注塑机节能伺服液压控制系统技术方案

本实用新型专利技术为多泵合流的注塑机节能伺服液压控制系统，本系统有Ｎ个包括伺服控制器、伺服电机和油泵、单向阀的支路，各支路汇总接入注塑机液压回路。主控模板接上位总控计算机并连接各伺服控制器。各电机装有与其伺服控制器相连接的测速元件，主伺服控制器的转速反馈信号接入控制单元，液压回路有压力传感器。其上位机根据注塑流程提供流量和压力设定信号，本系统按上位机指令和转速和压力反馈信号，得到流量和压力的调节信号，求得启动的电机数和电机转速，控制多泵协同工作，使液压回路的总流量跟随流量设定信号、总压力跟随压力设定信号。本实用新型专利技术满足设备大功率和小功率运行要求，控制精确、敏捷，节能明显。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及注塑机
，具体为一种多泵合流的注塑机节能伺服液压控制系统。(二)
技术介绍
注塑机的液压系统包括电动机及其带动的油泵，控制电动机的转速即可控制油泵 的转速，进而控制液压回路的压力或流量，达到操控注塑机各机构的目的。 早期是用异步电动机直接驱动油泵，这种注塑机液压系统难以节能。后采用变频 器控制异步电动机，虽然有一定的节能效果，但普通异步电机耗能高，注塑响应速度慢，效 率低。且注射的重复精度低。特别是低转速时无法实现节能控制。 近期的注塑机液压系统采用伺服电机+控制器驱动油泵，获得很好的节能效 果和控制精度，正广泛应用。例如申请号为200610155035. 8的专利技术专利申请伺服节能注 塑机、申请号为200420110348.8的技术专利一种采用交流伺服控制液压变量型注 塑机、申请号为200520058838. 2的技术专利注塑机油压伺服控制装置、申请号为 200520056512. 6的技术专利伺服控制高效节能全闭环注塑机等。 申请号为200710069994. 2的专利技术专利申请注塑机的伺服节能控制系统采用压 力传感器检测油路压力、转速传感器检测电机转速，检测信号经处理后直接输出给伺服控 制器，控制电机的扭矩和转速，即控制油泵泵出的液体压力和流量。电机、检测部件和油泵 之间形成了闭环系统，有较好的节能效果。 但是，为了保证较大的工作流量、压力和机构运行速度，这类的注塑机液压系统需 要配备单位转速流量较大的油泵，因而与油泵配套的电机及其驱动器的功率容量也需要加 大。目前普通大功率电子开关模块的电流等级难以达到所需大小，受其制约，大功率的伺服 控制器价格较高，因而液压控制系统的成本上升。另外当注塑机处于保压阶段时，液压回路 液体泄漏很少，油泵只需要泵出很少流量便可维持液压系统的压力稳定；但单位转速流量 较大的油泵即使在最低转速其泵出的流量也已大于液压回路泄漏的流量，会导致液压系统 压力上升、影响注塑质量。为了避免液压系统压力过大，通常的做法是在液压回路上安装泄 流阀泄压，造成能量的浪费。即使容忍注塑机在保压状态时液压回路中压力上升的影响，此 时电机工作在低转速、大扭矩状态下运转，耗电也很大。 因此构建更节能、经济的大型注塑机的液压控制系统，是目前注塑机液压控制技 术的研究焦点。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多泵合流的注塑机节能伺服液压控制系统，设备成 本低、控制精确，节能效果好。 本技术设计的多泵合流的注塑机节能伺服液压控制系统包括液压回路、给液 压回路提供压力的油泵和驱动油泵的电机及控制电机的控制单元，其不同之处在于，其包括N个电机油泵支路，N为2 20的正整数，N的大小由注塑机工艺要求的液压回路的流量 和压力决定；每个支路包括伺服控制器、伺服电机和油泵、单向阀；每个支路的伺服控制器 连接伺服电机，伺服电机连接油泵，油泵入口外连油箱、出口接有单向阀，单向阀后的N个 油泵出口汇总接入注塑机的液压回路；N个支路中其一伺服控制器为主伺服控制器，其所 接电机为主电机，其余伺服控制器为从伺服控制器。主控模板有控制单元、主设定单元、从 设定信号分配单元、使能控制单元；控制单元分别与主设定单元、使能控制单元连接；主控 模板的控制单元和使能控制单元外连上位总控计算机，接受上位总控计算机的对注塑机液 压系统的主设定信号和使能信号，主设定信号为流量设定信号Q(t)，即按注塑机的工作程 序在不同时间t给出相应的流量设定值Q(t)。使能控制单元与N个支路的伺服控制器连接， 主设定单元连接主伺服控制器和从设定信号分配单元，从设定信号分配单元与各从伺服控 制器连接。 使能控制单元预存有主设定信号与启动泵数量的对应关系，取决于主设定流量设 定信号范围、油泵的参数、注塑机性能，从试验获得，使能控制单元存有根据流量信号获得 启动泵数量n(t)的程序，使能控制单元使主伺服控制器的使能信号总有效，并向相应的油 泵发使能控制信号； 从设定信号分配单元存有各个支路电机伺服控制器的转速设定信号与主电机伺 服控制器转速设定信号的比例，并有按主设定单元输出的主设定信号和上述的设定比例求 得各伺服控制器转速从设定信号的程序。 本控制系统主控模板的控制单元有流量闭环运算功能块，该模块内有主电机转 速、启动泵的数量与液压回路流量对应关系数据；对应关系数据取决于液压回路的流量要 求和油泵的性能，从试验获得。该流量闭环运算功能块还有将流量信号换算为主电机转速 设定信号W。1的程序。 控制单元还可有压力闭环运算功能块，上位总控计算机的主设定信号还有压力信号，即按注塑机的工作程序在不同时间t给出相应的压力设定值P(t)，压力闭环运算功能块内有根据压力信号求得主电机转速设定信号Wpl的程序。主设定单元有控制模式选择功能块，该模块有选择根据流量信号得到的主电机转速设定信号或者根据压力信号得到的主电机转速设定信号作为主伺服控制器的主电机转速设定信号的选择程序。 本控制系统各电机安装有测速元件，各测速元件与其伺服控制器相连接，主伺服控制器的转速反馈信号接入控制单元。控制单元的流量闭环运算功能块还存有根据上位总控计算机的流量设定信号和主电机的转速信号运算、求得流量调节信号的程序。 本控制系统液压回路还可安装有压力传感器，压力传感器与控制单元连接。控制单元的压力闭环运算功能块还有根据上位总控计算机的压力设定信号和压力传感器的压力反馈信号运算、求得压力调节信号的程序。 主设定单元有控制模式选择功能块，依据预存的选择程序选择流量调节或压力调 节的信号作为主伺服控制器的转速设定信号、使本控制系统工作于流量闭环模式或压力闭 环模式。 主控模板根据上位总控计算机的主设定信号和使能信号，向各支路的伺服控制器发出指令使其作速度闭环工作，并构成流量或压力大闭环，实现多泵合流。 本技术设计的多泵合流的注塑机节能伺服液压控制系统的控制方法为 1、上位总控计算机依据注塑过程的需要，向主控模板的控制单元发送流量设定信 号Q(t)，向主控模板的使能控制单元发送使能控制信号； n、主控模板的使能控制单元向主伺服控制器发送指令，使主伺服控制器的使能信号总有效；ni、控制单元根据存储程序按主设定信号Q(t)得到主电机的转速设定信号，送入主设定单元和使能控制单元； IV、主设定单元将按主设定信号Q(t)和主伺服控制器的转速反馈信号及其与流 量的对应关系得到主电机的转速设定信号送达主伺服控制器和从设定信号分配单元； V、使能控制单元由控制单元的主设定信号Q(t)得到此时应开启的泵数量n(t)， 向各支路相关从伺服控制器发送使能信号； VI、从设定信号分配单元以主电机的转速设定信号作为输入信号，根据所存各伺 服控制器的转速设定信号与主伺服控制器转速设定信号的比例，求得各伺服控制器的转速 从设定信号并送入各伺服控制器； VII、各支路伺服控制器按设定信号控制电机及油泵运行。 当本控制系统各电机安装有测速元件、各测速元件与其伺服控制器相连接时，各 电机的测速元件将转速信号反馈到其伺服控制器，各伺服控制器按原转速设定信号调节电 机转速，各伺服控制器、电机及测速元件按速度闭环模式运行。 当主伺服控制器的转速反馈信号接入控制单元且控制单元的流量闭环运算功本文档来自技高网...

【技术保护点】
注塑机节能伺服液压控制系统，包括液压控制回路、给液压回路提供压力的油泵和驱动油泵的电机及控制电机的控制单元，其特征在于：　　本系统包括Ｎ个电机油泵支路，Ｎ为２～２０的正整数，每个支路包括伺服控制器、伺服电机和油泵、单向阀（３）；每个支路的伺服控制器连接伺服电机，伺服电机连接油泵，油泵入口外连油箱、出口接有单向阀（３），单向阀（３）后的Ｎ个油泵出口汇总接入注塑机的液压回路（４）；Ｎ个支路中其一伺服控制器为主伺服控制器，其所接电机为主电机，其余伺服控制器为从伺服控制器；主控模板（１）有控制单元、主设定单元、从设定信号分配单元、使能控制单元；控制单元分别与主设定单元、从设定信号分配单元和使能控制单元连接；主控模板（１）的控制单元和使能控制单元外连上位总控计算机，接受上位总控计算机的对注塑机液压系统的主设定信号流量设定信号Ｑ（ｔ）以及使能信号；使能控制单元与Ｎ个支路的伺服控制器连接，主设定单元连接主伺服控制器和从设定信号分配单元，从设定信号分配单元与各从伺服控制器连接；　　所述使能控制单元预存有主设定信号与启动泵数量的对应关系，还存有根据流量设定信号Ｑ（ｔ）获得启动泵数量ｎ（ｔ）的程序；　　所述从设定信号分配单元存有各个支路电机伺服控制器的转速设定信号与主电机伺服控制器转速设定信号的比例，并有按主设定信号和上述的设定比例求得各伺服控制器转速从设定信号的程序；　　所述控制单元有流量闭环运算功能块，该模块内有主电机转速、启动泵的数量与液压回路（４）流量对应关系数据，还有将流量信号换算为主电机转速设定信号Ｗ↓［Ｑ］１的程序。...

【技术特征摘要】
注塑机节能伺服液压控制系统，包括液压控制回路、给液压回路提供压力的油泵和驱动油泵的电机及控制电机的控制单元，其特征在于本系统包括N个电机油泵支路，N为2～20的正整数，每个支路包括伺服控制器、伺服电机和油泵、单向阀(3)；每个支路的伺服控制器连接伺服电机，伺服电机连接油泵，油泵入口外连油箱、出口接有单向阀(3)，单向阀(3)后的N个油泵出口汇总接入注塑机的液压回路(4)；N个支路中其一伺服控制器为主伺服控制器，其所接电机为主电机，其余伺服控制器为从伺服控制器；主控模板(1)有控制单元、主设定单元、从设定信号分配单元、使能控制单元；控制单元分别与主设定单元、从设定信号分配单元和使能控制单元连接；主控模板(1)的控制单元和使能控制单元外连上位总控计算机，接受上位总控计算机的对注塑机液压系统的主设定信号流量设定信号Q(t)以及使能信号；使能控制单元与N个支路的伺服控制器连接，主设定单元连接主伺服控制器和从设定信号分配单元，从设定信号分配单元与各从伺服控制器连接；所述使能控制单元预存有主设定信号与启动泵数量的对应关系，还存有根据流量设定信号Q(t)获得启动泵数量n(t)的程序；所述从设定信号分配单元存有各个支路电机伺服控制器的转速设定信号与主电机伺服控制器转速设定信号的比例，并有按主设定信号和上述的设定比...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕虹，
申请(专利权)人：桂林星辰科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]