CN102692889A - 一种压力机液压电机节能控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压力机液压电机节能控制装置及其控制方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种压力机液压电机节电控制装置，根据生产工艺流程编写控制软件程序，分别信号采集系统，可编程控制器(PLC)程序控制控制系统，I/O接口通信系统，变频器应用技术方法，。在压力机成型工艺过程中，满足生产、工艺的前提下控制变频器，按生产工艺程序控制压力机电机在轻载、空载、待料时间降低电源频率和电流，使压力机电机达到节电的目的，并且使压力机生产产量和质量稳定。节电率达到30％-60％显著效果。

Description

一种压力机液压电机节能控制装置及其控制方法

技术应用领域 

本发明涉及一种用于压力机液压电机节能控制的系统装置。压力机广泛应用于五金、汽车制造工业生产中(包括四柱液压机、油压机)，现代压力机一般由液压缸驱动，液压缸的动力来源于液压泵，压力机能耗很大部分来自液压泵电机。加入本系统装置能够减少液压泵电机的能量消耗，可以大幅度减少压力机液压电机的电量消耗。 

背景技术

1、压力机(液压机)是金属制品成型关键设备，它的工作特征是：在每个产品生产工艺周期20％的时间达到功率的最大值，其余时间都处于轻载、空载、待料运行。且它主要耗电是拖动液压油泵的电机，且拖动液压油泵电动机功率大电耗高，占整机负载95％负荷功率。五金制造、金属拉伸、金属板材成型工作性质是“周期、循环、间断生产”。设备电动机开动后，就是全速，全电压(380V)、频率50Hz运转，功率一直处于最大空载状态。但是按生产工艺要求，压力机对液压泵流量和压力的需求是变化的，它的流量和压力根据工艺和参数大小确定，压力机负荷加载时间很短，多余能量经流量比例阀和压力比例阀控制通过溢流阀放回油箱，大马拉小车普遍存在，尤其换工件时间80％电能浪费。电机并不是始终处于满载状态，平均只有60％负载率。有40％左右(或更多)电能浪费在工艺空载和轻载时间，能量经流量比例阀和压力比例阀控制通过溢流阀放回油箱，且液压设备均为大功率电机，感性负载功率因素大部份用电设备得不到电容补偿。电能浪费很严重。 

2、现在市场有应用简陋控制变频器节能产品，但目前压力机设备未见有成熟的控制技术。这些压力机节能产品的控制方式采用模拟信号(PID)控制频率，(PID)线性电路滞后特性限制液压动力爆发力。在生产现场条件下，存在线性信号滞后提速慢、速度赶不上生产工艺速度影响产量效率，电源电压波动、电磁干扰、机械振动等不利因素，控制信号容易受到干扰和零点漂移问题，为此难以实现压力机工艺的稳定。压力机注塑机节能产品出现产量减少、产品合格率降低，使用者误解变频器的问题。其实就是控制应用技术不到位。 

本发明内容解决的问题 

本发明所要解决的技术问题是提供一种压力机液压电机节电控制装置及其控制方法，编写生产工艺流程软件程序，在压力机工艺过程中在满足工艺需要的前提下用变频器降低液压泵的电源频率，达到节电的目的，并使压力机生产产量和质量稳定(不影响原有的生产效率和产品质量)。 

解决问题的关键方法是提取工艺全感器、电磁阀、换向阀开、关信号，PLC按逻辑控制变频器的频率，控制信号的来源，由压力机工艺开、关信号，可编程控制器(PLC)程序对应变频器频率地址参数运行。 

PLC采集工艺传感器电磁阀通、断信号，通过PLC编程地址对应0HZ-50HZ程序化识别控制，计算结果增加适当富余量。例如：如成型压力50％、流量20％，生产周期25秒，频率35HZ，参数地址H1010，实现高度稳定的频率控制。PLC它内部有断电保持和复电记忆功能、灵活控制、隔离抗干扰能力强，当工厂内电网电压瞬时闪电波动或瞬间断电时PLC输出不变，信号不存在零点漂移问题，PLC输出均为数字信号控制变频器，不同的工艺编写不同数字信号与变频器频率地址参数相对应，不容易被干扰，所以变频器输出频率稳定，电机转速保持稳定，循环周期频率有绝对性的重复性，使压力机生产量、产品质量稳定。变频节电效率高。 

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种压力机的控制装置系统，对800吨以上大型压力机(四柱液压机)同轴多油泵、多电机，老式油制阀型压力机、实现分段数字化控制。PLC输出分别多路控制每一台电机调速运行、生产工艺更稳定，机械特性更佳，实现变频器与工艺同步调速，达到节能减排低碳、企业降低成本目的，变频改造后液压油工作温度降低，延长液压油使用周期，节省了液压油的成本。实现液压传动设备易损件延长运行寿命，低维修成本。 

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 

一种压力机液压电机节电控制装置系统方法，数据采集处理装置，可编程控制器(PLC)装置，输入端、输出连接控制系统，工艺输入信号采集装置，PLC软件程序逻辑判断、选择、运算出轻载、空载、待料控制程序系统，I/O与变频器数字控制端兼容控制装置。 

按采集压力机五金成型工艺，工艺流程、工艺参数和工艺条件要求进行软件编写程序，按工艺要求实现软件管理程序的模式执行命令将输入的信号运算为数字输出端与变频器数字口兼容控制系统。生产工艺信号动作到变频器输出时间0.01，变频器提速时间0.2到某个工艺频率，与工艺同步动作，达到不影响生产效率和产品质量的目的。 

PLC它内部继电器有断电保持和复电记忆功能，当工厂内电网电压瞬时闪电波动或断电时PLC输出保持信号不断，当灰复供电变频器用于接收所述控制单元传送的控制信号不断，变频器输出频率和电机转速保持恒速。PLC与变频器是数字通信，它以程序访问的地址对号定位(零误差)。 

所述数据采集处理装置与所述变频器的可编程输入端或脉冲输入端相连。所述实时控制步骤包括如下步骤： 

1)信号采集装置，工艺传感器采集工艺的工作状态信号； 

2)信号处理，用于将工作状态信号与PLC输入端连接，编制为工艺程序； 

3)PLC程序逻辑判断、比较、运算、传输，用于将输入信号通过程序电路(梯形图)后的编制数字信号与变频器存储在控制单元里的预设参数进行比较； 

4)采集工艺信号到PLC发出对应控制信号改变变频器频率来实现压力机与工艺同步动作。 

附图说明

图中是压力机节能装置的原理图。 

具体实施方式

一种压力机液压电机节能控制方法，包括数据采集处理装置(0)，工艺动作信号选择；“手动”液压缸冲头上装置(1)，工艺压力60％↓↑，流量(速度)50％↓↑频率(加富余量)30HZ对应地址H1000，“自动”液压缸冲头上装置(2)，工艺压力60％↓↑，流量(速度)50％↓↑频率(加富余量)30HZ对应地1000；“手动”液压缸冲头下装置(3)，工艺压力80％↓↑，流量(速度)70％↓↑频率(加富余量)40HZ对应地址H1010，“自动”液压缸冲头下装置(4)，工艺压力80％↓↑，流量(速度)70％↓↑频率(加富余量)40HZ对应地址H1010；“自动”液压缸冲头顶出装置，(5)工艺压力20％↓↑，流量(速度)60％↓↑频率(加富余量)30HZ对应地址H0010；“手”动液压缸冲头顶退装置，(6)“工 艺压力20％↓↑，流量(速度)60％↓↑频率(加富余量)30HZ对应地址H0010；“自动”液压缸冲头下装置(4)，工艺压力80％↓↑，流量(速度)70％↓↑频率(加富余量)40HZ对应地址H0100；手动”液压缸冲头顶上装置(7)，工艺压力80％↓↑，流量(速度)70％↓↑频率(加富余量)40HZ对应地址H0100；控制单元(8)，变频器(16台)(9)；“自动”液压缸冲头顶退装置(10)，工艺压力20％↓↑，流量(速度)60％↓↑频率(加富余量)30HZ对应地址H0010，“手”动液压缸冲头顶退装置，(6)“工艺压力20％↓↑，流量(速度)60％↓↑频率(加富余量)30HZ对应地址H0010；工作状态信号并将此工作状态信号运算为数字信号与地址对应； 

所述控制单元8为可编程序逻辑控制器PLC，执行生产工艺程序命令，驱动变频器9-1至9-6(设备单电机只驱动9-1)，变频器应用简易伺服驱动高力矩控制技术，该变频器9-1至9-6用于接收所述控制单元8传来的各种数字控制信号，并根据此控制信号选择负载率控制电机的转速，实现设备在轻载、空载、待料中节实现电的目的。 

本发明控制装置在生产设备检测节电效果。 

Claims (2)

1.一种压力机液压电机变频节能控制装置及其控制方法，其特征在于：具有压力机液压源电机变频节能控制装置，包括采集压力机生产工艺信号装置，可编程序逻辑控制器(PLC)，程序控制装置，I/O联控变频器装置，变频器应用技术及其控制方法。控制降低适应工艺需求频率，使电源电流减小实现节电的目的。

2.根据权利要求1所述的压力机液压电机调速节能、其特征还在于包括：传感器、电磁阀、方向阀、继电器、耦合性传感器获取信号方法，I/O联控装置，一个PLC控制1台变频器1台电机，或多台变频器控制多台电机及其控制系统装置。