双反馈比例阀控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双反馈比例阀控制器，包括控制单元、通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路和输入输出接口模块；所述通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路、输入输出接口模块均与控制单元连接；通讯转换电路可接收多种上位机信号对双反馈比例阀控制器的参数进行设置；信号调理电路接收外部电压指令信号，并采集比例阀主阀芯和先导阀芯的位移量和电磁铁的电流量，功率转换电路接收控制单元发出的PWM指令信号，对PWM信号进行功率放大，驱动比例电磁铁。本实用新型专利技术具有控制精度高、频率响应快、驱动能力强、适用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
双反馈比例阀控制器
本技术涉及比例阀控制器，特别是一种双反馈比例阀控制器。
技术介绍
我国在高端比例阀控制器的研究方面处于起步阶段，在控制性能、可靠性等方面与国外同类产品比较还存在较大的差距，目前国内高端比例阀控制器市场基本被国外知名液压元器件企业垄断。急需一种流量大、抗污染性强、可靠性和经济性高的双反馈比例阀控制器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种双反馈比例阀控制器。实现本技术目的的技术方案为：一种双反馈比例阀控制器，包括控制单元、通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路和输入输出接口模块；所述通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路、输入输出接口模块均与控制单元连接；通讯转换电路接收上位机信号对双反馈比例阀控制器的参数进行设置；信号调理电路接收外部电压指令信号，并采集比例阀主阀芯和先导阀芯的位移量和电磁铁的电流量，功率转换电路接收控制单元发出的PWM指令信号，对PWM信号进行功率放大，驱动比例电磁铁；所述主阀芯和先导阀芯的位移量分别由主阀芯位置传感器和先导阀阀芯位置传感器测得，并传送给信号调理电路。与现有技术相比，本技术的有益效果为：(1)双反馈比例阀控制器专为控制双级比例方向阀而设计，可协同控制两个电磁铁工作，自适应输出匹配电流；(2)双反馈比例阀控制器具有三种远程通讯接口；(3)双路功率驱动电路协同作用，提高了控制器的驱动能力。附图说明图1为双反馈比例阀控制器组成框图。图2为双反馈比例阀控制器工作原理框图。图3为功率驱动示意图。具体实施方式本技术涉及一种双反馈比例阀控制器，控制对象为两级闭环伺服比例阀，其主阀芯和先导阀芯均带有位移传感器，比例阀与控制器配合工作，根据输入电信号的大小提供方向控制及无压力补偿的流量控制。如图1所示，本技术双反馈比例阀控制器，包括控制单元、通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路和输入输出接口模块。所述通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路、输入输出接口模块均与控制单元连接；通讯转换电路可接受三种通讯信号对双反馈比例阀控制器的进行控制；信号调理电路接收外部电压指令信号，并采集比例阀主阀芯和先导阀芯的位移量和电磁铁的电流量，功率转换电路接收控制单元发出的PWM指令信号，对PWM信号进行功率放大，驱动比例电磁铁；所述主阀芯和先导阀芯的位移量分别由主阀芯位置传感器和先导阀阀芯位置传感器测得，并传送给信号调理电路。进一步的，控制单元采用Microchip公司的DSPIC30F3013-30I/SO型号单片机。进一步的，DSPIC30F3013-30I/SO型号单片机采用5V供电。进一步的，通讯转换电路选用SIPEX公司的通讯协议芯片SP3232EE，SP3232EE芯片的T1IN、R1OUT引脚与控制单元的U1ATX、U1ART相连。进一步的，SP3232EE芯片供电+3.0V～+5.5V。进一步的，信号调理电路可实现三路0～10V的电压信号转换为数字量信号输入到控制单元。进一步的，电源转换电路用于将24V电源转换为±15V电源、+5V电源。进一步的，电源转换电路采用VRA_YMD-6WR3系列DC/DC模块。进一步的，功率转换电路采用驱动芯片IR2301STRPBF，功率转换电路采用双路驱动协同控制。双反馈比例阀控制器是双反馈比例阀的核心部分，它能够通过通讯接收远程信号对控制器进行控制。工作时，接收外部指令信号(0～±10V)对双反馈比例阀上的先导阀电磁铁进行控制，进而控制主阀芯动作，同时采集先导阀和主阀芯位置反馈信号，使双反馈比例阀主阀芯按照控制指令运动至要求的位置。控制器的输入端为外部控制信号与比例阀的两路位置反馈信号，内部使用算法输出PWM信号作用到先导阀的电磁铁，通过电—液转换最终实现主阀的位置闭环控制。与现有技术相比，本技术控制精度高、频响快、适配性好、驱动能力强。相比市场上大多数模拟式比例阀控制板，双反馈比例阀控制器采用了全数字式控制模式，控制性能更换，符合液压系统控制的发展方向。并且在直动式比例阀控制器的电路设计上，增加了数字通讯模式，提出了双路驱动电路协同作用的工作方式，提高了功率驱动能力、突破了控制算法，进而提高了整个系统的控制性能。下面结合实施例对本技术进行详细说明。实施例如图1、图2所示，本技术提供一种双反馈比例阀控制器，该控制器设计满足如下技术指标(1)供电电压：功率电24±1V；(2)输入输出信号要求：输入信号为0～±10V，通道数1路；输出信号为电流，单通道0～2.7A可调，通道数2路；(3)与上位机实现RS232/RS485/CAN总线通讯，实现参数设置和状态监控；(4)实现先导阀与主阀的两级位置闭环控制；(5)发送两路PWM控制信号协调控制比例电磁铁。本技术型为解决技术问题采用以下技术方案。双反馈比例阀控制器，响应控制指令，完成双反馈比例阀的先导阀与主阀的两级位置环的实时闭环控制，使双反馈比例阀主阀芯按照控制指令运动至要求的位置。双反馈比例阀控制器拟采用基于数字控制器的两环数字控制的控制器技术方案。其组成框图见图1所示。双反馈比例阀控制器主要包括6个功能模块:外部信号输入输出接口模块、控制单元、测量反馈放大电路模块、比例阀驱动模块、通讯串口通讯模块、电源模块。外部输入输出信号包括模拟量信号与数字量信号。模拟量输入信号由控制单元自带的ADC转换接口实现；监视输出信号由调理电路转换实现；功率驱动模块用于接收控制单元发出的PWM指令信号，按要求驱动比例电磁铁；测量反馈放大电路实现两路闭环控制反馈信号的采集调理，接收先导阀和主阀芯位移传感器信号调理后发送控制单元构成位置反馈双闭环控制；控制单元完成信号采集、信号处理、PID调节和输出控制信号等功能；RS-232串口通讯模块实现与上位机通讯及对控制单元的参数设置；电源模块实现控制器上各模块所需电压的调理，给控制器上的各功能模块供电。工作原理如下：比例阀使用前，控制器接通24V控制电源，控制器调理后完成各功能模块通电、控制单元初始化并自检。控制器通过通讯总线接收上位机指令，实现控制器控制参数的设置。控制器参数设置好后，当控制器接收到指令信号，执行控制算法，生成PWM信号，驱动内部功率电路，实现功率放大和电磁铁通电，控制双反馈比例阀先导阀阀芯向一定的方向运动，进而来控制双反馈比例阀主阀芯开度的大小。双反馈比例阀主阀芯运动的同时，主阀芯位移传感器和先导阀位移传感器实时输出主阀芯位置信号和先导阀芯位置信号，通过测量反馈放大电路模块反馈至控制器的控制单元，同时控制器实时监测双反馈比例阀先导阀电磁铁电流信息，经调理后实时反馈至控制单元，控制单元将两种反馈信号与指令信号比较后通过控制算法生成偏差信号，在双反馈比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双反馈比例阀控制器，其特征在于，包括控制单元、通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路和输入输出接口模块；/n所述通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路、输入输出接口模块均与控制单元连接；通讯转换电路接收三种远程信号对双反馈比例阀控制器进行控制；信号调理电路接收外部电压或电流指令信号，并采集比例阀主阀芯和先导阀芯的位移量和电磁铁的电流量，功率转换电路接收控制单元发出的PWM指令信号，对PWM信号进行功率放大，驱动比例电磁铁；主阀芯和先导阀芯的位移量分别由主阀芯位置传感器和先导阀阀芯位置传感器测得，并传送给信号调理电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种双反馈比例阀控制器，其特征在于，包括控制单元、通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路和输入输出接口模块；
所述通讯转换电路、信号调理电路、功率转换电路、电源转换电路、输入输出接口模块均与控制单元连接；通讯转换电路接收三种远程信号对双反馈比例阀控制器进行控制；信号调理电路接收外部电压或电流指令信号，并采集比例阀主阀芯和先导阀芯的位移量和电磁铁的电流量，功率转换电路接收控制单元发出的PWM指令信号，对PWM信号进行功率放大，驱动比例电磁铁；主阀芯和先导阀芯的位移量分别由主阀芯位置传感器和先导阀阀芯位置传感器测得，并传送给信号调理电路。


2.根据权利要求1所述的双反馈比例阀控制器，其特征在于，控制单元采用Microchip公司的DSPIC30F3013-30I/SO型号单片机。


3.根据权利要求2所述的双反馈比例阀控制器，其特征在于，DSPIC30F3...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙家庆，王俊霞，韩宁，黄璞，
申请(专利权)人：南京晨光集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32