[实用新型]一种伺服压力控制系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种伺服压力控制系统。

背景技术：

在自动化设备中常需要以恒定的力夹紧或者压合产品。现有的工程应用中使用伺服电机控制运动机构恒力输出可以用伺服电机转矩控制模式，并在输出末端加上压力传感器监测输出力的大小。但这是一个开环的系统，由于传动机构引入的误差及对电机扭矩误差的放大，在输出末端输出的力与给定量有一定的差别，而且调整的灵敏性非常差，压力传感器只是监测输出力的大小，不能起到反馈作用。

由于以上控制模式的缺点明显，在实际应用中一般会使用伺服电机转矩控制模式或位置控制模式，在控制软件中以轮询的方式根据压力传感器采集值与给定值之差来调整控制模拟量或者是位置命令。但此控制方法的缺点是：需占用大量CPU的宝贵时间，需要编写复杂的软件代码，而且实时性差，实际使用中要限制在很低的速度下。

申请号为200820057674.5的实用新型公开了一种基于PID控制算法的电子压力控制器，其硬件结构包括微处理器、按键、液晶屏、光藕、阀门、储气设备、压力传感器、电源、放大电路、PC机控制界面、RS232转换电路等。其中，微处理器是整个系统的核心。本控制器基于双传感器负反馈，采用PID控制算法和PWM控制方式，解决了压力控制快速性和稳定性问题。该控制器输入电压为24V，正常工作气压为0一100Psi，用户可选择控制信号对气压进行控制。该控制器使用LCD显示技术，可以使用按键进行压力控制或标定等的操作；并且基于Modbus协议或CAN通信，确保上位机和微控制器之间的通信，实现上位机对压力的控制等操作以及压力曲线的显示。

实用新型内容：

本实用新型所解决的技术问题：基于PID控制算法的电子压力控制器，因压力传感器异常等不可控因素造成输出异常增大导致输出力超过安全范围的情况出现。

本实用新型提供如下技术方案：

一种伺服压力控制系统，包括伺服压力控制器、压力传感器、伺服电机部分；

所述电源电路用于给伺服压力控制器供电；

所述伺服压力控制器包括MCU和单片机最小系统电路、数码管及按键扫描电路、通讯接口电路、模拟信号调零电路、ADC电路、DAC电路、信号选择输出电路、模拟信号PID调整电路；

所述伺服压力控制器通过通讯接口电路连接上位机，伺服压力控制器通过数码管及按键扫描电路连接控制面板；

所述压力传感器将反映压力值的电压信号输送给伺服压力控制器，反映用户命令的电压信号通过通讯接口电路给发送给伺服压力控制器，所述反映压力值的电压信号进模拟信号调零电路调零后给ADC电路，由模拟信号PID调整电路对反映压力的电压信号与反映目标压力的电压信号的偏差量做比例、积分、微分处理，处理后所得的电压信号输出给ADC电路与被控制的伺服电机系统。MCU可将输入伺服压力控制器的信号和伺服压力控制器输出的信号经通讯接口电路显示在上位机的控制界面上，同时，MCU也可将输入伺服压力控制器的信号和伺服压力控制器输出的信号经数码管及按键扫描电路显示在控制面板上；

所述伺服压力控制器还包括模拟信号限幅输出电路，所述模拟信号限幅输出电路用于将伺服压力控制器向伺服电机系统输送的电压信号限制在设定值的范围之内。

按上述技术方案，模拟信号限幅输出电路使从伺服压力控制器向伺服电机系统输送的模拟电压在限制值范围之内，如此，可避免因压力传感器异常等不可控因素造成输出异常增大导致输出力超过安全范围的情况出现。

作为对上述技术方案中模拟信号限幅输出电路的一种说明，所谓限幅电路是限制信号输出幅度的电路，它能按限定的范围削平信号电压的波形幅度，是用来限制信号电压范围的电路，又称限幅器、削波器等。限幅电路应用非常广泛，常用于整形、波形变换、过压保护等电路。限幅电路按功能分为上限幅电路、下限幅电路和双向限幅电路三种。上限幅电路在输入电压高于某一上限电平时产生限幅作用；下限幅电路在输入电压低于某一下限电平时产生限幅作用；双向限幅电路则在输入电压过高或过低的两个方向上均产生限幅作用。作为本实用新型的一种优选，本实用新型所述的模拟信号限幅输出电路为双向限幅电路。

作为本实用新型对伺服压力控制器的一种说明，模拟信号PID调整电路具体包括求差电路、比例电路、积分电路、微分电路、求和电路；所述比例电路、积分电路、微分电路并联后其输入端与求差电路串接，其输出端与求和电路串接。