CN101637978A

CN101637978A - 一种纵梁液压机纠偏控制系统

Info

Publication number: CN101637978A
Application number: CN200810153850A
Authority: CN
Inventors: 牛金龙
Original assignee: Tianjin Tianduan Press Co Ltd
Current assignee: Tianjin Tianduan Press Co Ltd
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-02-03

Abstract

本发明涉及一种纵梁液压机纠偏控制系统。本发明属于液压机技术领域。一种纵梁液压机纠偏控制系统，包括检测机构、执行机构和控制机构，其特征是：液压机身左中右位置上安装有位移传感器，位移传感器用来测量左右调平缸和中间主缸的下行位置，左右调平缸由比例伺服阀连接控制，控制机构连接检测位移传感器，连接控制执行机构比例伺服阀的开启量，控制左右调平缸的下行速度，使滑块下行水平，实现液压过程纠偏控制。本发明具有调试周期短、编程简单、稳定性好、能够自动纠偏控制，提高工件生产效率和产品质量等优点。

Description

一种纵梁液压机纠偏控制系统

技术领域

本发明属于液压机技术领域，特别是涉及一种纵梁液压机纠偏控制系统。

背景技术

目前，随着汽车行业蓬勃发展，汽车纵梁液压机在汽车生产过程中起着不可代替的作用。汽车纵梁液压机，能够实现对纵梁的落料冲孔、拉伸、弯曲、整形等功能。重型卡车纵梁板材多在厚5-10mm，宽至300mm，长至12000mm，这就要求压机具有跨度大，压力高等特点。传统的汽车纵梁液压机针对此种工件采用多台压机组合方式工作，在工作过程中难以保证压制的同步行和压制工件品质且工作效率低，操作维修工作量大。由于在压制工作时，存在较大的偏载，采用整体式滑块结构必须具备有抗偏载的纠偏功能，单独依靠PLC控制很难保证压制时整体滑块与工作台面的水平性，且现场调试工作量大，调试周期长。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，而提供一种纵梁液压机纠偏控制系统。

本发明的目的是提供一种能够自动纠偏控制，提高工件生产效率和产品质量的纠偏控制装置。

本发明采用触摸屏人机界面作为管理层，可方便地实现人机对话，帮助操作者了解生产线的工作状态，以达到控制方式简易化的目的。采用可编程控制器作为控制器，根据检测元件的反馈信号，应用程序控制执行元件(电磁铁及比例溢流阀)作出相应的动作；采用TRIO采集滑块位置，并根据各位置的变化控制相应比例伺服阀以便达到滑块左右位置与中间位置相等。

物理层是命令的具体执行部分，分为两部分：检测机构和执行机构。检测机构分以下功能：

1.通过温度传感器，将生产线液压泵的油温反馈给PLC温度传感器模块。

2.通过压力传感器，将滑块和液压垫的压力反馈给PLC模拟量输入模块。

3.通过位移传感器，将滑块位置和液压垫位置反馈给TRIO控制器SSI子板。

4.光电保护，为防止人误入工作区引起事故而设，提高生产线的安全性。

执行机构主要有：

1.比例电磁铁：控制比例节流阀的阀芯的开度，以实现对滑块位置和速度的控制。

2.电磁铁：控制相应油路的通断以及油路的换向。

控制层包括PLC和TRIO控制器，通过对外部各种信号的检测，经过PLC和TRIO控制器运算，以指令形式把运算结果输出给执行机构。

该系统的大脑-PLC为OMRON品牌CJ系列，其由电源模块，数字输入模块、数字输出模块，模拟量输入模块、模拟量输出模块等组成，主要完成逻辑控制，该系统运动神经——控制器采用英国TRIO品牌，由DeviceNet子板、模拟量输入子板、SSI控制子板等组成，主要完成纠偏控制功能。

网络层为DeviceNet工业现场总线，PLC和TRIO控制器之间以及PLC子模块之间都是采用DeviceNet工业总线通讯，整个控制系统由DeviceNet工业总线组建起来。CS1W-DRM21模块为控制系统的主站，TRIO控制器以及PLC子模块作为控制系统的从站。

管理层为触摸屏，通过串口通讯与PLC连接。触摸屏上可以显示物理层各元件的工作状态，可设定生产线的压机控制点(如位置发讯点和压力发讯点)和位置控制点，可显示PLC内部的工作状态以及错误信息，在生产线有异常故障时显示生产线异常原因并提供解决方法，可以存储需要经常更换的模具参数，记录生产线的有关工作数据信息(如滑块的下行速度、压力，以及工作台的移动速度、位置等等)。通过控制器检测拉线式位移传感器获得滑块和液压垫的位置，通过安全光幕信号检测压机安全工作条件，通过各种继电器和其他开关量向PLC提供的输入信号执行相应的动作，通过对压力传感器和热电阻的信号采集获取压机压力信号和油温信息以判断压机的健康状况以便采取相应的保护措施。

本发明采取的技术方案是：

一种纵梁液压机纠偏控制系统，包括检测机构、执行机构和控制机构，其特征是：液压机身左中右位置上安装有位移传感器，位移传感器用来测量左右调平缸和中间主缸的下行位置，左右调平缸由比例伺服阀连接控制，控制机构连接检测位移传感器，连接控制执行机构比例伺服阀的开启量，控制左右调平缸的下行速度，使滑块下行水平，实现液压过程纠偏控制。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特点是：位移传感器为增量型位移传感器。

所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特点是：控制机构为运行控制器。

所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特点是：控制器装有触摸屏，触摸屏通过串口通讯与控制器连接。

所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特点是：触摸屏显示各元件的工作状态，设定生产线的压机控制点和位置控制点，显示控制器内部的工作状态以及错误信息，在生产线有异常故障时显示生产线异常原因并提供解决方法，存储模具参数，记录生产线数据信息。

所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特点是：纵梁液压机纠偏控制系统是闭环控制结构。

本发明具有的优点和积极效果：

纵梁液压机纠偏控制系统采用多种方式对压机参数的采样时间和执行时间进行了优化，使PLC能够快速捕捉信息、执行程序，响应输出。电气系统通过PLC外部线路连接和PLC内部程序输出形式的改变缩短了PLC采样时间和输出时间从而能够有效优化整个压机系统。使本系统具有节能、快速的特点。

本装置改进了传统纵梁液压机电气控制方式。传统的液压机纠偏控制采用的PLC控制编程复杂、调试周期长、且稳定性和精度差。采用控制器直接控制比例阀，采用专用指令，编程灵活、调试周期短、编程简单、稳定性好。

附图说明

图1是本发明的控制部分设置示意图。

图2是DeviceNet总线配置示意图。

图3是本发明PLC的示意图。

图4是本发明TRIO控制器的示意图。

图5是纠偏控制装置示意图。

图中：1-可编程控制器；2-TRIO控制器；3-动力机构从站；4-右后下横梁从站；5-左前下横梁从站；6-触摸屏；7-DeviceNet总线主站单元；8-控制箱分支器；9-动力机构分支器；10-右后下横梁分支器；11-左前下横梁箱分支器；12-操纵箱分支器；13-远程数字量输入单元；14-通讯单元；15-远程I/O单元；16-远程数字量输出单元；17-电源单元；18-PLC的CPU单元；19-数字量输入单元；20-数字量输出单元；21-模拟量输入/输出单元；22-模拟量输出单元；23-SSI子板；24-TRIO-DEVICENET子板；25-SSI位移尺；26-比例伺服阀；27-远程模拟量输入单元；28-操纵面板从站。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例并结合附图，详细说明如下：

参阅附图1、图2、图3、图4和图5。

实施例

纵梁液压机纠偏控制系统，包括检测机构、执行机构和控制机构，其液压机身左中右位置上安装有增量型位移传感器，位移传感器用来测量左右调平缸和中间主缸的下行位置，左右调平缸由比例伺服阀连接控制，运行控制器连接检测位移传感器，连接控制比例伺服阀的开启量，控制左右调平缸的下行速度，使滑块下行水平，实现液压过程纠偏控制。纵梁液压机纠偏控制系统是闭环控制结构。

控制器装有触摸屏，触摸屏通过串口通讯与控制器连接。触摸屏显示各元件的工作状态，设定生产线的压机控制点和位置控制点，显示控制器内部的工作状态以及错误信息，在生产线有异常故障时显示生产线异常原因并提供解决方法，存储模具参数，记录生产线数据信息。

液压机纠偏控制装置具体结构及控制：

如图1、图5所示，纵梁液压机纠偏控制系统，是由控制单元，检测单元，执行单元和管理单元组成。其控制单元由PLC可编程控制器1和TRIO控制器2组成；检测单元为SSI位移尺25；执行单元为电磁阀和比例伺服阀26，管理单元位触摸屏6。

如图2、图3、图4所示，纵梁液压机纠偏控制系统的控制单元为PLC和TRIO控制器。该系统的大脑-PLC为OMRON品牌CJ系列，其由电源单元17，数字量输入单元19、数字量输出单元20，模拟量输入单元27、模拟量输出单元22等组成，主要完成逻辑控制，该系统运动神经——控制器采用英国TRIO品牌，由DEVICENET子板24、SSI控制子板等组成，主要完成纠偏控制功能。

管理层为触摸屏6，通过串口通讯与PLC连接。触摸屏6上可以显示物理层各元件的工作状态，可设定生产线的压机控制点(如位置发讯点和压力发讯点)和位置控制点，可显示PLC内部的工作状态以及错误信息，在生产线有异常故障时显示生产线异常原因并提供解决方法，可以存储需要经常更换的模具参数，记录生产线的有关工作数据信息(如滑块的下行速度、压力，以及工作台的移动速度、位置等等)。通过控制器检测拉线式位移传感器获得滑块和液压垫的位置，通过安全光幕信号检测压机安全工作条件，通过各种继电器和其他开关量向PLC.1提供的输入信号执行相应的动作，通过对压力传感器和热电阻的信号采集获取压机压力信号和油温信息以判断压机的健康状况以便采取相应的保护措施。

纵梁液压机纠偏控制系统，以实现压机滑块在下行过程中保持水平，消除偏载，提高压制工件的质量。具体实施方案：机身上安装三把SSI位移尺25，分别安装在机身的左中右，来测量左右调平缸和中间主缸的下行位置，左右调平缸的速度由比例伺服阀26控制。滑块左右两边下行的位置和中间的位置比较，这个比较差值作为执行元件(比例伺服阀26)的给定信号，由差值的大小来控制比例伺服阀26的开启量，以至于能控制左右调平缸的下行速度，来保证滑块在下行过程中能够保持水平。

如图5所示，在整个控制过程中，SSI位移尺25为检测元件，比例伺服阀26为执行元件，TRIO控制器2为控制元件。SSI位移尺25把检测到的信号传送给TRIO控制器2，TRIO控制器2经过数据分析和数据运算，再把最终的运算结果以指令形式输出给执行元件(比例伺服阀26)。

Claims

1.一种纵梁液压机纠偏控制系统，包括检测机构、执行机构和控制机构，其特征是：液压机身左中右位置上安装有位移传感器，位移传感器用来测量左右调平缸和中间主缸的下行位置，左右调平缸由比例伺服阀连接控制，控制机构连接检测位移传感器，连接控制执行机构比例伺服阀的开启量，控制左右调平缸的下行速度，使滑块下行水平，实现液压过程纠偏控制。

2.根据权利要求1所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特征是：位移传感器为增量型位移传感器。

3.根据权利要求1所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特征是：控制机构为运行控制器。

4.根据权利要求1所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特征是：控制器装有触摸屏，触摸屏通过串口通讯与控制器连接。

5.根据权利要求4所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特征是：触摸屏显示各元件的工作状态，设定生产线的压机控制点和位置控制点，显示控制器内部的工作状态以及错误信息，在生产线有异常故障时显示生产线异常原因并提供解决方法，存储模具参数，记录生产线数据信息。

6.根据权利要求1所述的纵梁液压机纠偏控制系统，其特征是：纵梁液压机纠偏控制系统是闭环控制结构。