟失報警輸出端13、反饋丟失報警輸出端14以及伺服閥控制輸出端15，控制器機箱內部設置有通過導線連接的主控制單元2和輸出隔離驅動單元3，主控制單元2、輸出隔離驅動單元3分別與端子排5連接，主控制單元2上設置有控制輸出正反作用設定開關6和位置反饋正反作用設定開關7，控制器機箱上的彩色觸摸顯示屏I、外部通訊接口 4分別與控制器機箱內的主控制單元2采用RS-485方式連接，控制器機箱上的本地/遠程方式選擇旋鈕8、本地給定信號旋鈕9分別與主控制單元2連接?？刂破鳈C箱前面板上裝有彩色觸摸顯示屏1，可以提供多項實時參數顯示并有文字說明，界面為全漢化形式。依據換面的切換可顯示如下參數I)本地給定信號顯示本地控制信號值，其顯示范圍為O. 0% 100. 0%。2)遠程給定信號遠程給定信號值，4mA對應O. 0%、20mA對應100. 0%。3)閥位反饋位置變送器反饋的液壓機構位置信號，0% 100% (已經經過正反作用轉換)。4)偏差，即指令信號和反饋信號的差值，單位是％。5)控制輸出信號伺服控制器經過運算后由伺服閥控制信號輸出端15發(fā)出的伺服閥控制信號。6)伺服閥電流控制器輸出的伺服閥實際電流的大小，單位是mA。7)本地/遠程模式顯示在相應的畫面上用圖形和文字顯示當前的控制模式。8)伺服閥反作用指示表示目前的控制方式為反作用模式，即偏差為正值時，伺服閥電流將減小。9)伺服閥正作用指示表示目前的控制方式為正作用模式，即偏差為正值時，伺服閥電流將增加。10)反饋反作用指示表示目前的反饋信號為反作用模式，即反饋信號電流越大，位置指示越小。[0026]11)反饋正作用指示表示目前的反饋信號為正作用模式，即反饋信號電流越大，位置指示越大。12)指令丟失報警指示表示目前遠程給定信號處于丟失狀態(tài)，即指令信號電流小于 3. 5mAο13)反饋丟失報警指示表示目前反饋信號處于丟失狀態(tài)，即反饋信號電流小于
3.5mAο14)各個信號的趨勢顯示用于顯示遠程給定信號、本地給定信號、位置反饋信號、偏差信號、伺服閥電流信號、控制輸出信號的趨勢記錄。15)時間設定在數據一覽畫面左上角有一個設定按鈕，觸摸該設定按鈕即進入時間設定畫面，觸摸相應的小窗口即彈出數字鍵盤，分別設定年、月、日、時、分、秒參數，設定完畢后按住確認按鈕I秒以上即完成時間設定。 16)時間顯示在彩色觸摸顯示屏I相應的窗口右上方有時間顯示，用于顯示當前時間，形式為年、月、日、時、分、秒。以上豐富、全面的參數顯示可以使操作人員及系統維護工程師簡單直觀的斷定伺服控制器及系統的工作狀態(tài)，當伺服控制器及相應的信號出現故障時，可以根據提示迅速的找出故障點及排除故障；當液壓系統機構出現故障時，可以根據趨勢曲線分析故障原因，進而鎖定故障點。外部通訊接口 4用于對本發(fā)明的微電腦液壓伺服控制器進行參數設置及深層硬件故障診斷。端子排5包括有指令信號端口 10、位置反饋信號端口 11、位置信號輸出端口 12、指令丟失報警輸出端口 13、反饋丟失報警輸出端口 14、伺服閥控制輸出端口 15以及電源輸入端子和接地端子，端子排5用于連接各種外部信號、供電電源、以及控制器機箱內的主控制單元2、輸出隔離驅動單元3。本地/遠程方式選擇旋鈕8與主控制單元2連接，用于人為切換遠程控制方式或本地控制方式，該信號直接送入與之連接主控制單元2進行處理。本地給定信號旋鈕9與主控制單元2連接，用于在本地控制方式下手動發(fā)出本地指令信號(模擬量)，該信號直接送入與之連接主控制單元2進行處理。根據液壓伺服裝置的大慣量以及多變滯后參數的特點，采取快速調節(jié)，慢速逼近，無超調的調節(jié)原則，使用優(yōu)化的復合調節(jié)算法可以很好地實現調節(jié)功能。具體原理是指令信號端10發(fā)出的指令信號與位置反饋信號端11發(fā)出的位置反饋信號之間的偏差大于15%時，采用模糊算法進行快速調節(jié)；當偏差等于15%時，根據預先設定的原始調節(jié)參數進行調節(jié)；當偏差小于15%時，調節(jié)參數是在原始調節(jié)參數的基礎上隨偏差變化而自動變化的，達到慢速逼近的目的；而且當每次調節(jié)出現超調后，系統會自動根據超調量來修正調節(jié)參數，直至消除超調。經過根據這種優(yōu)化的復合算法，既可以保證系統響應的快速性，又可以有效地消除超調。經過實踐驗證，這種優(yōu)化的復合算法可以很好地滿足工藝對液壓伺服系統的要求。使用的過程如下I)工作前的準備按照說明書要求將給本地定信號連接到端子排5的本地定信號端10、位置反饋信號連接到端子排5的位置反饋信號端1U24VDC供電電源及屏蔽接地線正確的連接到上端子排5上，根據需要進行可選將位置輸出信號連接到端子排5的位置輸出信號端12、指令丟失報警輸出信號連接到端子排5的指令丟失報警輸出信號端13、反饋丟失報警輸出信號連接到端子排5的反饋丟失報警輸出信號端14、伺服閥驅動信號連接到端子排5的伺服閥控制輸出端15。2)調試閉合控制器機箱一側面面板上的電源開關，觀察彩色觸摸顯示屏I上的各個信號顯示及狀態(tài)顯示，與實際連接的信號對應確認。根據位置反饋信號和伺服閥的作用極性設定正反作用方式。在信號準確無誤的情況下，若伺服控制器發(fā)出的動作命令不正常，使用RS-485通信接口連接至計算機，用軟件檢查伺服控制器深層硬件故障信息。3)試運行及參數設定本發(fā)明伺服控制器已經將原始調節(jié)參數固化到主控制單元2上，一般不需要進行修改；若是出現調節(jié)緩慢或嚴重超調并且動作3飛次這種現象仍不能消除，就利用連接至計算機的RS-485通信接口進行參數修改，根據調試手冊上的說明，可以方便快捷修改參數。參數修改后要進行相關的調節(jié)特性測試以確定參數修改正確。4)工作經過上述步驟3)之后，微電腦液壓伺服控制器就可以投入運行了。平時·方式轉換開關置于遠程控制方式，此時，微電腦液壓伺服控制器帶動伺服閥，(伺服閥是液壓伺服控制器的負載，它是液壓伺服機構中的一個部件，不屬于伺服控制器本身)進而驅動油缸使其達到指令信號指定的位置。當指令丟失報警輸出端13出現指令丟失報警信號時，本地/遠程方式選擇旋鈕8控制微電腦液壓伺服控制器自動轉入本地控制方式，此時指令信號端的指令信號就由本地給定信號旋鈕9來發(fā)出。若將本地/遠程方式選擇旋鈕8置于本地控制方式，指令信號也由本地給定信號旋鈕9來發(fā)出。當反饋丟失報警輸出端14出現反饋丟失報警信號時，送到伺服閥的電流完全由本地給定信號旋鈕9的位置來決定。
權利要求1.一種微電腦液壓伺服控制器，其特征在于，包括有控制器機箱，控制器機箱一側面上設置有彩色觸摸顯示屏(I )，彩色觸摸顯示屏(I)下部設置有外部通訊接口(4)，彩色觸摸顯示屏(I) 一側自上而下依次設置有電源開關、本地/遠程方式選擇旋鈕(8)、本地給定信號旋鈕(9)、端子排(5)，端子排(5)上設置有指令信號端(10)、位置反饋信號端(11)、位置信號輸出端(12)、指令丟失報警輸出端(13)、反饋丟失報警輸出端(14)以及伺服閥控制輸出端(15)，控制器機箱內部設置有通過導線連接的主控制單元(2)和輸出隔離驅動單元(3)，主控制單元(2)、輸出隔離驅動單元(3)分別與端子排(5)連接，主控制單元(2)上設置有控制輸出正反作用設定開關(6)和位置反饋正反作用設定開關(7)，控制器機箱上的彩色觸摸顯示屏(I)、外部通訊接口(4)分別與控制器機箱內的主控制單元(2)采用RS-485方式連接，控制器機箱上的本地/遠程方式選擇旋鈕(8)、本地給定信號旋鈕(9)分別與主控制單元(2)連接?！?br> 專利摘要本實用新型公開了一種微電腦液壓伺服控制器，包括有控制器機箱，控制器機箱正面設有彩色觸摸顯示屏，該顯示屏下部有外部通訊接口，該顯示屏一側設有電源開關、本地/遠程方式選擇旋鈕、本地給定信號旋鈕、端子排，端子排上有指令信號端、位置反饋信號端、位置信號輸出端、指令丟失報警輸出端、反饋丟失報警輸出端口、伺服閥控制輸出端，機箱內有導線連接的主控制單元和輸出隔離驅動單元，兩單元分別與端子排連接，主控制單元上有控制輸出正反作用設定開關和位置反饋正反作用設定開關，彩色觸摸顯示屏、外部通訊接口與主控制單元連接，本地/遠程方式選擇旋鈕、本地給定信號旋鈕與主控制單元連接。具有操作簡單，維護方便，控制效果好的優(yōu)點。
文檔編號G05B19/048GK202710988SQ201220305270
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者王延年, 劉甄, 程志民 申請人:西安工程大學, 陜西藍海系統集成有限公司