專利名稱：一種伺服閥控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于控制伺服閥開度的一種伺服閥控制器。
背景技術(shù)：
目前，伺服閥已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，包括鋼鐵、化工、電力等。在熱電廠的汽機(jī)電液伺服控制裝置中，伺服閥利用一個(gè)電液轉(zhuǎn)換器將伺服控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為油壓，推動(dòng)油缸中的活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)控制閥門的開度；伺服閥控制模塊即通過(guò)實(shí)際閥位的檢測(cè)，并改變伺服控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)汽機(jī)控制系統(tǒng)要求的伺服閥開度。圖I是現(xiàn)有技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的一種伺服閥控制裝置框圖，包括伺服閥控制增益環(huán)節(jié)
11、伺服閥驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)12，其中，伺服閥控制增益環(huán)節(jié)11用于實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的比例控制，并輸出相應(yīng)信號(hào)；伺服閥驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)12用于將接收到的信號(hào)放大、限幅，最終輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖2是現(xiàn)有技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的另一種伺服閥控制裝置框圖，該裝置具有簡(jiǎn)單實(shí)際閥位信號(hào)反饋冗余的功能，包括伺服閥控制增益環(huán)節(jié)21、伺服閥驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)22和閥位高選環(huán)節(jié)23，其中，閥位高選環(huán)節(jié)23用于實(shí)現(xiàn)實(shí)際閥位信號(hào)的雙路冗余輸入。當(dāng)其中一個(gè)閥位檢測(cè)裝置故障，輸出變?yōu)?的情況下，另外一個(gè)閥位檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)只要大于0，對(duì)整個(gè)伺服閥的控制基本不會(huì)有影響。然而不管使用圖I還是圖2所示的伺服閥控制裝置，由于閥位檢測(cè)裝置接收的是外部位移傳感器發(fā)出的信號(hào)，當(dāng)位移傳感器在發(fā)生故障時(shí)(如斷線)，其輸出可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)非真實(shí)的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)與閥門的實(shí)際位置是不一致的，這樣就會(huì)造成閥門非正常關(guān)閉或打開。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種伺服閥控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)線性位移傳感器的直接檢測(cè)以及對(duì)實(shí)際閥位信號(hào)的智能判斷，從而可以使伺服閥開度的控制不受線性位移傳感器的影響，并通過(guò)與系統(tǒng)配合的連接，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)參數(shù)的在線調(diào)整、反饋信號(hào)的量程整定等功能。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種伺服閥控制器，連接外圍設(shè)備，該外圍設(shè)備包括伺服閥、油動(dòng)機(jī)和兩個(gè)線性位移傳感器，所述伺服閥控制器包括中央處理器，以及與該中央處理器分別連接的存儲(chǔ)器、邏輯控制裝置、檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，其中檢測(cè)裝置，接收所述的兩個(gè)線性位移傳感器發(fā)出的兩個(gè)傳感器信號(hào)，輸出兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)；中央處理器，對(duì)接收的所述兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)進(jìn)行判斷和選擇，得到實(shí)際閥位信號(hào)，并將該實(shí)際閥位信號(hào)以及從外界接收到的伺服閥指令信號(hào)和輸入偏置校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行疊加及比例控制，輸出一個(gè)閥位控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)裝置，將接收的所述閥位控制信號(hào)與從外界接收到的機(jī)械偏置校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行疊加，并將疊加后產(chǎn)生的信號(hào)放大及限幅，輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述伺服閥。上述的伺服閥控制器，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括相互連接的D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器和V/I (電壓/電流)轉(zhuǎn)換器，其中，D/A轉(zhuǎn)換器連接所述中央處理器，V/I轉(zhuǎn)換器連接所述伺服閥。上述的伺服閥控制器，其中，所述檢測(cè)單元包括依次連接的輸入轉(zhuǎn)換器、隔離運(yùn)放器、儀用運(yùn)放器和電子開關(guān)切換陣列，其中，輸入轉(zhuǎn)換器連接所述中央處理器，電子開關(guān)切換陣列連接所述兩個(gè)線性位移傳感器。上述的伺服閥控制器，其中，所述的中央處理器具有一通訊接口。上述的伺服閥控制器，其中，所述中央處理器還接收一開關(guān)量輸入信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行判斷，并輸出一個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)。上述的伺服閥控制器，其中，所述邏輯控制裝置米用CPLD(ComplexProgrammableLogic Device,可編程邏輯器件)。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型對(duì)線性位移傳感器直接檢測(cè)以及對(duì)實(shí)際閥位信號(hào)智能判斷，充分利用兩路線性位移傳感器提供的冗余度，在兩路線性位移傳感器檢測(cè)實(shí)際閥位的情況下，即使其中一路線性位移傳感器故障，也不會(huì)影響對(duì)伺服閥的控制，從而可以使伺服閥開度的控制不受線性位移傳感器的影響，并通過(guò)與系統(tǒng)配合的連接，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)參數(shù)的在線調(diào)整、反饋信號(hào)的量程整定等功能。

圖I是是現(xiàn)有技術(shù)中的一種伺服閥控制裝置框圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種伺服閥控制裝置框圖；圖3是本實(shí)用新型的伺服閥控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型中檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型的伺服閥控制器，連接外圍設(shè)備31，該外圍設(shè)備包括伺服閥311、油動(dòng)機(jī)312和兩個(gè)線性位移傳感器313、313’，所述伺服閥控制器包括中央處理器32，以及與該中央處理器32分別連接的存儲(chǔ)器33、邏輯控制裝置34、檢測(cè)裝置35和驅(qū)動(dòng)裝置36，其中檢測(cè)裝置35，接收兩個(gè)線性位移傳感器313、313’發(fā)出的兩個(gè)傳感器信號(hào)，輸出兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)；中央處理器32，對(duì)接收的所述兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)進(jìn)行判斷和選擇，得到實(shí)際閥位信號(hào)，并將該實(shí)際閥位信號(hào)以及從外界接收到的伺服閥指令信號(hào)和輸入偏置校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行疊加及比例控制，輸出一個(gè)閥位控制信號(hào)；同時(shí)，中央處理器32還接收一開關(guān)量輸入信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行判斷，用于控制伺服閥311的工作，并輸出一個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)；驅(qū)動(dòng)裝置36，將接收的所述閥位控制信號(hào)與從外界接收到的機(jī)械偏置校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行疊加，并將疊加后產(chǎn)生的信號(hào)放大及限幅，輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給伺服閥311。、[0028]請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置36包括相互連接的D/A轉(zhuǎn)換器361和V/I轉(zhuǎn)換器362，其中，D/A轉(zhuǎn)換器361連接中央處理器32，V/I轉(zhuǎn)換器362連接伺服閥311 ；D/A轉(zhuǎn)換器361可采用TI公司的12位DAC7611芯片，實(shí)現(xiàn)0 4. 096V的電壓輸出，最終經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換器362轉(zhuǎn)換為0 20mA電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。請(qǐng)參閱圖5，本實(shí)施例中，檢測(cè)裝置35包括依次連接的輸入轉(zhuǎn)換器351、隔離運(yùn)放器352、儀用運(yùn)放器353和電子開關(guān)切換陣列354，其中，輸入轉(zhuǎn)換器351連接中央處理器32，電子開關(guān)切換陣列354連接兩個(gè)線性位移傳感器313、313’ ；輸入轉(zhuǎn)換器351采用TI公司的16位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS8323用于讀取實(shí)際的閥位信號(hào)，通過(guò)電子開關(guān)切換陣列354、儀用運(yùn)放器353 (如INAl 18芯片)、隔離運(yùn)放器352 (如IS0124芯片)將閥位信號(hào)轉(zhuǎn)換為A/D芯片可接受的電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路傳感器信號(hào)的采樣。本實(shí)施例中，中央處理器32還具有一通訊接口(圖中未示)，用于與上位機(jī)或其它設(shè)備的通訊，如型號(hào)為SN75176。中央處理器32可采用AMD公司的16位單片機(jī)AMD188，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)伺服閥PID控制算法、閥位信號(hào)智能判斷選擇、閥位零位滿度整定、與上位機(jī)的 通訊等功能。本實(shí)施例中，存儲(chǔ)器33包括靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM)，如621024芯片、閃存(FLASH)，如AM29F040芯片以及電子式可清除程序化只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，如X5043芯片；邏輯控制裝置34采用CPLD，即可編程邏輯芯片，如EPM3128芯片。本實(shí)用新型在兩路傳感器信號(hào)都沒(méi)有超量程故障的情況下，實(shí)現(xiàn)了高選。即若線性位移傳感器313的信號(hào)大于線性位移傳感器313’的信號(hào)，則使用線性位移傳感器313的信號(hào)；當(dāng)其中一路傳感器信號(hào)出現(xiàn)超量程故障時(shí)，則切除，自動(dòng)選擇另外一路傳感器信號(hào)；當(dāng)兩路傳感器信號(hào)都出現(xiàn)超量程故障時(shí)，則強(qiáng)制關(guān)閉伺服閥311。實(shí)現(xiàn)了對(duì)線性位移傳感器313、313’的直接檢測(cè)，無(wú)需外加專門的閥位檢測(cè)裝置，充分利用兩路線性位移傳感器313、313’提供的冗余度，即使其中一路故障，也不會(huì)影響對(duì)伺服閥311的控制，最大限度的保障了伺服閥311的安全工作。以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本實(shí)用新型之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求1.一種伺服閥控制器，連接外圍設(shè)備，該外圍設(shè)備包括伺服閥、油動(dòng)機(jī)和兩個(gè)線性位移傳感器，其特征在于，所述伺服閥控制器包括中央處理器，以及與該中央處理器分別連接的存儲(chǔ)器、邏輯控制裝置、檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，其中 檢測(cè)裝置，接收所述的兩個(gè)線性位移傳感器發(fā)出的兩個(gè)傳感器信號(hào)，輸出兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)； 中央處理器，對(duì)接收的所述兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)進(jìn)行判斷和選擇，得到實(shí)際閥位信號(hào)，并將該實(shí)際閥位信號(hào)以及從外界接收到的伺服閥指令信號(hào)和輸入偏置校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行疊加及比例控制，輸出一個(gè)閥位控制信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)裝置，將接收的所述閥位控制信號(hào)與從外界接收到的機(jī)械偏置校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行疊力口，并將疊加后產(chǎn)生的信號(hào)放大及限幅，輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述伺服閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服閥控制器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括相互連接的D/A轉(zhuǎn)換器和V/I轉(zhuǎn)換器，其中，D/A轉(zhuǎn)換器連接所述中央處理器，V/I轉(zhuǎn)換器連接所述伺服 閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服閥控制器，其特征在于，所述檢測(cè)單元包括依次連接的輸入轉(zhuǎn)換器、隔離運(yùn)放器、儀用運(yùn)放器和電子開關(guān)切換陣列，其中，輸入轉(zhuǎn)換器連接所述中央處理器，電子開關(guān)切換陣列連接所述兩個(gè)線性位移傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服閥控制器，其特征在于，所述的中央處理器具有一通訊接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服閥控制器，其特征在于，所述中央處理器還接收一開關(guān)量輸入信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行判斷，并輸出一個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的伺服閥控制器，其特征在于，所述邏輯控制裝置采用CPLD。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種伺服閥控制器，包括中央處理器，以及與該中央處理器分別連接的存儲(chǔ)器、邏輯控制裝置、檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，其中檢測(cè)裝置接收兩個(gè)傳感器信號(hào)，輸出兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)；中央處理器接收所述兩個(gè)檢測(cè)閥位信號(hào)以及從外界接收到的伺服閥指令信號(hào)和輸入偏置校準(zhǔn)信號(hào)，輸出一個(gè)閥位控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)裝置接收所述閥位控制信號(hào)以及外界的機(jī)械偏置校準(zhǔn)信號(hào)，輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)對(duì)位移傳感器的直接檢測(cè)，即使其中一路傳感器故障，也不會(huì)影響對(duì)伺服閥的控制，最大限度的保障了伺服閥的安全工作。
文檔編號(hào)F16K31/12GK202484401SQ20122011643
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者許軍 申請(qǐng)人:新華威爾液壓系統(tǒng)(上海)有限公司