一種電液伺服控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及液壓執(zhí)行機構控制領域，具體涉及一種電液伺服控制器。
【背景技術】
[0002]液壓傳動由于其力量大，運行平穩(wěn)，具備自鎖性等優(yōu)勢，廣泛應用于工業(yè)控制的各個行業(yè)。液壓伺服控制器適用于石化、冶金、電力、機床等液壓驅(qū)動執(zhí)行的場景，能夠進行位置、速度、力矩等方式的控制。CN102368157A提出了一種液壓伺服控制器，但是其問題在于:
[0003]1:集成度低，體積大，不方便使用；
[0004]2:通訊功能弱，不能適應目前工業(yè)控制對通訊功能的要求；
[0005]3:沒有人機交互設計，不適應現(xiàn)場操作；
[0006]4:故障診斷能力差，不能進行模塊故障診斷；
[0007]5:控制信號帶負載能力差，不能輸出正負大電流，適應性差。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術中的問題，提供一種智能化水平高，控制性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，產(chǎn)品成本較低的電液伺服控制器。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為:包括雙向互聯(lián)的MCU模塊和FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊的輸入端分別連接數(shù)字信號輸入電路、模擬信號輸入電路和LVDT信號輸入電路，F(xiàn)PGA模塊的輸出端包括控制信號輸出端、數(shù)字量輸出端、模擬量輸出端以及LVDT激勵信號輸出端;FPGA模塊通過RS485收發(fā)器雙向互聯(lián)DP/M0DBUS通訊總線;MCU模塊還分別通過以太網(wǎng)芯片和CAN收發(fā)器連接以太網(wǎng)以及CAN總線。
[0010]所述的數(shù)字信號輸入電路包括依次經(jīng)光電隔離電路以及信號調(diào)理電路與FPGA模塊相連的手/自動狀態(tài)輸入信號子電路，手動增信號子電路，手動減信號子電路以及跳機信號子電路。
[0011]所述的模擬信號輸入電路包括依次經(jīng)過信號調(diào)理電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與FPGA模塊相連的輸出電流均為4?20mA的指令信號子電路以及位置反饋標準信號子電路。
[0012 ]所述的控制信號輸出端依次經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路輸出-1 OOmA?I OOmA電流。
[0013]所述的數(shù)字量輸出端依次經(jīng)過驅(qū)動電路和繼電器輸出IA/30VDC的電流，數(shù)字量輸出端分為手動狀態(tài)輸出端，反饋信號故障輸出端，指令信號故障輸出端以及控制器故障輸出端。
[0014]所述的模擬量輸出端依次經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路輸出4?20mA的電流，模擬量輸出端分為計算機或顯示儀表實際位置指示端以及計算機或顯示儀表手動給定端。
[0015]所述的控制信號輸出端連接電液伺服閥，電液伺服閥通過油缸連接液壓執(zhí)行機構。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型采用大規(guī)模集成電路，引入FPGA技術，將數(shù)據(jù)采集、輸出、高速運算、傳輸集成在一塊芯片內(nèi)，提高了控制器的集成度，大大降低了電路板的尺寸，減小了電液伺服控制器的尺寸。引入工業(yè)以太網(wǎng)、Pr ο f i Bu s -DP、Mo dbu s以及CAN現(xiàn)場總線技術，并針對每種通信對控制器進行數(shù)據(jù)描述建模，實現(xiàn)控制器的通訊功能。本實用新型每種通道均設計有自檢電路，采用數(shù)字技術，能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮暮诵南鄳笜诉M行歷史數(shù)據(jù)跟蹤，分析被控對象的狀況，做出提前預警。本實用新型提高了電液伺服控制器的智能化水平，采用純數(shù)字化控制能夠提高控制性能，運行穩(wěn)定性高，抗干擾能力強，借助于集成電路，降低了產(chǎn)品成本，提高了產(chǎn)品可用率和易用性，減少了維護及銷售成本。
[0017]進一步的，本實用新型控制信號輸出端依次經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路輸出-1 OOmA?I OOmA的電流，能夠適應市面上的所有電液伺服閥。
【附圖說明】
[0018]圖1本實用新型的整體結(jié)構框圖；
[0019]圖2本實用新型的應用結(jié)構框圖；
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0021]參見圖1，本實用新型在整體結(jié)構上包括雙向互聯(lián)的MCU模塊I和FPGA模塊2，F(xiàn)PGA模塊2的輸入端分別連接數(shù)字信號輸入電路、模擬信號輸入電路和LVDT信號輸入電路，F(xiàn)PGA模塊2的輸出端包括控制信號輸出端、數(shù)字量輸出端、模擬量輸出端以及LVDT激勵信號輸出端;FPGA模塊2通過RS485收發(fā)器3雙向互聯(lián)DP/M0DBUS通訊總線;M⑶模塊I還分別通過以太網(wǎng)芯片4和CAN收發(fā)器5連接以太網(wǎng)以及CAN總線。
[0022]控制器供電:冗余方式，18?32VDC，任何一路電源正常供電都可保證控制器正常工作，帶電源診斷;通道自檢:所有通道均支持，包括信號電纜損壞或短路或未連接、超出范圍等，可定義故障輸出信號;控制信號輸出:I路，輸出電流在-1OOmA?10mA以內(nèi)，可編程設定4-20mA、±40mA、±60ma等模式，(負載阻抗< 500 Ω )，直接驅(qū)動各種電液伺服閥；模擬量輸入信號:2路，4?20mA(輸入阻抗200 Ω )，AI1接受4?20mA指令信號，AI2接受4?20mA位置反饋標準信號;LVDT輸入信號:2路，可適應3、4、5、6線制各種LVDT;模擬量輸出信號:2路，4?20mA(負載阻抗^ 500 Ω )，A01為計算機或顯示儀表提供4_20mA實際位置指示，A02為計算機或顯示儀表提供4-20mA手動給定值;開關量輸入信號:4路，干接點輸入，DII手自動狀態(tài)輸入，DI2手動增，DI3手動減，DI4跳機信號;開關量輸出信號:4路干接點輸出，1A/30VDC，DOl手動狀態(tài)輸出，D02反饋信號故障，D03指令信號故障，D04控制器故障。
[0023]通訊信號:I路RS485通訊口，MODBUS通訊協(xié)議；I路ProfiBus-DP接口； I路CAN總線；I路工業(yè)以太網(wǎng)接口。
[0024]參見圖2，本實用新型在具體應用時，通過控制器接收來自上位機(手操器、PLC、DCS系統(tǒng)等)的給定信號(即指令信號)，給定可通過通訊方式提供或者Al I接口以4?20mA標準信號提供，給定可進行超前滯后調(diào)節(jié)。同時控制器接收來自的反饋信號，反饋信號可為現(xiàn)場變送器的4?20mA信號，也可直接采用冗余的LVDT(控制器自帶調(diào)制解調(diào)功能)。當給定與反饋這二個信號不相等時，其差值經(jīng)過P或者PI運算并經(jīng)過功率放大后產(chǎn)生一個驅(qū)動信號控制伺服閥的開口方向及大小，動力油則通過這個開口推動油缸并進而推動執(zhí)行機構運動，安裝在執(zhí)行機構上的位置反饋傳感器輸出信號也隨之改變，當它與指令信號相等時，控制器輸出信號保證伺服閥的開口為零，油缸及執(zhí)行機構停止運動。
[0025]本實用新型提高了電液伺服控制器的智能化水平，采用純數(shù)字化控制能夠提高控制性能，運行穩(wěn)定性高，抗干擾能力強，借助于集成電路，降低了產(chǎn)品成本，提高了產(chǎn)品可用率和易用性，減少了維護及銷售成本。
【主權項】
1.一種電液伺服控制器，其特征在于:包括雙向互聯(lián)的MCU模塊(I)和FPGA模塊(2)，F(xiàn)PG A模塊(2)的輸入端分別連接數(shù)字信號輸入電路、模擬信號輸入電路和L VD T信號輸入電路，F(xiàn)PGA模塊(2)的輸出端包括控制信號輸出端、數(shù)字量輸出端、模擬量輸出端以及LVDT激勵信號輸出端;FPGA模塊(2)通過RS485收發(fā)器(3)雙向互聯(lián)DP/MODBUS通訊總線;MCU模塊(I)還分別通過以太網(wǎng)芯片(4)和CAN收發(fā)器(5)連接以太網(wǎng)以及CAN總線。2.根據(jù)權利要求1所述的電液伺服控制器，其特征在于:所述的數(shù)字信號輸入電路包括依次經(jīng)過光電隔離電路以及信號調(diào)理電路與FPGA模塊(2)相連的手/自動狀態(tài)輸入信號子電路，手動增信號子電路，手動減信號子電路以及跳機信號子電路。3.根據(jù)權利要求1所述的電液伺服控制器，其特征在于:所述的模擬信號輸入電路包括依次經(jīng)過信號調(diào)理電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與FPGA模塊(2)相連的輸出電流均為4?20mA的指令信號子電路以及位置反饋標準信號子電路。4.根據(jù)權利要求1所述的電液伺服控制器，其特征在于:所述的控制信號輸出端依次經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路輸出-1 OOmA?I OOmA的電流。5.根據(jù)權利要求1所述的電液伺服控制器，其特征在于:所述的數(shù)字量輸出端依次經(jīng)過驅(qū)動電路和繼電器輸出1A/30VDC的電流，數(shù)字量輸出端分為手動狀態(tài)輸出端，反饋信號故障輸出端，指令信號故障輸出端以及控制器故障輸出端。6.根據(jù)權利要求1所述的電液伺服控制器，其特征在于:所述的模擬量輸出端依次經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和信號調(diào)理電路輸出4?20mA的電流，模擬量輸出端分為計算機或顯示儀表實際位置指示端以及計算機或顯示儀表手動給定端。7.根據(jù)權利要求1所述的電液伺服控制器，其特征在于:所述的控制信號輸出端連接電液伺服閥，電液伺服閥通過油缸連接液壓執(zhí)行機構。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電液伺服控制器，包括雙向互聯(lián)的MCU模塊和FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊的輸入端分別連接數(shù)字信號輸入電路、模擬信號輸入電路和LVDT信號輸入電路，F(xiàn)PGA模塊的輸出端包括控制信號輸出端、數(shù)字量輸出端、模擬量輸出端以及LVDT激勵信號輸出端；FPGA模塊通過RS485收發(fā)器雙向互聯(lián)DP/MODBUS通訊總線；MCU模塊還分別通過以太網(wǎng)芯片和CAN收發(fā)器連接以太網(wǎng)以及CAN總線。本實用新型提高了電液伺服控制器的智能化水平，采用純數(shù)字化控制能夠提高控制性能，運行穩(wěn)定性高，抗干擾能力強，借助于集成電路，降低了產(chǎn)品成本，提高了產(chǎn)品可用率和易用性，減少了維護及銷售成本。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN205176566
【申請?zhí)枴緾N201520997319
【發(fā)明人】馬茗, 方紅亮, 羅永超
【申請人】西安強源電氣有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月4日