[發明專利]一種電氣自動控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201710609323.4
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107272601B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 唐嘉蔚
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司44260
• 代理人: 袁士林

技術領域

本發明涉及電氣控制技術領域，更具體地說，特別涉及一種電氣自動控制系統和控制方法。

背景技術

電氣自動控制系統（automatic control systems）是在無人直接參與下可使生產過程或其他過程按期望規律或預定程序進行的控制系統。隨著科技的發展，電氣自動控制系統的應用范圍越來越廣泛。在原理上來說，主要包括：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。即通過變送器將采集的信號變換并傳送至控制器上，通過控制器的運算，再由執行機構控制被控制對象以達到自動化控制的目的。

根據控制原理的不同分為，開環控制系統和閉環控制系統，其中閉環控制系統的精度高，應用在要求較高的場合，例如在重載壓力機械行業中，由于壓力機械在使用時會產生一定的能量（即重力勢能），目前這種能量都是直接消耗掉，造成能源浪費，同時控制系統中的每個零件都是獨立安裝，容易導致接線復雜，尤其是伺服系統中的伺服驅動器目前都是固定安裝，而運用在重載壓力機械中的伺服驅動器的重量較大，在控制柜內基本采用掛壁式安裝，安裝和拆卸時需要多個人操作（即一個手扶，一人拆卸）。而設計一種控制方便、結構簡單、便于安裝和拆卸的電氣自動控制系統是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電氣自動控制系統和控制方法，以解決現有技術中所存在的問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種電氣自動控制系統，用于控制多個執行機構工作，每個執行機構均與變送器模塊連接，該電氣自動控制系統包括工控機控制系統、可編程控制器、輸出模塊、繼電器模塊和多個伺服系統，所述變送器模塊與工控機控制系統連接，所述工控機控制系統與可編程控制器連接，所述可編程控制器通過輸出模塊與繼電器模塊連接，所述繼電器模塊與多個伺服系統連接，每個伺服系統均與一執行機構連接，相鄰的兩個伺服系統之間均連接，其中伺服系統用于控制被執行機構動作，伺服系統還用于將執行機構在動作過程中所產生的能量回饋至相鄰的伺服系統。

進一步地，所述繼電器模塊包括多個相互并聯的繼電器，每個繼電器的一端連接輸出模塊，另一端連接伺服系統。

進一步地，所述伺服系統包括伺服驅動器和伺服電機，所述伺服驅動器包括相互連接的整流與有源功率因素校正單元、功率逆變單元和嵌入式主控制電路，所述伺服電機與功率逆變單元和嵌入式主控制電路均連接，所述執行機構還與嵌入式主控制電路連接。

進一步地，所述工控機控制系統、可編程控制器、輸出模塊、繼電器模塊和多個伺服驅動器均集成于一個電氣控制柜內，所述電氣控制柜的背面設有維護門，所述維護門的內側設有第一基座，多個伺服驅動器均安裝于第一基座上，所述第一基座通過一可拆卸式結構安裝于電氣控制柜的內側。

進一步地，所述可拆卸式結構包括滾珠絲桿座、第一滾珠螺母、調節旋鈕和滾珠絲桿，所述第一基座上設有橫向的通孔，所述滾珠絲桿座安裝于電氣控制柜的內側，所述滾珠絲桿的一端安裝于滾珠絲桿座上，所述滾珠絲桿的另一端通過第一滾珠螺母穿過通孔后裸露于電氣控制柜的外側，且調節旋鈕安裝于滾珠絲桿的另一端上。

進一步地，還包括一用于對滾珠絲桿進行微調的滾珠絲桿微調機構，所述滾珠絲桿微調機構包括位于滾珠絲桿兩側的兩個微調結構，每個微調結構均包括第二基座、固定板、螺桿和第二調節旋鈕，所述固定板安裝于電氣控制柜的內側，所述第二基座上設有橫向的固定螺孔，所述第二基座通過安裝于固定螺孔內的螺桿與固定板連接，所述螺桿的端部安裝有第二調節旋鈕，所述第二基座的內側下端為第一弧面，所述第二基座的內側上端為第二弧面，所述第一弧面的圓心與滾珠絲桿的中心分別位于兩側，所述第二弧面的圓心與滾珠絲桿的中心位于同一側。

本發明還提供一種電氣自動控制系統的控制方法，包括以下步驟，

S1、變送器模塊實時采集執行機構在工作時所產生的信息，并將信息傳遞至工控機控制系統；

S2、工控機控制系統根據變送器模塊所采集的信息通過總線將指令信息輸送至可編程控制器；

S3、可編程控制器根據實現設定的邏輯通過輸出模塊控制相應的繼電器動作，進而由伺服系統控制執行機構動作；

S4、在執行機構動作的同時，執行機構產生相應的能量，伺服系統將該執行機構所產生的能量反饋至相鄰的伺服系統中，以此完成一個循環。

進一步地，在步驟S4中相鄰的兩個伺服驅動器中的功率逆變單元之間的能量相互傳遞。