[发明专利]线圈液压机压力双闭环冗余控制系统

权利要求书

1.一种线圈液压机压力双闭环冗余控制系统，包括用于控制线圈液压机的PLC，通过总线与PLC交换参数的触摸屏，通过工业以太网与PLC交换复杂运算功能的工控机，其特征是：所述的PLC与由其控制的变频电机、高频响伺服阀和比例压力阀的一端相连，所述的变频电机的另一端与由其驱动的定量泵相连，而定量泵、高频响伺服阀和比例压力阀的另一端与由其驱动的线圈液压机的液压缸相连，液压缸的另一端与由其驱动的加压平台相连，在液压缸上设置有与PLC相连并将液压缸的压力反馈信号反馈给PLC的压力传感器，在加压平台上设置有与PLC相连并将线圈的受力信号反馈给PLC的力传感器，PLC调节变频电机的转速，通过变频电机的转速变化调节定量泵的输出流量。

2.如权利要求1所述的线圈液压机压力双闭环冗余控制系统，其特征是：所述PLC具有Profibus接口和以太网接口，所述的变频电机与PLC中的Profibus总线接口相连，所述的触摸屏与PLC中的Profibus总线接口相连，所述的工控机与PLC中的以太网接口相连。

3.如权利要求1所述的线圈液压机压力双闭环冗余控制系统，其特征是：所述PLC包括电源模块、CPU模块、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和称重模块，所述的高频响伺服阀与PLC中的模拟量输出模块相连，所述的比例压力阀与PLC中的模拟量输出模块相连，所述的压力传感器与PLC中的模拟量输入模块相连，所述的力传感器与PLC中的称重模块相连。

4.如权利要求3所述的线圈液压机压力双闭环冗余控制系统，其特征是：

PLC通过模拟量输出模块控制比例压力阀，比例压力阀控制进入液压缸的液压油的压力，压力传感器将压力反馈信号反馈给PLC的模拟量输入模块，PLC中的液压压力PID控制器根据设定压力值对应的油压和压力传感器的反馈信号，计算出最佳的控制值并由模拟量输出模块输出至比例压力阀，由此形成一个液压压力的闭环控制结构；

PLC通过模拟量输出模块控制高频响伺服阀，高频响伺服阀控制进入液压缸的液压油的压力，力传感器将线圈受力信号反馈给PLC的称重模块，PLC中的线圈受力PID控制器根据设定压力值和力传感器反馈信号，计算出最佳的控制值并由模拟量输出模块输出至高频响伺服阀，由此形成一个线圈受力的闭环控制结构。

5.如权利要求4所述的线圈液压机压力双闭环冗余控制系统，其特征是：输出至比例压力阀控制值的计算公式如下：

U₁(t)＝(K₁'_p+ΔK_p)*(e(t)-e(t-1))+(K₁'_i+ΔK_i)*e(t)+(K₁'_d+ΔK_d)*(e(t)-2*e(t-1)+e(t-2))

其中：U₁(t)为当前时刻的比例压力阀控制量；K₁'_p为前一周期比例系数；K₁'_i为前一周期积分系数；K₁'_d为前一周期微分系数；ΔK'_p为校正比例系数；ΔK'_i为校正积分系数；ΔK'_d为校正微分系数；e(t)，e(t-1)，e(t-2)分别为当前时刻的液压压力误差，前一时刻的液压压力误差以及前两个时刻的液压压力误差。

6.如权利要求4所述的线圈液压机压力双闭环冗余控制系统，其特征是：输出至高频响伺服阀的控制值的计算公式如下：

U₂(t)＝(K₂'_p+ΔK_p)*(k(t)-k(t-1))+(K₂'_i+ΔK_i)*k(t)+(K₂'_d+ΔK_d)*(k(t)-2*k(t-1)+k(t-2))

其中：U₂(t)为当前时刻的高频响伺服阀控制量；K₂'_p为前一周期比例系数；K₂'_i为前一周期积分系数；K₂'_d为前一周期微分系数；ΔK'_p为校正比例系数；ΔK'_i为校正积分系数；ΔK'_d为校正微分系数；k(t)，k(t-1)，k(t-2)分别为当前时刻的线圈受力误差，前一时刻的线圈受力误差以及前两个时刻的线圈受力误差。