CN101436076A - 液压泵站自动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种液压泵站自动控制系统，属于液压泵站自动控制系统技术领域。其结构包括可编程控制器PLC、连接在带动运动机构运动的液压电动机前端的变频器及安装在油管上的压力传感器，变频器和压力传感器分别与可编程控制器PLC电连接。通过可编程控制器PLC程序实现各种控制。本发明的有益效果是：通过压力传感器传送信号给PLC，通过PLC控制程序实时控制变频器及电动机的工作频率，可以自动精确控制液压泵站液压油的工作压力，PLC上可连接有作为人机交流界面的触摸屏，可以在触摸屏上方便地设定工作压力，操作简便，控制精确达到3％以内。不仅适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械，还适用于主机与液压装置为一体的各种液压机械。

Description

液压泵站自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种自动控制液压泵站运行的电气控制系统，尤其是能精确控制油压的液压泵站自动控制系统。

背景技术

目前，液压系统中执行器及其操纵控制阀等散装在各适当位置上的动力型液压站，其形态较为单一，它主要由液压泵及驱动电动机、油箱及其附件、少数必要的压力控制阀等组成，因此经常称之为液压泵站。其主要功能是为液压执行器提供一定压力和流量的油液，而系统的控制主要由散装在主机各处的控制阀来担当。通常我们所说的液压泵站一般均指小型液压站，它按驱动装置(主机)要求供油，并控制油流的方向、压力和流量，它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械。用户购买后只要将液压泵站与主机上的执行机构(油缸和油马达)用油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作、工作循环。液压泵站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。各部件功能与液压站相同，具体如下：泵装置——上装有电动机和油泵，它是液压站的动力源，将机械能转化为液压油的动力能。集成块——是由液压阀及通道体组合而成。它对液压油实行方向、压力、流量调节。阀组合——是板式阀装在立板上，板后管连接，与集成块功能相同。油箱——是钢板焊的半封闭容器，上还装有滤油网、空气滤清器等，它用来储油、油的冷却及过滤。电气控制系统分两种形式：一种是设置有外接引线的端子板；另一种是配置有全套的控制电器。液压站的工作原理如下：电动机带动油泵旋转，泵从油泵中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力能，液压油通过集成块(或阀组合)，由液压阀实现方向、压力、流量调节后，经外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中，从而控制了液动机方向的变换、力量的大小及速度的快慢，推动各种液压机械做功。

目前，液压泵站控制系统均能实现对泵站电动机和阀的自动控制，实现各种动作，但是，均不能对油压实行自动精确控制，或者需要手动调节溢流阀的工作压力，或者自动控制精度很差，控制误差往往在20％以上。在要求严格的工作场合，一般的液压泵站控制系统均不能胜任。

发明内容

为了克服现有的液压泵站控制系统不能实现精确控制工作油压的不足，本发明提供一种液压泵站自动控制系统，该液压泵站自动控制系统不仅能实现对电动机及泵阀的各种动作控制，而且能实现精确控制工作油压。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

该系统包括可编程控制器PLC、变频器及压力传感器，变频器连接在带动运动机构运动的液压电动机前端，压力传感器安装在油管上，变频器和压力传感器分别与可编程控制器PLC电连接。

本发明所述可编程控制器PLC上连接有作为人机交流界面的触摸屏。所述的可编程控制器PLC的控制流程包括如下步骤：

建立运行频率对应表；

以额定频率启动电动机，带动液压泵站运动机构下降；

判断运动机构是否压到刚性工件表面？如果否，则电动机仍以额定频率运转，运动机构继续下降；如果是，油压上升，查找出液压泵站设定压力对应的运行频率；

变频器以查找出的运行频率运行，油压继续上升；

判断油压与设定工作压力的差值是否达到设定值？如果否，则变频器、电动机仍以此频率运行，运动机构仍继续下降，油压继续上升；如果是，变频器和电动机停止运行，油压上升到设定压力，保持油压。

本发明的有益效果是：通过压力传感器传送信号给PLC，通过PLC控制程序实时控制变频器及电动机的工作频率，可以自动精确控制液压泵站液压油的工作压力，程序自动运行，操作简便，控制精确达到3％以内。可编程控制器上还可连接有作为人机交流界面的触摸屏，工作压力可以在触摸屏上方便地设定。PLC还可以方便地与上位计算机连接，通过上位机来设定工作压力。不仅适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械，还适用于主机与液压装置为一体的各种液压机械。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

图2为PLC控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：本发明包括可编程控制器PLC、变频器VVVF及压力传感器1，变频器VVVF连接在带动运动机构运动的液压电动机M前端，用于调节电动机M的工作频率，当液压电动机M转速发生变化，油管里的油压也随之发生变化；压力传感器1安装在油管上，变频器VVVF和压力传感器1分别与可编程控制器PLC电连接，油压通过压力传感器1传至可编程控制器PLC。通过可编程控制器PLC程序实现各种控制。如图1所示。在可编程控制器PLC上连接有作为人机交流界面的触摸屏TP。本例可编程控制器PLC的型号为EC10。

可编程控制器PLC输入端依次设置电源输入接口，电动机接口，限位输入接口，电磁阀接口，传感器接口，通讯接口。电源输入接口连接380伏3相直流电源S，电动机接口连接油泵3相电动机M，限位输入接口连接两个限位开关，分别为两线制的上限开关LS1，下限开关LS2，电磁阀接口连接换向电磁阀，当执行上升动作时该电磁阀通电，传感器接口连接压力传感器1，通讯接口连接上位计算机。其输出端连接有变频器VVVF。KA2，KA3，KA4分别为电源A相，B相，C相检测继电器。

可编程控制器PLC程序的主要部分是油泵电动机运行频率表的存取。液压泵站控制系统的量程为100吨，因此，从0吨到100吨，频率数据共有100个，在可编程控制器PLC通电后的初始化程序部分，采用数据传输指令MOV在D1000处连L\\续存入运行频率，数据格式为浮点数，每个频率数据长度为2字。数据区为D1000到D1101。在触摸屏TP上输入工作油压，可编程控制器PLC采用变址寻址方式，具体指令为RMOV D1000Z10 D100，将与设定油压对应的油泵运行频率读出，当检测到运行机构压到刚性工件表面后，将油泵电动机M运行频率切换到上述读出的频率运行。

如图2所示，具体控制步骤如下：

建立运行频率对应表，在触摸屏TP上输入要求的工作油压，本例为1.5吨，设置各种控制按钮；

按下下降按钮，电动机以额定频率50Hz启动，带动液压泵站运动机构快速下降，此时油压很小，接近为0吨；

判断运动机构是否压到刚性工件表面？如果否，则电动机仍以额定频率运转，运动机构继续下降；当运动机构压到刚性工件表面时，油压快速上升；根据设定的工作压力，本例为1.5吨，自动找出液压泵站对应的变频器运行频率；

变频器带动电动机切换到上述查找出的运行频率，油泵电动机以此运行频率运行，管道内的油压以较慢的速度缓慢上升；

判断油压与设定工作压力的差值是否达到设定值？如果否，则变频器、电动机仍以此频率运行，运动机构仍继续缓慢下降，油压继续缓慢上升；当油压与设定工作压力的差值减小到设定值时，本例设定值为0.5吨，停止变频器和电动机运行，运动机构以惯性缓慢运行，油压缓慢上升到设定压力，保持油压。

油压最后稳定后，控制精度会达到3％以内，能够达到要求的技术性能。

本发明根据不同的液压泵站，设定的工作压力及油压与设定工作压力的差值的设定值有所不同，设定的工作压力为0～100吨，油压与设定工作压力的差值的设定值一般在0.2吨～0.5吨。可在触摸屏TP上设定。

Claims (3)

1、一种液压泵站自动控制系统，其特征是：包括可编程控制器PLC、变频器及压力传感器，变频器连接在带动运动机构运动的液压电动机前端，压力传感器安装在油管上，变频器和压力传感器分别与可编程控制器PLC电连接。

2、根据权利要求1所述的液压泵站自动控制系统，其特征是：所述可编程控制器PLC上连接有作为人机交流界面的触摸屏。

3、根据权利要求1所述的液压泵站自动控制系统，其特征是：所述的可编程控制器PLC的控制流程包括如下步骤：

建立运行频率对应表；

以额定频率启动电动机，带动液压泵站运动机构下降；

判断运动机构是否压到刚性工件表面？如果否，则电动机仍以额定频率运转，运动机构继续下降；如果是，油压上升，查找出液压泵站设定压力对应的运行频率；

变频器以查找出的运行频率运行，油压继续上升；

判断油压与设定工作压力的差值是否达到设定值？如果否，则变频器、电动机仍以此频率运行，运动机构仍继续下降，油压继续上升；如果是，变频器和电动机停止运行，油压上升到设定压力，保持油压。

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