[实用新型]数字式伺服控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及伺服控制器，具体涉及一种数字式伺服控制器。

背景技术

蒸汽轮机或燃机轮机作为原动机广泛应用于发电或拖动领域，目前主流控制方式为电液控制。电液控制包含基于计算机的可编程控制系统和液压执行系统。为了实现可编程控制系统通过液压执行机构闭环控制蒸汽轮机的蒸汽调节阀或燃气轮机的燃料调节阀的阀位，数字式伺服控制器作为专用控制器需要连接在可编程控制系统和液压执行系统中间，从而实现阀位的闭环控制。

可编程控制系统输出的阀位位置给定信号作为数字式伺服控制器的控制给定；现场油动机的一路或两路位置反馈信号（LVDT或/和4-20mA）作为数字式伺服控制器的控制反馈，通过数字PID运算后伺服控制器输出满足要求的驱动电流到伺服执行系统中的伺服阀，实现对阀位的精确闭环控制。

目前的数字式伺服控制器，其核心功能如上所述，但存在功能不全，通用性不强，配置及标定复杂，响应时间慢，通讯方式单一，体积大，安装维护不方便等不足，有很大的改进和完善空间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是解决现有的数字式伺服控制器功能不全，通用性不强，配置及标定复杂，响应时间慢，通讯方式单一，体积大，安装维护不方便的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种数字式伺服控制器，包括：控制运算CPU电路（1），用于I/O数据读写与逻辑运算；通讯处理CPU电路（2），用于通讯处理；逻辑控制CPLD电路（3），用于I/O与CPU之间接口处理；数字输入/输出信号处理电路（4）、（5），为隔离电路，数字信号输入为光耦隔离干节点输入，数字信号输出为固态继电器隔离输出；位置给定模拟信号输入处理和A/D转换电路（6）以及阀位位置模拟信号输出D/A转换与V/I转换电路（7），二者通过隔离电路与所述控制运算CPU电路及通讯处理CPU电路隔离；冗余伺服驱动输出D/A转换、V/I转换与电流范围选择电路（8），为非隔离电路，所述控制运算CPU电路及通讯处理CPU电路访问DAC转换器芯片，通过调整输出电压，进行V/I转换；位置信号输入/输出双向处理电路（9）、LVDT输入信号调制电路（10）和位置反馈信号类型选择电路（11），位置反馈信号类型选择电路（11）通过A/D转换与隔离电路（12）与所述控制运算CPU电路及通讯处理CPU电路连接；Modbus TCP/IP通讯电路（13）与Modbus串行通讯电路（14）；供电电源转换电路（15）；所述LVDT输入信号调制电路（10）内还设有LVDT信号断线检测电路，所述冗余伺服驱动输出D/A转换、V/I转换与电流范围选择电路（8）内还设有伺服驱动输出故障检测电路。

在上述数字式伺服控制器中，所述通讯处理CPU电路（2）通过SPI接口与控制运算CPU电路（1）双向传输数据。

在上述数字式伺服控制器中，所述通讯处理CPU电路（2）还设有以太网通讯模块，通信处理CPU与以太网物理层接口芯片通过MII接口连接，实现Modbus TCP/IP通信协议。

在上述数字式伺服控制器中，所述位置反馈信号类型选择电路（11）通过硬件跳线选择的方式支持多种类型位置反馈信号的输入。

在上述数字式伺服控制器中，所述位置反馈信号信号是直流电压±10V或直流电流±40mA。

在上述数字式伺服控制器中，所述位置反馈信号信号是LVDT信号，所述数字式伺服控制器支持三线/四线/五线/六线制LVDT，并具有原/副边回路断线检测电路。

在上述数字式伺服控制器中，所述数字式伺服控制器的伺服卡具备双向位置反馈输入/输出通道，并通过跳线设置方向，作为输入通道时，可以测量直流电压或电流位置反馈信号，作为输出通道时，可以将LVDT信号经过调制处理后的电压直接输出，作为其他伺服卡的反馈位置信号输入。

在上述数字式伺服控制器中，所述数字式伺服控制器还具备冗余驱动输出通道，且每路通道设有故障诊断电路。

在上述数字式伺服控制器中，所述冗余伺服驱动输出电路采用高电压、高电流运算放大器。

在上述数字式伺服控制器中，所述冗余伺服驱动输出电路的驱动输出范围通过硬件跳线方式选择，可提供±250mA,±100mA,±50mA,±25mA,±10mA输出范围，输出范围的大小与控制精度的高低成反比。