液压伺服控制系统研究现状的分析

液压伺服控制系统研究现状的分析

魏鹏

中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所北京100076

摘要：传统的液压伺服控制方式是采用手动控制阀开关直接控制液压缸主液压回路，工作效率低。本文介绍了一种包括伺服控制设备和液压设备的屏幕液压伺服电液控制系统。伺服控制装置连接伺服阀组，通过伺服电机组驱动的控制阀到指定位置，实现伺服单动作或组动作，可通过局部或远程控制台操作实现操作。控制设备还可以通过分析煤机的位置信号和方向信号向控制器发送反馈信息，将信号发送到主控制站，实现液压伺服根机的自动控制。

关键词：液压伺服；伺服控制；PLC控制器

前言：目前，国内外很多完全机械化设备工厂自动化技术在煤矿的生产中，通常使用电磁阀来取代传统的手动阀，控制电磁阀的控制器实现伺服运动，但煤矿因为恶劣的工作环境，复杂的地质条件，高湿度和其他原因，电磁阀很容易损坏，而且很不方便进行维护，因此液压伺服控制技术的缺陷有时也是无法避免的。伺服系统也称为随动系统，是一种控制系统。在这样的系统中，输出（机械位移、速度或力）能够自动、快速、准确地再现失散量的变化规律。它也作为一个信号功率放大器，因此是一个功率放大器。液压驱动装置所组成的伺服系统称为液压伺服系统。它是一种控制能量输出装置，在这种装置中，输入和输出的量自动连续地保持，必须符合一致的关系，并且两者之间的区别在于控制能量的输出。

伺服控制系统应用程序重新设计了控制阀组，由伺服电机驱动轴到指定的位置实现伺服阀组行动，与此同时，使用精确的伺服系统过程处理实现伺服组动作和机器自动动作，并通过独立的伺服控制系统设计安装箱整体，大大提高系统的安全与稳定。

1液压伺服控制系统研究现状

伺服驱动器通过电源线和控制线与伺服电机相连。PLC模块通过以太网电缆与LCD触摸屏模块、伺服驱动器和数字仿真模块进行通信。伺服驱动器、伺服电机、数字量模块、模拟量模块和LCD触摸屏一起构成了电子控制系统的工作站，是液压伺服控制系统的基本单位。PLC模块和LCD触摸屏模块可以通过USB2.0连接线连接到计算机上，以此来下载控制程序和触摸屏操作程序。操作人员通过点击LCD触摸屏按钮来控制PLC模块的信号，PLC模块在接收到控制指令后，在接受指令控制伺服电机转动后，伺服开始驱动。通过该程序，电机可以在指定的角度旋转，旋转到不同的角度，同时还可以做到多个电机同时旋转或者依次旋转等功能。模拟模块接收到的压力传感器信号和行程传感器信号可以通过以以太网反馈给PLC模块，电机的闭环控制通过电气控制程序完成。数字量模块可以连接红外接收器，可以用来检测煤机的位置，也可以实现紧急停机功能。

该方案采用PLC模块最大完成16站电气的控制，每个站通过以太网接口的模拟模块连接，E3通过连接到模拟模块的通信线路和下一站伺服驱动模块。每个车站配备的LCD模块通过集线器连接PLC模块，液晶显示模块通过通讯线路W1连接中心，中心之间通过通信线路连接到解决PLC模块，其余的端口分别连接到液晶模块2到16站，这样电信线路就可以使传播到PLC模块液晶模块的每一个细节控制信号，实现独立控制功能对于每一个站。

每个模块的轮毂中心可以通过Zn通信线路与每个模块通信，并将每个站的LCD模块信号传输到PLC模块。压力传感器插入到立柱侧压孔中，桅杆的检测在伺服液压缸检测压力，并进行伺服支持状态监测，中风传感器安装在液压缸中用于检测活塞杆的运动的行程，可以将传感器信号反馈给控制模块，控制模块可以把传感器信号与预设值后决定留下来或电动机旋转。电机旋转到角度的时间可以由程序的时间值决定，而传感器信号的预设值和保留时间值可以根据现场的实际情况来确定。

2液压伺服控制系统分析

2.1分析阀组液压系统

液压系统的主要部件是主阀组。主体包含高压流体进入座位，低压回座位，主阀芯，先导液体过滤器，先导进或回单向阀液孔，主要成液孔，主阀芯先导控制液压口，可以在同一时间安装主阀芯，导阀块和凸轮轴和其他组件。主体部分用于阀体的驱动组件的装配，阀体的组件与阀箱和总成部件集成在一起，以确保阀体正常工作。

主阀芯应用在主阀弹簧弹性力导液管，高压侧的主阀压紧，使阀芯关闭高压端和低压端仍然开放，使返回流体通常是开放的。当先导控制液进入主阀芯时，导向压力被推向主阀密封，低压侧关闭。领先的高压液体压力推动阀芯棒按主阀密封阀座引流管和克服弹簧力推动主阀导管前进，打开主阀高侧密封、高压流体入口，通过打开高侧密封来驱动伺服驱动器。

在单向阀弹簧作用下，在控制阀芯的单阀座上按下导阀的陶瓷球单向阀，单向阀处于封闭状态，无控制流体。凸轮轴旋转角转向了凸轮轴接触的导阀芯，凸轮轴接触器使凸轮接触压力、推力弹簧，可以转换为缓冲槽，通过凸轮接触位移传递给顶针，顶针推动阀芯（陶瓷球）压力控制阀核心位置，关闭低压侧入口。与此同时，进口阀芯（陶瓷球）推动进气阀推杆克服单向阀弹簧，开启陶瓷球单向阀。导阀阀体与两个先导阀芯相结合，控制主阀芯，可由凸轮轴接触控制，并可手动控制。

2.2液压伺服执行系统

伺服电机通过凸轮轴减速机连接到主体，通过程序控制电机旋转一定角度，将控制凸轮轴的导向阀的核心主体提供流体控制，控制伺服系统的运动来完成各种任务，执行操作的时间可以由程序控制的电动机在一定角度，长度或价值设定的传感器信号。主体在凸轮轴的设计通过一定的角度来留出十个动作位，以能满足伺服的移动，保护功能，达到单个动作和自动序列复合动作的平衡，还可以实现多组行动，即根据工作面任何伺服作为一个起点，一个连续相邻的左边或右边设置伺服作为一个群体，一个动作或一组伺服复合行动结束的命令后开始启动并运行，按照一定程序自动逐帧转移组内每一个自动的行动开始，自动停止，直到结束的情况下框架的另一端完成行动到目前为止。组的动作、组的位置、帧数、动作的方向等可以通过程序写入操作屏幕，用户可以通过操作屏幕选择相应的动作。

此外，采煤机配备了红外线发射器，接收器安装在伺服用于确定的位置煤炭，煤炭的位置接受设备可以访问每个站的电气控制系统的数字量模块，以及操作规程，根据工作面采煤机操作位置，相应的伺服进行什么操作，操作需求形成过程的PLC控制模块，控制模块根据希勒位置信号自动发送命令命令对应的伺服控制器来完成操作。根据煤机的位置，可自动完成采煤、延伸、降柱、拆架、升降柱、推、滑等动作，实现采煤自动化作业。同时，主计算机可以通过主中心的所有伺服动作信息和传感器状态信息，随时控制每个伺服器的动作。

结语：该系统由伺服电机轴驱动到指定位置，实现伺服阀组动作，同时采用精密伺服系统程序处理实现伺服组动作和机器自动动作。通过伺服控制系统安装一件防爆外壳，大大提高了控制系统的安全性和稳定性，伺服系统和小的干扰对恶劣的环境有良好的适应性，使系统的耐久性得到更好的保障。伺服电机的旋转角度和保留时间由程序直接控制，以保证系统的准确性。在设计主控制阀组的交替阀手自上下连在一起的，当有故障时自动控制可以转换为手动控制开关，可以使伺服正常执行行动，手动和自动控制两个模型的更换简单方便，易于维护。另外，伺服系统设计的控制触摸屏界面清晰、易于掌握，大大提高了操作的方便性。

参考文献：

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