CN103212644A - 一种扩管比例缸的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩管比例缸的控制系统，其特点是由扩管小车（8）、比例缸（3）、比例缸缸杆（4）、顶杆（10）、小车滑动基座（7）、伺服缸缸杆（6）、伺服缸（5）组成，在比例缸（3）上设激光传感器（1），在扩管小车（8）上设锁舌（9）；其控制方法，包括如下工艺步骤：系统安装好后，激光传感器所发出的激光束即始终跟随扩管小车的前后动作，并产生不断变化的4-20mA信号，该信号在PLC的CPU中转换为0-27648的数字量，通过程序逻辑运算，从而控制扩管小车的前进、后退、高速、低速、到位停止；将现有的内置式改为外置式检测，便于维护，节约了成本，钢管扩轧时再大的震动也不会影响激光传感器的正常运行，彻底解决了内置式位移传感器因震动而导致的检测杆弯曲变形、磁环碎裂、电路板损坏、插头松动、数据传输异常等问题。

Description

一种扩管比例缸的控制系统及控制方法

技术领域：

   本发明涉及设备的机电技术领域，具体地讲是一种扩管比例缸控制的方法，主要用于比例缸、各种需要位移检测的液压缸、气缸等，还可用于其它距离、位移检测等自动化控制中的被测设备。

背景技术：

随着自动化技术的不断提高，大量的液压及气动执行元件（液压缸或气缸）采用了位移检测，以实现其准确定位、速度控制等自动化控制，目前所有的液压缸（包括比例缸、伺服缸）、气缸的位移检测都是采用插入其缸杆内的位移传感器检测。

例如，扩管小车比例缸（有效工作行程为2400mm）由比例阀来驱动，简单的说就是通过比例缸的不同位置来产生不同的给定从而控制比例阀的开口度即控制液压油的流量，从而来控制比例缸的启动、高速、低速、停止；而不同位置的检测就是由插入比例缸活塞杆（即缸杆）中的内置位移传感器及其附件（配套磁环、插头等）来实现的；其工作原理是磁致伸缩原理；因各种原因导致比例缸位移传感器多次损坏，产生了大量的停机时间和掉队管掉队钢，并造成了较高的备修费用；存在问题：1、当比例缸震动过大导致缸杆内位移传感器传输数据异常；2、比例缸震动过大导致位移传感器线路板损坏、插头损坏、磁环破损；3、比例缸震动过大导致位移传感器检测杆变形磨损。上述问题是目前制约扩管生产顺利进行的瓶颈问题。

发明内容：

   本发明目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种扩管比例缸控制的方法，主要解决现有的内置式位移传感器不适应现场工况及工艺需求，易出现故障、影响设备正常运行、不利提高经济效益等问题。

本发明的技术方案是：一种扩管比例缸的控制系统，其特殊之处在于它由扩管小车、比例缸、比例缸缸杆、顶杆、小车滑动基座、伺服缸缸杆、伺服缸组成，扩管小车一端由比例缸的比例缸缸杆驱动，另一端与顶杆连接，在比例缸下方设伺服缸，二者固定为一整体，伺服缸通过伺服缸缸杆驱动小车滑动基座，小车滑动基座上设扩管小车；在比例缸上设激光传感器，激光传感器发出的激光束始终跟随扩管小车的前后动作，并产生不断变化的信号；在扩管小车上设锁舌。

本发明的控制系统的控制方法，其特殊之处在于包括如下工艺步骤：

a首先将系统安装好，伺服缸缸杆6前进后退距离与固定在伺服缸5之上并连成一体的比例缸3和扩管小车8就同时被动前进后退相同距离，这样就可以不用考虑伺服缸缸杆6伸缩时产生的位移量；扩管小车8由比例缸3的比例缸缸杆4驱动，比例缸缸杆4前后动作驱动扩管小车8前后动作，那么安装于比例缸3上的激光传感器1所发出的激光束2即始终跟随扩管小车8的前后动作，并产生不断变化的4-20mA信号；

b该信号传入S7300 PLC的AI模块，在PLC的CPU中转换为0-27648的数字量，CPU通过程序逻辑运算，从而控制扩管小车8的前进、后退、高速、低速、到位停止；

c当激光传感器1发出的激光束2检测到扩管小车8前进到位，立即停止扩管小车8，锁舌9自动落下锁住扩管小车8，那么激光传感器1的工作就暂时结束，此时轧扩机后台准备好，钢管进行扩轧时再大的震动对激光传感器1已经没有任何影响；

d钢管扩轧结束后，扩管小车8恢复了平稳，锁舌9升起打开，扩管小车8回退，当激光传感器1发出的激光束2检测到扩管小车8回退到位时，立即停止扩管小车8，等待下一个循环。

本发明所述的一种扩管比例缸的控制系统及控制方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，1、将现有的内置式改为外置式检测，看得见摸得着，设备状态一目了然，与比例缸缸杆没有任何接触，且没有磁环等相关的配套附件，采购、备修成本大大降低，极大便于维护；2、直接安装在比例缸缸体上，大大简化了安装结构，减少了安装配件，节约了安装成本，同时解决了比例缸后缸盖内置式位移传感器安装丝孔漏油的问题；3、解决了长期影响设备安全顺行的瓶颈问题，钢管扩轧时再大的震动也不会影响激光传感器的正常运行，彻底解决了内置式位移传感器因震动而导致的2400mm的检测杆弯曲变形，磁环碎裂，电路板损坏，插头松动，数据传输异常等问题。

附图说明：

    图1是本发明的结构连接示意图。

图面说明：

1激光传感器  2激光束  3比例缸  4比例缸缸杆  5伺服缸  6伺服缸缸杆  7小车滑动基座  8扩管小车  9锁舌  10顶杆。

具体实施方式：

为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例，详细说明本发明，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1，参见图1，扩管小车8由比例缸3的比例缸缸杆4驱动，并与顶杆10连接，在比例缸3下方安装伺服缸5，二者通过机械机构固定为一整体，伺服缸5通过伺服缸缸杆6驱动小车滑动基座7，小车滑动基座7上安装扩管小车8；在比例缸3上安装激光传感器1，激光传感器1发出的激光束2始终跟随扩管小车8的前后动作，并产生不断变化的信号；在扩管小车8上安装锁舌9；形成本发明的扩管比例缸的控制系统。

实施例2，扩管小车8由比例缸3的比例缸缸杆4驱动；先将激光传感器1安装在扩管比例缸3缸体上，之所以这样安装是因为，比例缸3是安装于伺服缸5上方，通过机械机构将比例缸3和伺服缸5连成一整体，而伺服缸5通过伺服缸缸杆6驱动小车滑动基座7整体前后位移进行顶杆10前伸量的伺服补偿，也就说伺服缸缸杆6前进后退的距离与伺服缸5上方连成一体的比例缸3和扩管小车8就同时被动前进后退相同距离，那么这样安装，就可以不用考虑伺服缸缸杆6伸缩时产生的位移量，编程相对要简单些；比例缸缸杆4前后动作驱动扩管小车8前后动作，那么安装于比例缸3上的激光传感器1所发出的激光束2即始终跟随扩管小车8的前后动作，并产生不断变化的4-20mA信号，该信号传人S7300 PLC的AI模块，在PLC的CPU中转换为0-27648的数字量，CPU通过（编写好）程序逻辑运算，从而控制扩管小车8的前进、后退、高速、低速、到位停止；只要激光传感器1发出的激光束2检测到扩管小车8前进到位，立即停止扩管小车8，锁舌9自动落下锁住扩管小车8，那么激光传感器1的工作就暂时结束（不参与控制），此时轧扩机后台准备好，钢管进行扩轧时再大的震动对激光传感器1已经没有任何影响，钢管扩轧结束后，扩管小车8就恢复了平稳，锁舌9升起打开，扩管小车8回退，当激光传感器1发出的激光束2检测到扩管小车8回退到位时，立即停止扩管小车8，等待下一个循环。

Claims (2)

1.一种扩管比例缸的控制系统，其特征在于它由扩管小车（8）、比例缸（3）、比例缸缸杆（4）、顶杆（10）、小车滑动基座（7）、伺服缸缸杆（6）、伺服缸（5）组成，扩管小车（8）一端由比例缸（3）的比例缸缸杆（4）驱动，另一端与顶杆（10）连接，在比例缸（3）下方设伺服缸（5），二者固定为一整体，伺服缸（5）通过伺服缸缸杆（6）驱动小车滑动基座（7），小车滑动基座（7）上设扩管小车（8）；在比例缸（3）上设激光传感器（1），激光传感器（1）发出的激光束（2）始终跟随扩管小车（8）的前后动作，并产生不断变化的信号；在扩管小车（8）上设锁舌（9）。

2.采用权利要求1的控制系统的控制方法，其特征在于包括如下工艺步骤：

a首先将系统安装好，伺服缸缸杆6前进后退距离与固定在伺服缸5之上并连成一体的比例缸3和扩管小车8就同时被动前进后退相同距离，这样就可以不用考虑伺服缸缸杆6伸缩时产生的位移量；扩管小车8由比例缸3的比例缸缸杆4驱动，比例缸缸杆4前后动作驱动扩管小车8前后动作，那么安装于比例缸3上的激光传感器1所发出的激光束2即始终跟随扩管小车8的前后动作，并产生不断变化的4-20mA信号；

b该信号传入S7300 PLC的AI模块，在PLC的CPU中转换为0-27648的数字量，CPU通过程序逻辑运算，从而控制扩管小车8的前进、后退、高速、低速、到位停止；

c当激光传感器1发出的激光束2检测到扩管小车8前进到位，立即停止扩管小车8，锁舌9自动落下锁住扩管小车8，那么激光传感器1的工作就暂时结束，此时轧扩机后台准备好，钢管进行扩轧时再大的震动对激光传感器1已经没有任何影响；

d钢管扩轧结束后，扩管小车8恢复了平稳，锁舌9升起打开，扩管小车8回退，当激光传感器1发出的激光束2检测到扩管小车8回退到位时，立即停止扩管小车8，等待下一个循环。