电液伺服控制模块、电液伺服卡

摘要

本申请涉及一种电液伺服控制模块、电液伺服卡，电液伺服控制模块包括处理器和分别与处理器连接的MODBUS通讯模块、LVDT模块、模数转换模块以及数模转换模块；MODBUS通讯模块用于配置反馈方式和输出方式；LVDT模块用于根据反馈方式获取第一反馈信号并处理，得到第一反馈值并输出给处理器；模数转换模块用于根据反馈方式获取第二反馈信号并处理，得到第二反馈值并输出给处理器；处理器用于将获取到的输入数据和反馈数据的偏差进行PID运算，得到阀芯位置数据并输出给数模转换模块；数模转换模块用于根据输出方式将阀芯位置数据转换为伺服控制信号并输出。如此，满足了市场上不同类型的电液伺服阀的需求，为用户提供了很大的便利。

说明书

技术领域

本申请涉及油动机控制技术领域，具体涉及一种电液伺服控制模块、电液伺服卡。

背景技术

在火电行业，汽轮机的调速及负荷控制一直都依赖于油动机，而油动机的控制则是通过电液伺服阀来完成的，电液伺服阀需要接受伺服控制信号才能完成控制，针对不同类型的伺服阀，需要不同的控制。随着电液伺服阀逐渐向高精度、高响应和高度智能化方向发展，

相关技术中，针对油动机的伺服控制模块，其接受油动机反馈的信号仅支持LVDT信号，当油动机反馈采用4到20毫安信号进行传输时，一般的伺服模块由于没有能够接收该种信号的通道，无法完成伺服反馈，也就无法实现对伺服阀的控制。并且，在对于伺服阀进行控制时，大多是通过将LVDT信号和输入指令的差值进行PID运算得到的伺服电压或者电流信号来进行控制的，但如此得到的控制信号多是电流信号，要得到电压信号还需要通过并电阻的方式得到，而并电阻的方式又对电阻要求较高，很难实现，难以同时满足市场上不同类型的电液伺服阀的需求。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电液伺服控制模块、电液伺服卡。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

本申请的第一方面提供一种电液伺服控制模块，包括：

处理器和分别与所述处理器连接的MODBUS通讯模块、LVDT模块、模数转换模块以及数模转换模块；

所述MODBUS通讯模块，用于配置反馈方式和输出方式；

所述LVDT模块，用于根据所述反馈方式获取第一反馈信号并处理，得到第一反馈值并输出给所述处理器；

所述模数转换模块，用于根据所述反馈方式获取第二反馈信号并处理，得到第二反馈值并输出给所述处理器；

所述处理器，用于获取输入数据和反馈数据，将所述输入数据和所述反馈数据的偏差进行PID运算，得到阀芯位置数据并输出给所述数模转换模块；所述反馈数据为所述第一反馈值和所述第二反馈值中的一个反馈值；

所述数模转换模块，用于根据所述输出方式，将所述阀芯位置数据转换为伺服控制信号并输出。

可选的，还包括与所述处理器连接的CAN通讯模块；

所述处理器获取所述输入数据的方式包括：

通过第一输入端子接收手动操作信息，获取到第一输入指令，将所述第一输入指令作为所述输入数据；

和/或，通过第二输入端子获取所述CAN通讯模块发送的第二输入指令，将所述第二输入指令作为所述输入数据。

可选的，当第一反馈信号有两路时，所述LVDT模块包括第一LVDT子模块和第二LVDT子模块；所述第一LVDT子模块和所述第二LVDT子模块分别用于接收一路所述第一反馈信号；

当第二反馈信号有两路时，所述模数转换模块包括第一模数转换子模块和第二模数转换子模块；所述第一模数转换子模块和所述第二模数转换子模块分别用于接收一路所述第二反馈信号。

可选的，所述第二反馈信号包括4-20mA的电流信号。

可选的，还包括限制模块，所述限制模块设置于所述处理器与所述数模转换模块之间，用于将所述处理器输出的所述阀芯位置数据限定在预设范围内并输出给所述数模转换模块。

可选的，所述输出方式包括电压信号输出和/或电流信号输出。

可选的，所述MODBUS通讯模块包括通讯模块ISO3082。

可选的，所述CAN通讯模块包括通讯模块ISO1050DW。

可选的，所述处理器的型号为STM32F4。

本申请的第二方面提供一种电液伺服卡，包括如本申请的第一方面所述的电液伺服控制模块。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的方案中，通过MODBUS通讯模块来配置反馈方式和输出方式；利用LVDT模块根据配置好的反馈方式获取第一反馈信号并处理，以得到第一反馈值并输出给处理器；利用模数转换模块根据配置好的反馈方式获取第二反馈信号并处理，以得到第二反馈值并输出给处理器；处理器针对获取到的输入数据和反馈数据的偏差进行PID运算，得到阀芯位置数据并输出给数模转换模块；通过数模转换模块可以将阀芯位置数据转换为最终的伺服控制信号输出给电液伺服阀。如此，在MODBUS通讯模块的配置下，通过LVDT模块和模数转换模块可以支持多种反馈信号的接收，针对不同类型的反馈输入提供了良好的控制，保证了伺服反馈的顺利实现；并且，在MODBUS通讯模块的配置下，利用数模转换模块可以实现电流和电压形式的伺服控制信号的输出，满足了市场上不同类型的电液伺服阀的需求，为用户提供了很大的便利。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种电液伺服控制模块的结构示意图。

图2是本申请另一个实施例提供的一种电液伺服控制模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参见图1，图1是本申请一个实施例提供的一种电液伺服控制模块的结构示意图。本实施例提供一种电液伺服控制模块，如图所示，电液伺服控制模块具体可以包括：处理器101和分别与处理器101连接的MODBUS通讯模块102、LVDT模块103、模数转换模块104以及数模转换模块105。

MODBUS通讯模块102用于配置反馈方式和输出方式。LVDT模块103用于根据反馈方式获取第一反馈信号并处理，以得到第一反馈值并输出给处理器101。模数转换模块104用于根据反馈方式获取第二反馈信号并处理，以得到第二反馈值并输出给处理器101。处理器101用于获取输入数据和反馈数据，并将输入数据和反馈数据的偏差进行PID运算，得到阀芯位置数据并输出给数模转换模块。反馈数据为第一反馈值和第二反馈值中的一个反馈值。数模转换模块105用于根据输出方式，将阀芯位置数据转换为伺服控制信号并输出。

其中，MODBUS通讯模块可以包括通讯模块ISO3082。实施时，MODBUS通讯模块还可以用于实现与上位系统的数据交互。

其中，处理器的型号可以是STM32F4。

在本实施例中，通过MODBUS通讯模块来配置反馈方式和输出方式；利用LVDT模块根据配置好的反馈方式获取第一反馈信号并处理，以得到第一反馈值并输出给处理器；利用模数转换模块根据配置好的反馈方式获取第二反馈信号并处理，以得到第二反馈值并输出给处理器；处理器针对获取到的输入数据和反馈数据的偏差进行PID运算，得到阀芯位置数据并输出给数模转换模块；通过数模转换模块可以将阀芯位置数据转换为最终的伺服控制信号输出给电液伺服阀。如此，在MODBUS通讯模块的配置下，通过LVDT模块和模数转换模块可以支持多种反馈信号的接收，针对不同类型的反馈输入提供了良好的控制，保证了伺服反馈的顺利实现；并且，在MODBUS通讯模块的配置下，利用数模转换模块可以实现电流和电压形式的伺服控制信号的输出，满足了市场上不同类型的电液伺服阀的需求，为用户提供了很大的便利。

具体实施时，电液伺服控制模块可以接收到的反馈信号主要有两种：一种是LVDT位移传感器位移信号反馈；另一种是4-20mA位移信号反馈。如此，MODBUS通讯模块可以配置的反馈方式主要有两种，一种是电压信号反馈；另一种是电流信号反馈。为了使电液伺服控制模块可以接收到任意一种反馈信号，第一反馈信号可以是电压反馈信号；相应的第二反馈信号可以是电流反馈信号。即，经过MODBUS通讯模块的配置，当反馈信号为电压反馈信号时，电液伺服控制模块中的处理器通过LVDT模块接收电压反馈信号；当反馈信号为电流反馈信号时，电液伺服控制模块中的处理器通过模数转换模块接收电流反馈信号。

其中，第二反馈信号可以是4-20mA的电流信号。

在实际应用中，接收反馈信号时，接收到的反馈信号有时是一路反馈信号，有时是两路反馈信号。为了进一步适用多种类型的电液伺服阀，一些实施例中，如图2所示，当第一反馈信号有两路时，LVDT模块103可以包括第一LVDT子模块1031和第二LVDT子模块1032；第一LVDT子模块1031和第二LVDT子模块1032分别用于接收一路第一反馈信号。相应的，当第二反馈信号有两路时，模数转换模块104可以包括第一模数转换子模块1041和第二模数转换子模块1042；第一模数转换子模块1041和第二模数转换子模块1042分别用于接收一路第二反馈信号。

其中，第一LVDT子模块1031和第二LVDT子模块1032可以是AD698。

具体的，处理器通过第一LVDT子模块和第二LVDT子模块接收两路的第一反馈信号以及处理器通过第一模数转换子模块和第二模数转换子模块接收两路的第二反馈信号的具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不再赘述。

一些实施例中，输出方式可以包括电压信号输出和/或电流信号输出。

具体实施时，可以利用MODBUS通讯模块提前预设好输出方式的相关参数，当需要输出电压信号控制电液伺服阀时，MODBUS通讯模块配置的输出方式为电压信号输出，数模转换模块可以根据MODBUS通讯模块预先设置的输出方式将接收到的阀芯位置数据转换为伺服控制电压信号并输出给电液伺服阀；同样的，当需要输出电流信号控制电液伺服阀时，MODBUS通讯模块配置的输出方式为电流信号输出，数模转换模块可以根据MODBUS通讯模块预先设置的输出方式将接收到的阀芯位置数据转换为伺服控制电流信号并输出给电液伺服阀。

其中，数模转换模块根据预先设置的输出方式将阀芯位置数据转换为伺服控制信号的具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不再赘述。

一些实施例中，电液伺服控制模块还可以包括与处理器连接的CAN通讯模块。相应的，电液伺服控制模块的处理器获取输入数据的方式可以包括：通过第一输入端子接收手动操作信息，获取到第一输入指令，将第一输入指令作为输入数据；和/或，通过第二输入端子获取CAN通讯模块发送的第二输入指令，将第二输入指令作为输入数据。

具体实施时，输入数据即为输入指令，电液伺服模块获取输入指令的方式有三种：第一种是通过CAN通讯模块直接获取输入指令，即上述第一输入指令；第二种是通过指令电流输入端子输入4-20mA信号再由ADC转换得到，具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不做赘述；第三种是通过将电液伺服控制模块切换到手动工作模式，由端子输入增减指令信号在处理器内部增减运算值得到，即第二输入指令。

其中，CAN通讯模块可以包括通讯模块ISO1050DW。实施时，通讯模块ISO1050DW还可以用于实现与下位模块之间的数据交互。

一些实施例中，电液伺服控制模块还可以包括限制模块，限制模块设置于处理器与数模转换模块之间，用于将处理器输出的阀芯位置数据限定在预设范围内并输出给数模转换模块。

具体的，限制模块的具体实现方式可以参考现有相关技术，此处不再赘述。

其中，限制模块的预设范围可以根据实际需要进行设置，此处不作限定。

本申请的实施例提供一种电液伺服卡，该电液伺服卡可以包括如以上任意实施例所述的电液伺服控制模块。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。