一种基于能量优化的绿色冲压智能系统、方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于能量优化的绿色冲压智能系统、方法及装置，该方法包括：获取泵控压力，其中，压力传感器检测泵控压力；判断泵控压力是否满足预设压力条件；若满足预设压力条件，则进入压力控制模式；若不满足预设压力条件，则进入流量控制模式。本发明使泵的输出能量最大程度地与负载所需的能量匹配，降低多余的能量浪费，提高系统的能量利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及液压机技术领域，尤其涉及一种基于能量优化的绿色冲压智能系统、方法及装置。

背景技术

液压机在我国工业生产领域具有十分重要的作用，近年来随着航空航天、汽车、家用电器等领域的不断发展，人们对于液压机的性能要求越来越高，主要体现在对于其加工精度和节能方面。液压机系统的核心为液压系统，其具有传动平稳、控制简单、体积较小等优点。然而，由于液圧系统是由多种元件组成一个封闭的＂电能—机械能—液压能—机械能—变形能＂的能量转化系统，工作时的能量传递与损耗规律复杂，存在着诸多的能量损失因素。同时，在传统的液压机中，驱动系统往往由异步电机和定量泵组成，安装功率往往按照最大功率来设计，导致了大多数操作下所需的功率远远小于所液压机的安装功率。

此外，液压机操作是周期性的运动，存在着长时间的运动间隔时期和低功耗时期。在这些间隔和低功耗操作期间，尽管所有的泵都处于空载状态，功耗为空，但电源单元并不关闭，从而也导致了能量的消耗。由于以上的问题，液压机的整体效率普遍都比较低。在一般液压机的液压系统中，只有7.07％的输入能量转化为成形能量。综上，如何提高液压系统的能量利用率是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于能量优化的绿色冲压智能系统、方法及装置，用以解决如何提高液压系统的能量利用率的问题。

本发明提供一种基于能量优化的绿色冲压智能系统，包括：泵控系统、压力传感器、转速传感器、切换器和伺服驱动器，其中，所述压力传感器用于检测所述伺服驱动器的泵控压力，所述转速传感器用于检测所述伺服驱动器的转速，所述压力传感器和所述转速传感器通过所述切换器与所述伺服驱动器连接，所述切换器用于在所述压力传感器和转速传感器之间切换，以控制采集所述泵控压力或所述转速，切换对应的压力控制模式或对应的流量控制模式，所述泵控系统与所述伺服驱动器连接，在所述伺服驱动器的驱动下运行。

本发明还提供了一种基于能量优化的绿色冲压智能方法，基于如上所述的基于能量优化的绿色冲压智能系统，所述基于能量优化的绿色冲压智能方法包括：

获取泵控压力，其中，压力传感器检测所述泵控压力；

判断所述泵控压力是否满足预设压力条件；

若满足所述预设压力条件，则进入压力控制模式；

若不满足所述预设压力条件，则进入流量控制模式。

进一步地，所述预设压力条件包括所述泵控压力大于预设压力值。

进一步地，所述预设压力值为泵控系统运行的最高压力值。

进一步地，所述压力控制模式包括：

控制切换器连接至所述压力传感器；

根据所述压力传感器采集的所述泵控压力形成闭环反馈，控制泵控系统的泵口压力。

进一步地，所述流量控制模式包括：

控制切换器连接至所述转速传感器；

根据所述转速传感器采集的转速形成闭环反馈，控制泵控系统的泵输出流量。

进一步地，所述切换器的设定按钮为0.5。

进一步地，若满足混合控制条件，则进入混合控制模式，其中，所述混合控制模式包括：根据所述泵控压力和所述转速，确定混合信号，并根据所述混合信号形成闭环反馈，控制泵控系统。

本发明还提供了一种基于能量优化的绿色冲压智能装置，包括：

获取单元，用于获取泵控压力，其中，压力传感器检测所述泵控压力；

判断单元，用于判断所述泵控压力是否满足预设压力条件；

控制单元，用于若满足所述预设压力条件，则进入压力控制模式；还用于若不满足所述预设压力条件，则进入流量控制模式。

本发明还提供了一基于能量优化的绿色冲压智能装置，包括处理器以及存储器，存储器上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的基于能量优化的绿色冲压智能方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：利用泵控系统的转速和压力传感器，测量伺服电机的转速和泵控的压力；当处于流量控制模式时通过转速传感器的信号形成闭环反馈控制，从而控制泵输出流量；当处于压力控制模式时通过泵口的压力形成闭环反馈控制，从而控制泵口压力。

附图说明

图1为本发明提供的基于能量优化的绿色冲压智能方法的流程示意图；

图2为本发明提供的基于能量优化的绿色冲压智能装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明实施例提供了一种基于能量优化的绿色冲压智能系统，包括泵控系统、压力传感器、转速传感器、切换器和伺服驱动器，其中，所述压力传感器用于检测所述伺服驱动器的泵控压力，所述转速传感器用于检测所述伺服驱动器的转速，所述压力传感器和所述转速传感器通过所述切换器与所述伺服驱动器连接，所述切换器用于在所述压力传感器和转速传感器之间切换，以控制采集所述泵控压力或所述转速，切换对应的压力控制模式或对应的流量控制模式，所述泵控系统与所述伺服驱动器连接，在所述伺服驱动器的驱动下运行。

在本发明实施例中，通过设置压力传感器，有效检测伺服驱动器的泵控压力；通过设置转速传感器，有效检测伺服驱动器的转速；通过设置切换器。有效切换检测信号，便于当处于流量控制模式时通过转速传感器的信号形成闭环反馈控制，从而控制泵输出流量；当处于压力控制模式时通过泵口的压力形成闭环反馈控制，从而控制泵口压力；通过设置伺服驱动器与泵控系统的连接，有效驱动泵控系统。

实施例2

本发明实施例提供了一种基于能量优化的绿色冲压智能方法，结合图1来看，图1为本发明提供的基于能量优化的绿色冲压智能方法的流程示意图，包括步骤S1至步骤S4，其中：

在步骤S1中，获取泵控压力，其中，压力传感器检测所述泵控压力；

在步骤S2中，判断所述泵控压力是否满足预设压力条件；

在步骤S3中，若满足所述预设压力条件，则进入压力控制模式；

在步骤S4中，若不满足所述预设压力条件，则进入流量控制模式。

在本发明实施例中，利用泵控系统的转速和压力传感器，测量伺服电机的转速和泵控的压力；当处于流量控制模式时通过转速传感器的信号形成闭环反馈控制，从而控制泵输出流量；当处于压力控制模式时通过泵口的压力形成闭环反馈控制，从而控制泵口压力，以此使泵的输出能量最大程度地与负载所需的能量匹配，这样才能降低多余的能量浪费，提高系统的能量利用率。

优选地，所述预设压力条件包括所述泵控压力大于预设压力值。作为具体实施例，本发明实施例设置

在本发明一个具体的实施例中，系统工作的最高压力为8Mpa，所以应该讲流量—压力切换开关设置为8Mpa。当压力传感器得到的压力值小于8Mpa时，进行流量控制，利用不同阶段所需的速度解算出需要的流量信号。当压力大于8Mpa时进行压力控制，控制开关的设定按钮为0.5，当达到系统压力8Mpa以后压力环的输出立刻小于流量环，从而切换到压力控制模式。

优选地，所述预设压力值为泵控系统运行的最高压力值。作为具体实施例，本发明实施例设置预设压力值，确定系统高压力运行的情况，便于进行压力调节。

优选地，所述压力控制模式包括：

控制切换器连接至所述压力传感器；

根据所述压力传感器采集的所述泵控压力形成闭环反馈，控制泵控系统的泵口压力。

作为具体实施例，本发明实施例设置压力控制模式，为了让系统能够顺利地在达到设定压力切换点后切换到压力控制模式，控制开关的设定按钮为0.5，压力降低到小于切换值后回到流量控制模式。

优选地，所述流量控制模式包括：

控制切换器连接至所述转速传感器；

根据所述转速传感器采集的转速形成闭环反馈，控制泵控系统的泵输出流量。

作为具体实施例，本发明实施例设置流量控制模式，使伺服电机大部分的时间还是工作在流量控制环节。根据冲压机的工作原理，每个特定阶段需要不同的速度，利用PID控制理论进行控制。

优选地，所述切换器的设定按钮为0.5。作为具体实施例，本发明实施例为了让系统能够顺利地在达到设定压力切换点后切换到压力控制模式，控制开关的设定按钮为0.5，压力降低到小于切换值后回到流量控制模式。

优选地，若满足混合控制条件，则进入混合控制模式，其中，所述混合控制模式包括：根据所述泵控压力和所述转速，确定混合信号，并根据所述混合信号形成闭环反馈，控制泵控系统。作为具体实施例，本发明实施例结合转速和泵控压力综合控制，达到有效实现驱动控制的目的。

实施例3

本发明实施例提供了一种基于能量优化的绿色冲压智能装置，结合图2来看，图2为本发明提供的基于能量优化的绿色冲压智能装置的结构示意图，上述基于能量优化的绿色冲压智能装置300包括：

获取单元301，用于获取泵控压力，其中，压力传感器检测所述泵控压力；

判断单元302，用于判断所述泵控压力是否满足预设压力条件；

控制单元303，用于若满足所述预设压力条件，则进入压力控制模式；还用于若不满足所述预设压力条件，则进入流量控制模式。

实施例4

本发明实施例提供了一种基于能量优化的绿色冲压智能装置，包括处理器以及存储器，存储器上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的基于能量优化的绿色冲压智能方法。

本发明公开了一种基于能量优化的绿色冲压智能系统、方法及装置，在系统中，通过设置压力传感器，有效检测伺服驱动器的泵控压力；通过设置转速传感器，有效检测伺服驱动器的转速；通过设置切换器。有效切换检测信号，便于当处于流量控制模式时通过转速传感器的信号形成闭环反馈控制，从而控制泵输出流量；当处于压力控制模式时通过泵口的压力形成闭环反馈控制，从而控制泵口压力；通过设置伺服驱动器与泵控系统的连接，有效驱动泵控系统；基于该系统，对应的控制方法，利用泵控系统的转速和压力传感器，测量伺服电机的转速和泵控的压力；当处于流量控制模式时通过转速传感器的信号形成闭环反馈控制，从而控制泵输出流量；当处于压力控制模式时通过泵口的压力形成闭环反馈控制，从而控制泵口压力，以此使泵的输出能量最大程度地与负载所需的能量匹配，这样才能降低多余的能量浪费，提高系统的能量利用率。

本发明技术方案，釆用了伺服电机与定量泵的驱动装置，与传统的异步电机与变量泵的驱动装置相比，能够智能地调节系统的流量，并且在控制精度和减少系统冲击振动方面也有很好的优势，自动调节系统的运作调节方式，实现零溢流，从而实现节能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。