专利名称：一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及注塑机技术领域，尤其涉及一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统。
背景技术：
注塑机的工艺过程一般分为合模、锁模、射胶、熔胶、保压冷却、松模以及取模等几个阶段。各个阶段所需要的压力和油流量各不同，对于油泵马达而言，整个注塑过程中其负载总是处于变化状态，在现有的定量泵的液压系统中，油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，在此过程中，油泵马达损失的能量高达36% -68%。现有技术中的斜盘式变量泵系统解决了上述问题，油泵马达的流量可以随着斜盘角度的调节而改变，也就是说变量泵的输出功率随着负载的变化而变化，然而其精度已经不能满足现有的高精度产生产的要求。同时，由于电网电压、频率并不稳定，当由于电网电压或频率变化使得马达转速变化从而引起流量变化时，也会降低注塑产品成品率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种控制精度较高、节约能源的高精度高效率智能闭环伺服泵控系统。本发明解决其技术问题采用的技术方案是提出一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统，其包括液压油缸、换向阀、油箱、定量泵、压力传感器、伺服电机、驱动器、控制模块以及速度传感器；所述伺服电机带动定量泵以给液压油缸提供液压油，液压油经过换向阀后进入液压油缸并再次通过换向阀回流至油箱；速度传感器电连接液压油缸与控制模块用以检测液压油缸的转速并输出检测转速信号至控制模块；压力传感器连接于电连接定量泵与换向阀用以检测油压并输出检测油压信号至控制模块；所述控制模块通过检测转速信号与设定转速值的偏差以及检测油压信号与设定油压值的偏差进行比例、积分、微分运算从而输出控制信号至驱动模块；所述驱动模块根据所述控制信号改变伺服电机转速。进一步地，所述控制模块的比例设定值为25至31，积分设定值为12. 5至14. 7，微分设定值为O至O. 7。进一步地，所述压力传感器还将其检测到的检测压力值输出至驱动器，所述驱动器根据压力传感器的检测压力值利用其内设的PID运算模块进行PID控制。进一步地，所述PID运算模块的PID设定值分别为P =12-21, I :2. 4-5. 7，D :0。本发明通过设置两层PID运算控制，并精确设置PID运算的各项PID值，使得本发明高精度高效率智能闭环伺服泵控系统其压力流量线性输出重复精度控制在1%以内，比相同功率的变量泵系统节能30% -60%并可进行lmm/S的超低速注射。
图I为本发明高精度高效率智能闭环伺服泵控系统的电路原理示意图。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。请参照图1，图I为本发明高精度高效率智能闭环伺服泵控系统的电路原理示意图。图I中，本发明高精度高效率智能闭环伺服泵控系统包括液压油缸I、换向阀2、油箱3、过滤器4、定量泵5、压力传感器6、伺服电机7、驱动器8、控制模块9以及速度传感器10。所述伺服电机7带动定量泵5以给液压油缸I提供液压油，当换向阀2启动时，液压油通过P腔进入A腔并输送至液压油缸I后由B腔回流至T腔，并最终由T腔回流至油箱3。压力传感器6电连接定量泵5与换向阀2之间用以检测油压，并将检测油压信号输出 至控制模块9。速度传感器10电连接液压油缸I与控制模块9之间用以检测液压油缸I的转速并将检测转速信号输出至控制模块9。控制模块9根据接收到的检测转速信号与检测油压信号输出控制信号至驱动器8，由驱动器8改变伺服电机7的转速。本发明中，控制模块9采用PID运算控制方式，通过检测转速信号与设定转速值的偏差以及检测油压信号与设定油压值的偏差进行比例、积分、微分运算从而输出控制信号至驱动模块8。本实施例中，控制模块9为PLC (可编程逻辑控制器)。比例运算是指输出控制量与偏差的比例关系。比例参数设定越大，控制的灵敏度越低，设定值越小，控制的灵敏度越高。积分运算的目的是消除偏差，只要偏差存在，积分作用将控制量向使偏差消除的方向移动。积分时间是表示积分作用强度的单位。设定的积分时间越短，积分作用越强。比例运算和积分运算是对控制结果的修正动作，响应较慢。微分运算是为了消除比例运算和积分运算的缺点而补充。微分作用根据偏差产生的速度对输出量进行修正，使控制过程尽快恢复到原来的控制状态，微分时间是表示微分作用强度的单位，微分时间越长，则以微分作用的修正越强。为达到高精度、高效率控制，本发明控制模块9 中 PID 运算的 PID 设定值分别为P :25-31, I :12. 5-14. 7，D :0-0. 7。除了上述由液压油缸I、速度传感器10、控制模块9、驱动器8、伺服电机7、压力传感器6以及定量泵5构成的闭环控制系统外，本发明一较佳实施例中，压力传感器6还将其检测到的检测压力值输出至驱动器8，因此还包括由压力传感器6、驱动器8以及伺服电机7构成的半闭环控制系统。该半闭环控制系统控制伺服电机超低速运转以保证注塑精度。驱动器8可根据压力传感器6的检测压力值通过其内设的PID运算模块进行PID控制。在本较佳实施例中，压力传感器6内设的PID运算模块的PID设定值分别为P :12-21, I
2.4_5· 7，D :0。设置有本发明高精度高效率智能闭环伺服泵控系统的注塑机，其压力流量线性输出重复精度控制在1%以内，比相同功率的变量泵系统节能30% -60%并可进行lmm/S的超低速注射。同时由于控制模块9中精确的PID参数设计，液压油缸I的流量由O变化至100%的响应时间可控制在IOOms以内，液压油缸I的压力由O变化至100%的响应时间可控制在50ms以内。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体 实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
1.一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统，其特征在于包括液压油缸、换向阀、油箱、定量泵、压力传感器、伺服电机、驱动器、控制模块以及速度传感器；所述伺服电机带动定量泵以给液压油缸提供液压油，液压油经过换向阀后进入液压油缸并再次通过换向阀回流至油箱；速度传感器电连接液压油缸与控制模块用以检测液压油缸的转速并输出检测转速信号至控制模块；压力传感器连接于电连接定量泵与换向阀用以检测油压并输出检测油压信号至控制模块；所述控制模块通过检测转速信号与设定转速值的偏差以及检测油压信号与设定油压值的偏差进行比例、积分、微分运算从而输出控制信号至驱动模块；所述驱动模块根据所述控制信号改变伺服电机转速。
2.如权利要求I所述的一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统，其特征在于所述控制模块的比例设定值为25至31，积分设定值为12. 5至14. 7，微分设定值为O至0. 7。
3.如权利要求I或2所述的一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统，其特征在于所述压力传感器还将其检测到的检测压力值输出至驱动器，所述驱动器根据压力传感器的检测压力值利用其内设的PID运算模块进行PID控制。
4.如权利要求3所述的一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统，其特征在于所述PID运算模块的PID设定值分别为P :12-21, I 2. 4-5. I, D 0o
全文摘要
本发明提供了一种高精度高效率智能闭环伺服泵控系统，属于注塑机技术领域。它解决了现有的伺服泵控系统耗能过多的问题。本高精度高效率智能闭环伺服泵控系统包括液压油缸、换向阀、油箱、定量泵、压力传感器、伺服电机、驱动器、控制模块以及速度传感器；速度传感器检测液压油缸的转速并输出检测转速信号至控制模块；压力传感器检测油压并输出检测油压信号至控制模块；控制模块进行比例、积分、微分运算从而输出控制信号至驱动模块；驱动模块根据控制信号改变伺服电机转速。本发明通过设置两层PID运算控制，并精确设置PID运算的各项PID值，使得其压力流量线性输出精度控制在1％以内，比相同功率的变量泵系统节能30％-60％。
文档编号B29C45/76GK102734277SQ201210240988
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者商铁虎, 邱嗣波, 韩杰 申请人:宁波巴斯顿机械科技有限公司