CN103042715A - 液压机节能控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压机节能控制***，包括：控制器、驱动器、编码器和压力感应器；其中：控制器与驱动器电连接，发送预设值至驱动器；驱动器与编码器和压力感应器电连接，接收编码器获取的液压机马达的转速信号和压力感应器采集的液压机的压力信号，并将转速信号和压力信号与预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。本发明还公开了与液压机节能控制***相对应的控制方法。本发明能够实现对液压机进行压力闭环控制，使得控制效果更好，起到节能的效果。
Description
技术领域
本发明涉液压机的控制技术领域，更具体地说，涉及一种液压机节能控制***及方法。
背景技术
液压机是一种利用液体压力来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机床。随着新工艺及新技术的应用，液压机在金属加工及非金属成形方面的应用越来越广泛，在机床行业中占有的份额正在大幅度攀升，并且随着环保、节能的倡导，节能液压机便成为了一种发展趋势。
目前，为了实现节能效果，液压机一般采用以下两种方式：1、只是在保压结束后将电机切掉，待需要补压时再将电机开启，补压结束后再将电机切掉。2、使用变频器，通过变频器降低电机的转速降低液压泵的输出功率，使液压泵的输出功率与实时负载匹配，达到节电的效果。
但是，第一种节能方式，由于三相电机启动电流是电机额定电流的5-7倍，如果电机质量不好，甚至会达到10倍，一个周期多次开启电机，将增加能耗，节能效果并不理想。第二种节能方式，由于电机在低速状态下运行，同时散热风扇的转速也降低，达不到散热的效果，电机温度将会升高，且变频器是通过频率的改变来改变电机的转速，存在加、减速过程，响应速度慢；变频器输出电压由许多脉冲列组成，存在着高次谐波，容易产生噪音。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种液压机节能控制***及方法，以实现对液压机进行压力闭环控制，使得控制效果更好，起到节能的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种液压机节能控制***，包括：控制器、驱动器、编码器和压力感应器；其中：
所述控制器与所述驱动器电连接，发送预设值至所述驱动器；
所述驱动器与所述编码器和所述压力感应器电连接，接收所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
优选地，所述预设值为压力预设值和流量预设值。
优选地，所述压力感应器还与所述控制器电连接，将所述液压机的压力信号发送至所述控制器；
所述控制器将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
优选地，还包括与所述控制器电连接的上位机；
通过所述上位机设定所述预设值，并将所述预设值发送至所述控制器。
优选地，所述上位机与所述控制器之间通过RS232进行通讯。
优选地，所述驱动器包括：第一接收单元、第一发送单元和第一比较单元；其中：
所述第一接收单元与所述第一比较单元电连接，接收所述控制器发送的预设值、所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述预设值、转速信号和压力信号发送至所述第一比较单元；
所述第一比较单元与所述第一发送单元电连接，将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号；
所述第一发送单元发送所述控制信号。
优选地，所述控制器包括：DA模块、AD模块、第二接收单元、第二发送单元和第二比较单元；其中：
所述第二接收单元与所述DA模块电连接，接收所述上位机发送的预设值；
所述DA模块与所述第二发送单元电连接，所述DA模块将所述第二接收单元接收的所述预设值转换为模拟信号，通过所述第二发送单元发送至所述驱动器的第一接收单元；
所述第二接收单元还与所述AD模块电连接，接收所述压力感应器发送的压力信号；
所述AD模块与所述第二比较单元电连接，所述AD模块将所述第二接收单元接收的所述压力信号转换为数字信号，并发送至所述第二比较单元；
所述第二比较单元与所述第二发送单元电连接，将所述压力信号与所述压力预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机泵的控制信号；
所述第二发送单元将所述控制信号发送至所述驱动器的第一接收单元。
优选地，所述液压机泵包括第一泵和第二泵；
当所述压力信号大于所述压力预设值时，根据比较结果生成的控制信号控制所述第一泵停止工作；
当所述压力信号小于所述压力预设值时，根据比较结果生成的控制信号控制所述第一泵和第二泵均工作。
一种液压机节能控制方法，应用于所述的液压机节能控制***中，包括：
获取预设值；
获取液压机马达的转速信号和液压机的压力信号；
将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
优选地，所述获取预设值具体为：
通过上位机设定所述预设值。
优选地，所述获取液压机马达的转速信号和液压机的压力信号具体为：
通过编码器获取液压机马达的转速信号；
通过压力感应器采集液压机的压力信号。
优选地，所述将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号具体为：
与所述上位机电连接的控制器接收通过上位机设定的所述预设值，并将所述预设值发送至与其电连接的驱动器；
所述驱动器与所述编码器和所述压力感应器电连接，接收所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
优选地，所述预设值为压力预设值和流量预设值。
优选地，所述将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号后还包括：
获取液压机的压力信号，将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
优选地，所述获取液压机的压力信号，将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号具体为：
所述压力感应器将所述液压机的压力信号发送至所述控制器；
所述控制器将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
从上述的技术方案可以看出，本发明公开的一种液压机节能控制***，通过编码器获取液压机马达的转速信号，并将转速信号发送至驱动器；通过压力感应器采集液压机的压力信号，并将压力信号发送至驱动器；驱动器将接收到的转速信号和压力信号与预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号，从而控制液压机的压力，实现了液压机压力的闭环控制，使得控制效果更好，起到了节能的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种液压机节能控制***的结构示意图；
图2为本发明另一实施例公开的一种液压机节能控制***的结构示意图；
图3为本发明公开的液压机节能控制***应用到液压机的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的一种液压机节能控制方法流程图；
图5为本发明另一实施例公开的一种液压机节能控制方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种液压机节能控制***及方法，以实现对液压机进行压力闭环控制，使得控制效果更好，起到节能的效果。
如图1所示一种液压机节能控制***，包括：控制器11、驱动器12、编码器13和压力感应器14；其中：
控制器11与驱动器12电连接，发送预设值至驱动器12；
驱动器12与编码器13和压力感应器14电连接，接收编码器13获取的液压机马达的转速信号和压力感应器14采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
具体的，所述预设值为压力预设值和流量预设值。
在上述实施例中，编码器13获取液压机马达的转速信号，并将转速信号发送至驱动器12；压力感应器14采集液压机的压力信号，并将压力信号发送至驱动器12；
驱动器12中的第一接收单元与第一比较单元电连接，接收控制器11发送的预设值、编码器13发送的转速信号和压力感应器14发送的压力信号，并将所述预设值、转速信号和压力信号发送至驱动器12中的第一比较单元；
驱动器12中的第一比较单元与驱动器12中的第一发送单元电连接，将转速信号和压力信号与预设值进行比较，并根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号，从而控制液压机中的泵调整液压机的压力，实现对压力的闭环控制，使得控制效果更好，起到了节能的效果。
本发明的另一实施例还公开了一种液压机节能控制***，包括：控制器21、驱动器22、编码器23、压力感应器24和上位机25；其中：
上位机25与控制器21电连接，通过在上位机25中设定预设值，并通过RS232进行通讯将预设值发送至控制器21；
控制器21与驱动器22电连接，将接收到的预设值发送至驱动器22；
驱动器22与编码器23和压力感应器24电连接，接收编码器23获取的液压机马达的转速信号和压力感应器24采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号；
具体的，所述预设值为压力预设值和流量预设值；
压力感应器24还与控制器21电连接，将液压机的压力信号发送至控制器21；
控制器21将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
具体的，在上述实施例的基础上，本实施例中，控制器21中的第二接收单元与控制器21中的DA模块电连接，接收上位机25发送的预设值；
DA模块与控制器21中的第二发送单元电连接，DA模块将第二接收单元接收到的预设值通过数模转换，转换为模拟信号，通过第二发送单元发送驱动器22的第一接收单元；
控制器21的第二接收单元还与控制器21的AD模块电连接，接收压力感应器24发送的压力信号；
AD模块与第二比较单元电连接，AD模块将第二接收单元接收到的压力信号通过模数转换，转换为数字信号，并发送至第二比较单元；
第二比较单元与第二发送单元电连接，将所述压力信号与所述压力预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机泵的控制信号；
具体的液压机泵包括第一泵和第二泵，其中第一泵为大泵，第二泵为小泵，当所述压力信号大于所述压力预设值时，根据比较结果生成的控制信号控制第一泵（大泵）停止工作；当所述压力信号小于所述压力预设值时，根据比较结果生成的控制信号控制第一泵（大泵）和第二泵（小泵）均工作。
如图3所示，为本发明公开的液压机节能控制***应用到液压机的结构示意图，包括上位机31、控制器32、驱动器33、压力传感器34、编码器35、马达36、泵37、油路阀板38和油缸39；其中：
上位机31与控制器32电连接，通过在上位机31中设置工艺参数的预设值，所述预设值为压力预设值和流量预设值，并通过RS232进行通讯将预设值发送至控制器32；
控制器32与驱动器33电连接，将接收到的预设值发送至驱动器33；
驱动器33与编码器35和压力感应器34电连接，接收编码器35获取的液压机马达36的转速信号和压力感应器34采集的液压机油路阀板38的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达36转速的控制信号，实时根据生产情况来改变马达36的速度及位置；
压力感应器34还与控制器32电连接，将液压机的压力信号发送至控制器32；
控制器32将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
整个控制***结构中，用户在上位机31的人机界面上设定工艺参数，通过RS232传输给控制器32，控制器32通过DA转换将控制信号传给驱动器33，驱动器33控制马达36的速度及位置，实时根据生产情况来改变马达36的速度及位置，若速度或位置出现偏差，这时通过编码器35将所采集的马达36数据反馈给驱动器32，通过驱动器32调节马达36所需要的速度以及位置，配合好整个生产。同时，压力感应器34实时监测***的实际压力，并将数据传给驱动器32，在此形成一个闭环***，让马达36实时的根据泵的情况来调节好最佳的速度及位置。
另外，压力感应器34监测到的***实际压力也传给控制器32，以便控制器32做双联泵的控制，伺服***中，泵37使用双联泵（大泵+小泵），马达36同时带动两个泵，当***压力较低时（<70bar），大泵和小泵共同向***油缸39供油，当***压力升高到调定压力(70bar)时，大泵经阀卸荷回油箱，而仅由小泵继续向***油缸39供油，使液压***压力保持在所调定的值上。
如图4所示，为本发明实施例公开的一种液压机节能控制方法流程图，包括：
S101、获取预设值；
具体的，通过上位机设定预设值，预设值为压力预设值和流量预设值。
S102、获取液压机马达的转速信号和液压机的压力信号；
具体为，通过编码器获取液压机马达的转速信号；通过压力感应器采集液压机的压力信号。
S103、将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号；
具体的，与所述上位机电连接的控制器接收通过上位机设定的所述预设值，并将所述预设值发送至与其电连接的驱动器；
所述驱动器与所述编码器和所述压力感应器电连接，接收所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
如图5所示，为本发明另一实施例公开的一种液压机节能控制方法流程图，包括：
S201、获取预设值；
具体的，通过上位机设定预设值，预设值为压力预设值和流量预设值。
S202、获取液压机马达的转速信号和液压机的压力信号；
通过编码器获取液压机马达的转速信号；
通过压力感应器采集液压机的压力信号。
S203、将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号；
具体的，与所述上位机电连接的控制器接收通过上位机设定的所述预设值，并将所述预设值发送至与其电连接的驱动器；
所述驱动器与所述编码器和所述压力感应器电连接，接收所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号；
S204、获取液压机的压力信号，将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号；
具体的，压力感应器将所述液压机的压力信号发送至控制器，控制器将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种液压机节能控制***，其特征在于，包括：控制器、驱动器、编码器和压力感应器；其中：
所述控制器与所述驱动器电连接，发送预设值至所述驱动器；
所述驱动器与所述编码器和所述压力感应器电连接，接收所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
2.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述预设值为压力预设值和流量预设值。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述压力感应器还与所述控制器电连接，将所述液压机的压力信号发送至所述控制器；
所述控制器将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，还包括与所述控制器电连接的上位机；
通过所述上位机设定所述预设值，并将所述预设值发送至所述控制器。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述上位机与所述控制器之间通过RS232进行通讯。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述驱动器包括：第一接收单元、第一发送单元和第一比较单元；其中：
所述第一接收单元与所述第一比较单元电连接，接收所述控制器发送的预设值、所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述预设值、转速信号和压力信号发送至所述第一比较单元；
所述第一比较单元与所述第一发送单元电连接，将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号；
所述第一发送单元发送所述控制信号。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述控制器包括：DA模块、AD模块、第二接收单元、第二发送单元和第二比较单元；其中：
所述第二接收单元与所述DA模块电连接，接收所述上位机发送的预设值；
所述DA模块与所述第二发送单元电连接，所述DA模块将所述第二接收单元接收的所述预设值转换为模拟信号，通过所述第二发送单元发送至所述驱动器的第一接收单元；
所述第二接收单元还与所述AD模块电连接，接收所述压力感应器发送的压力信号；
所述AD模块与所述第二比较单元电连接，所述AD模块将所述第二接收单元接收的所述压力信号转换为数字信号，并发送至所述第二比较单元；
所述第二比较单元与所述第二发送单元电连接，将所述压力信号与所述压力预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机泵的控制信号；
所述第二发送单元将所述控制信号发送至所述驱动器的第一接收单元。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述液压机泵包括第一泵和第二泵；
当所述压力信号大于所述压力预设值时，根据比较结果生成的控制信号控制所述第一泵停止工作；
当所述压力信号小于所述压力预设值时，根据比较结果生成的控制信号控制所述第一泵和第二泵均工作。
9.一种液压机节能控制方法，应用于如权利要求1至8任一项所述的液压机节能控制***中，其特征在于，包括：
获取预设值；
获取液压机马达的转速信号和液压机的压力信号；
将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取预设值具体为：
通过上位机设定所述预设值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述获取液压机马达的转速信号和液压机的压力信号具体为：
通过编码器获取液压机马达的转速信号；
通过压力感应器采集液压机的压力信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号具体为：
与所述上位机电连接的控制器接收通过上位机设定的所述预设值，并将所述预设值发送至与其电连接的驱动器；
所述驱动器与所述编码器和所述压力感应器电连接，接收所述编码器获取的液压机马达的转速信号和所述压力感应器采集的液压机的压力信号，并将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述预设值为压力预设值和流量预设值。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述将所述转速信号和压力信号与所述预设值进行比较，根据比较结果生成调整液压机马达转速的控制信号后还包括：
获取液压机的压力信号，将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述获取液压机的压力信号，将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号具体为：
所述压力感应器将所述液压机的压力信号发送至所述控制器；
所述控制器将所述压力信号与压力预设值进行比较，根据比较结果生成控制液压机泵的控制信号。
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