冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，包括控制组件、伺服比例阀、伺服比例阀控制器和安装在所述伺服比例阀上的位置检测组件；所述控制组件输出给定开度信号并传递给伺服比例阀控制器；所述位置检测组件检测伺服比例阀的实际开度信号并反馈给伺服比例阀控制器；所述伺服比例阀控制器根据给定开度信号和实际开度信号输出控制指令控制伺服比例阀的开度。本发明具有结构简单、控制精度高、响应速度快及压塞压力大小可调的优点。
【专利说明】冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及医药、食品等包装机械领域，特指一种冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统。
【背景技术】
[0002]冻干机是利用升华的原理进行干燥的一种设备，主要用于将灌装在半压塞西林瓶中溶剂为水的无菌产品冻干，并在出料前完成进料药液的西林瓶的全压塞。随着制药企业对药品的无菌保证和自动化程度的要求的提高，以及2010年新版GMP的实施，冻干机进出料均采用全自动进出料系统，这需要一个能自动定位的冻干机板层与自动进出料系统相配合，以保证整个冻干过程无菌性、可重复性和可验证性。目前冻干机的板层自动定位均采用液压驱动，通过液压电磁阀的开关来控制压塞油缸的上升和下降，通过油缸内置传感器的检测来确定板层的位置；全压塞动作是否完成仅仅依靠压力开关判断最终的压力大小来确定。
[0003]但是，上述的控制装置存在板层定位控制精度差，板层定位的偏差通常为2.5毫米左右。当板层定位的偏差大于2.5毫米后，会导致进出料时存在倒瓶等情况；因无法调节液压压力使得液压电磁阀在打开和关闭的瞬时存在液压冲击，长时间使用后会导致油缸漏油及油缸下滑等问题；全压塞时因无法控制压力大小，压力过大则易导致药瓶碎裂，压力过小则易导致药瓶胶塞粘贴在板层上。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、控制精度高、响应速度快、压塞的压力大小可调的冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
一种冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，包括控制组件、伺服比例阀、伺服比例阀控制器、安装在所述伺服比例阀上的位置检测组件、压力检测组件和位移检测组件；所述压力检测组件检测冻干机板层压塞油缸的压力信号；所述位移检测组件检测冻干机板层压塞油缸的位移信号；所述位置检测组件检测伺服比例阀的实际开度信号；
所述控制组件根据压力信号和位移信号计算出理想开度信号，并与控制组件内部存储的定位开度信号相比较，得到给定开度信号；所述伺服比例阀控制器根据给定开度信号和实际开度信号输出控制指令控制伺服比例阀的开度。
[0006]作为本发明的伺服闭环控制系统的进一步改进:
所述伺服比例阀安装在冻干机板层压塞油缸上。
[0007]所述压力检测组件为两个且分别设置在冻干机板层压塞油缸的两端。
[0008]所述压力检测组件为压力传感器。
[0009]所述控制组件为可编程控制器。[0010]所述位移检测组件为位移传感器。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明的伺服闭环控制系统根据冻干机板层压塞油缸的压力信号和位移信号计算出理想开度信号，再与内部的定位开度信号比较，得出给定开度信号，伺服比例阀控制器根据伺服比例阀反馈的实际开度信号和输入组件传递的给定开度信号，控制伺服比例阀的开度，从而控制冻干机板层压塞油缸的动作。由于增加了压力和位移的反馈信号，能够实时的对冻干机板层压塞油缸进行动态控制，能够对全压塞的压力大小进行调节，避免因压力大小不适而导致的药瓶破碎及药瓶胶塞粘贴在板层上的问题，同时也能保证冻干机板层压塞油缸无抖动，启动及停止的动作平缓，防止冻干机板层压塞油缸的液压电磁阀在开关时出现瞬时的液压冲击，长时间使用后导致漏油、缸体下滑的问题。另外在伺服比例阀上增加了反馈实际开度的位置检测组件，将伺服比例阀的控制结果再返回至伺服比例阀控制器参与输出控制，形成闭环控制，从而能够实时修正控制结果，提高板层定位的控制精度，防止出现进出料的倒瓶情况。
[0012]2、本发明的伺服比例阀直接安装在冻干机板层压塞油缸上，提高了冻干机板层压塞油缸动作的响应速度，使得板层定位更稳定、更精准，另外也能减少油路结构，减少漏油情况的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的控制系统在具体应用实例中的结构原理示意图。
[0014]图中标号说明:1、可编程控制器；2、冻干机板层压塞油缸；21、压力传感器；22、位移传感器；23、伺服比例阀；3、位置反馈器；4、伺服比例阀控制器；5、液压油箱；6、液压泵。
【具体实施方式】
[0015]以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
[0016]如图1所示，为本发明的冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统的具体实施例，该伺服闭环控制系统包括控制组件、伺服比例阀23、伺服比例阀控制器4、安装在伺服比例阀23上的位置检测组件、安装在冻干机板层压塞油缸2上的压力检测组件和位移检测组件；
压力检测组件检测冻干机板层压塞油缸2的压力信号；位移检测组件检测冻干机板层压塞油缸2的位移信号；位置检测组件检测伺服比例阀23的实际开度信号；
控制组件根据压力信号和位移信号计算出理想开度信号，并与控制组件内部存储的定位开度信号相比较，得到给定开度信号；伺服比例阀控制器4根据给定开度信号和实际开度信号输出控制指令控制伺服比例阀23的开度。本控制系统由于增加了压力和位移的反馈信号，能够实时的对冻干机板层压塞油缸2进行动态控制，能够对全压塞的压力大小进行调节，避免因压力大小不适而导致的药瓶破碎及药瓶胶塞粘贴在板层上的问题，同时也能保证冻干机板层压塞油缸2无抖动，启动及停止的动作平缓，防止冻干机板层压塞油缸的液压电磁阀在开关时出现瞬时的液压冲击，长时间使用后导致漏油、缸体下滑的问题。另外在伺服比例阀23上增加了反馈实际开度的位置检测组件，将伺服比例阀23的控制结果再返回至伺服比例阀控制器4参与输出控制，形成闭环控制，从而能够实时修正控制结果，提高板层定位的控制精度，防止出现进出料的倒瓶情况。
[0017]本实施例中，伺服比例阀23安装在冻干机板层压塞油缸2上，提高了冻干机板层压塞油缸2动作的响应速度，使得板层定位更稳定、更精准。
[0018]本实施例中，压力检测组件为压力传感器21，压力传感器21为两个且分别设置在冻干机板层压塞油缸2的两端。控制组件为可编程控制器I。位移检测组件为位移传感器
22。位置检测组件为位置反馈器3。
[0019]工作原理:1、当冻干机自动周期启动时，冻干机的可编程控制器I输出板层自动定位命令，同时给出定位的具体位置，即定位开度信号；
2、同时启动液压泵6和伺服比例阀控制器4，将液压油箱5内的液压油抽至各管道中，此时油管均充满油；
3、冻干机的可编程控制器I读取位移传感器22和压力传感器21的信号，转换为理想开度信号，与定位开度信号比较，根据比较的结果得出比例阀的给定开度信号；
4、伺服比例阀控制器4根据位置反馈器3的实际开度信号和给定的比例阀的给定开度信号，输出控制脉冲，开启伺服比例阀23 ；
5、在伺服比例阀23的控制下，冻干机板层压塞油缸2朝给定位置移动，当接近给定位置时，伺服比例阀23的开度变小，冻干机板层压塞油缸2慢慢移动，直到给定位置；
6、当冻干机的自动周期进入全压塞阶段时，冻干机的可编程控制器I发出压塞命令，同时给出压塞时的最大压力值和压塞的位置；
7、将重复以上第2-4步，当压塞的压力值到达最大值后，结束压塞动作。
[0020]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，其特征在于，包括控制组件、伺服比例阀(23)、伺服比例阀控制器(4)、安装在所述伺服比例阀(23)上的位置检测组件、压力检测组件和位移检测组件； 所述压力检测组件检测冻干机板层压塞油缸(2)的压力信号；所述位移检测组件检测冻干机板层压塞油缸(2)的位移信号；所述位置检测组件检测伺服比例阀(23)的实际开度信号; 所述控制组件根据压力信号和位移信号计算出理想开度信号，并与控制组件内部存储的定位开度信号相比较，得到给定开度信号；所述伺服比例阀控制器(4)根据给定开度信号和实际开度信号输出控制指令控制伺服比例阀(23)的开度。
2.根据权利要求1所述的冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，其特征在于，所述伺服比例阀(23)安装在冻干机板层压塞油缸(2)上。
3.根据权利要求2所述的冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，其特征在于，所述压力检测组件为两个且分别设置在冻干机板层压塞油缸(2)的两端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，其特征在于，所述压力检测组件为压力传感器(21)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，其特征在于，所述控制组件为可编程控制器(I)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的冻干机板层压塞油缸的伺服闭环控制系统，其特征在于，所述位移检测组件为位移传感器(22)。
【文档编号】G05B19/05GK103605312SQ201310474748
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】谭亮 申请人:楚天科技股份有限公司