CN103786365B - 带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，包括有电气柜、封头专用液压机机身、封头专用液压机液压站、琴式操作台、电动机启动电路装置、控制变压器装置、稳压电源装置、安装于电气柜内的PLC的CPU模块、安装于电气柜内和CPU模块相连的I/O模块、安装于电气柜内和CPU模块相连的模拟量输入模块、集中式操作面板、精密电位器、中间继电器、位移传感器、上极限行程开关和下极限行程开关、压力传感器、电磁阀、比例溢流阀、人机界面。本发明可以根据每次成型和拉伸时的具体情况，随时旋转精密电位器，提供工件实时需要的压力，避免产品被撕裂或产生产品壁厚不均匀的现象出现，大大提高了产品的合格率，降低了产品的成本，节约了原材料。

Description

带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统

技术领域：

本发明涉及到机床设备电气控制系统，具体涉及一种带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统。

背景技术：

封头专用液压机，主要用于压力容器的成型及拉伸工艺，球形、椭圆形碳钢及不锈钢封头的压制成型及拉伸工艺。

此种专用液压机在进行压力容器的成型及拉伸工艺，球形、椭圆形碳钢及不锈钢封头的压制成型及拉伸工艺过程中存在以下共识的缺陷：

1、压力容器的成型及拉伸工艺，球形、椭圆形碳钢及不锈钢封头的压制成型及拉伸工艺过程中，由于工件在成型和拉伸过程中所需的压边力和拉伸力是随时需要增大或减小的；通过人机界面事先设定某一个固定的拉伸力和压边力，不能满足工件在成型和拉伸过程中所需的随动压力，造成工件具有撕裂或壁厚不均匀的现象，大大影响了产品的质量；

2、在压力容器的制造中，埋下了安全隐患；

3、废品率高，不仅增加了产品成本，也造成材料的浪费。

发明内容：

本发明的目的是提供一种带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，在进行压力容器的成型及拉伸工艺，球形、椭圆形碳钢及不锈钢封头的压制成型及拉伸工艺时，通过精密电位器来实时设定工件在成型和拉伸过程中所需的随动压边力和拉伸力，避免工件被撕裂或产生工件壁厚不均匀的现象出现，大大提高了产品的合格率，降低了产品的成本，节约了原材料。

本发明的所采用的技术方案是：

带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，包括有电气柜、封头专用液压机机身、封头专用液压机液压站，其特征在于：还包括有琴式操作台、位移传感器、压力传感器；

所述的电气柜中安装有电动机的启动电路装置、控制变压器装置、稳压电源装置、控制比例溢流阀的放大器、PLC的CPU模块；

所述的CPU模块连接有I/O模块、模拟量输入模块；

所述的琴式操作台设置在封头专用液压机机身右前侧地面上，包括人机界面和集中式操作面板；

所述人机界面包括有显示封头专用液压机各种信息的主画面窗口、设置封头专用液压机各种参数的参数设置画面窗口、显示所有设置封头专用液压机各种参数的参数显示画面窗口、显示并记录故障报警内容和报警时间的故障报警画面窗口、监控PLC各I/O点通断的监控画面窗口，人机界面与CPU模块通过RS232通讯协议进行数据交换；

所述的集中式操作面板包括有两个拉伸滑块双手下行按钮、拉伸滑块回程按钮、两个压边滑块双手下行按钮、压边滑块回程按钮、两个精密电位器、压机工作方式选择按钮、电机起动按钮、急停按钮和全机静止按钮，各按钮均和I/O模块相连接，两个精密电位器分别与两个放大器的输入信号相连，其中一个放大器控制拉伸滑块的压力、另一个放大器控制压边滑块的压力，放大器的输出信号分别与各自的比例溢流阀相连接，比例溢流阀安装于封头专用液压机的液压站上；所述的电动机的启动电路装置通过电机起动按钮控制电动机起动、通过集中式操作面板上的急停按钮控制电动机的停止；

所述的位移传感器安装于封头专用液压机右边两个立柱之间，其中一个位移传感器用来检测拉伸滑块的实时位移，另一个位移传感器用来检测压边滑块的实时位移；

所述的压力传感器安装于封头专用液压机液压站的管路上，其中一个压力传感器用来检测拉伸滑块的实时压力，另一个压力传感器用来检测压边滑块的实时压力；

位移传感器、压力传感器均与模拟量输入模块相连接；

所述封头专用液压机右边两个立柱之间还安装有拉伸滑块和压边滑块各自的上、下极限行程开关，各自的上、下极限行程开关均与I/O模块相连接，用来保护油缸不能超程使用；

所述电气柜内还安装有中间继电器，中间继电器线圈与I/O模块相连接，中间继电器常开触点与电磁阀的线圈相连接，采用中间继电器直接与I/O模块相连接，可以延长I/O模块输出点的寿命。

所述控制变压器装置提供AC220V控制电压，稳压电源装置提供DC24V电压。所述的集中式操作面板上的压机工作方式选择按钮包括调整、0、单次三种选择功能。

所述的精密电位器用来给定放大器的输入信号，可以在拉伸滑块和压边滑块运动过程中随时调整拉伸滑块的拉伸压力和压边滑块的压边压力。

本发明的优点在于：

本发明提供一种带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，在工件的成型和拉伸过程中，根据工艺参数的需要，通过精密电位器给定的放大器输入信号，来实时的控制比例溢流阀的开口大小，从而达到实时调节拉伸滑块和压边滑块对工件不同部位所需的压力。根据每次成型和拉伸时的具体情况，随时旋转精密电位器，提供工件实时需要的压力，避免产品被撕裂或产生产品壁厚不均匀的现象出现，大大提高了产品的合格率，降低了产品的成本，节约了原材料。应用精密电位器和比例溢流阀对封头专用液压机压制过程中压力需要随时变化进行电液比例控制，大大提高了带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统的控制精度和自动化程度。

本自动化系统功能强大，操作简单、方便、实用性强，而且通讯方便。

附图说明：

图1为本发明的总体示意图。

图2为本发明的集中操作面板图。

图3为本发明的HMI的画面窗口结构图。

图4为本发明的整体控制方法流程图。

具体实施方式：

如图1、图2所示，该带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统包括有电气柜1、封头专用液压机机身2、封头专用液压机液压站3、电动机启动电路装置12、控制变压器装置5、稳压电源装置6、安装于电气柜内的PLC的CPU模块7、安装于电气柜内和CPU模块相连的I/O模块8、安装于电气柜内和CPU模块相连的模拟量输入模块9、琴式操作台4、集中式操作面板15、中间继电器10、位移传感器16、上极限行程开关21和下极限行程开关22、压力传感器19、电磁阀18、控制比例溢流阀的放大器11、比例溢流阀20、人机界面17。

控制变压器装置5、稳压电源装置6均安装于电气柜1内。控制变压器装置5提供AC220V控制电压；稳压电源装置6提供DC24V电压。

琴式操作台4设置在封头专用液压机机身2右前侧地面上，包括有10.4英寸的人机界面17和集中式操作面板15。

集中式操作面板15设置在琴式操作台4上，包括两个拉伸滑块双手下行按钮23、拉伸滑块回程按钮26、两个压边滑块双手下行按钮27、压边滑块回程按钮31、两个精密电位器25、压机工作方式选择按钮24、电机起动按钮28、急停按钮30和全机静止按钮29，，这些按钮均与I/O模块8相连接。

电动机启动电路装置12安装于电气柜1内，通过集中式操作面板15上的电机起动按钮28控制电动机起动，通过集中式操作面板15上的急停按钮30来控制电动机的停止。

控制比例溢流阀20的放大器11安装于电气柜1内，放大器11的输入信号与精密电位器25相连接。所述比例溢流阀20安装于封头专用液压机液压站3上，放大器11输出信号和比例溢流阀20相连接，比例溢流阀20通过放大器11给定的信号，来实时的控制比例溢流阀20的开口大小，从而达到实时调节拉伸滑块和压边滑块对工件不同部位所需的压力。

位移传感器16安装于封头专用液压机2右边两个立柱之间，所述压力传感器19安装于封头专用液压机液压站3的管路上，均与模拟量输入模块9相连接；位移传感器16用来实时检测位置，压力传感器19用来实时检测系统压力。所述上极限行程开关21和下极限行程开关22均安装于封头专用液压机2右边两个立柱之间，均与I/O模块8相连接，用来保护油缸不能超程使用。

中间继电器10，安装于电气柜内1，中间继电器10线圈与I/O模块8相连接，中间继电器10常开触点与电磁阀18的线圈相连接。采用中间继电器10直接与I/O模块8相连接，可以延长I/O模块8输出点的寿命。

人机界面17安装于琴式操作台4上，包括有显示封头专用液压机各种信息的主画面窗口32、设置封头专用液压机各种参数的参数设置画面窗口33、显示所有设置封头专用液压机各种参数的参数显示画面窗口34、显示并记录故障报警内容和报警时间的故障报警画面窗口35、监控PLC各I/O点通断的监控画面窗口36。人机界面17与CPU模块7通过RS232通讯协议进行数据交换。

如图4所示，本发明的带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统的整体控制方法包括以下步骤：

(a)通过所述电机起动按钮28起动电动机；通过所述设置封头专用液压机各种参数的参数设置画面窗口33设置所需参数；

(b)按所述两个压边滑块双手下行按钮27，压边滑块快速下行，同时带动拉伸滑块快速下行；

(c)通过所述位移传感器16检测压边滑块运行的位置，到设置的压边滑块快转慢位置后，压边滑块转入慢速下行加压，同时拉伸滑块也转为慢下；

(d)通过所述压力传感器19检测压边滑块压力，当加压到压边滑块精密电位器25当前给定的压力时，压边滑块进行保压；

(e)当压边滑块进行保压时，拉伸滑块以慢下加压的速度继续下行拉伸，慢下拉伸过程中分别实时调节拉伸滑块和压边滑块的精密电位器25，改变各自放大器11的输入信号，从而改变各自比例溢流阀20的开口，得到拉伸工件过程所需的随动的压力；

(f)拉伸完成后，压边滑块开始泄压回程；

(g)压边滑块泄压回程一定时间后，拉伸滑块开始泄压回程；

(h)通过所述位移传感器16检测分别检测压边滑块和拉伸滑块运行的位置，到各自设置的上限位置时，压边滑块和拉伸滑块分别停止运动，一个工件压制完成，如果进行下一件压制，从步骤(b)开始操作即可。

Claims (4)

1.带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，包括有电气柜、封头专用液压机机身、封头专用液压机液压站，其特征在于：还包括有琴式操作台、位移传感器、压力传感器；

所述的电气柜中安装有电动机的启动电路装置、控制变压器装置、稳压电源装置、控制比例溢流阀的放大器、PLC的CPU模块，所述的CPU模块连接有I/O模块、模拟量输入模块；

所述的琴式操作台设置在封头专用液压机机身右前侧地面上，包括有人机界面和集中式操作面板；

所述人机界面包括有显示封头专用液压机各种信息的主画面窗口、设置封头专用液压机各种参数的参数设置画面窗口、显示所有设置封头专用液压机各种参数的参数显示画面窗口、显示并记录故障报警内容和报警时间的故障报警画面窗口、监控PLC各I/O点通断的监控画面窗口，人机界面与CPU模块通过RS232通讯协议进行数据交换；

所述的集中式操作面板包括有两个拉伸滑块双手下行按钮、拉伸滑块回程按钮、两个压边滑块双手下行按钮、压边滑块回程按钮、两个精密电位器、压机工作方式选择按钮、电机起动按钮、急停按钮和全机静止按钮，各按钮均和CPU模块相连接，所述的两个精密电位器分别与两个放大器的输入信号相连，其中一个放大器控制拉伸滑块的压力、另一个放大器控制压边滑块的压力，放大器的输出信号分别与各自的比例溢流阀相连接，比例溢流阀安装于封头专用液压机的液压站上；

所述的电动机的启动电路装置通过电机起动按钮控制电动机起动、通过集中式操作面板上的急停按钮控制电动机的停止；

所述的位移传感器安装于封头专用液压机右边两个立柱之间，其中一个位移传感器检测拉伸滑块的实时位移，另一个位移传感器检测压边滑块的实时位移；

所述的压力传感器安装于封头专用液压机液压站的管路上，其中一个压力传感器检测拉伸滑块的实时压力，另一个压力传感器检测压边滑块的实时压力；位移传感器、压力传感器均与模拟量输入模块相连接；

所述封头专用液压机右边两个立柱之间还安装有拉伸滑块和压边滑块各自的上、下极限行程开关，各自的上、下极限行程开关均与CPU模块相连接；

所述电气柜内还安装有中间继电器，中间继电器线圈与CPU模块相连接，中间继电器常开触点与电磁阀的线圈相连接，电磁阀安装于封头专用液压机液压站的阀块上，通过控制电磁阀的得电和失电来改变封头专用液压机拉伸滑块和压边滑块的运动状态以及施加到工件不同部位上的压力。

2.根据权利要求1所述的带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，其特征在于：所述控制变压器装置提供AC220V控制电压，稳压电源装置提供DC24V电压。

3.根据权利要求1所述的带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，其特征在于：所述的集中式操作面板上的压机工作方式选择按钮包括调整、0、单次三种选择功能。

4.根据权利要求1所述的带有压力随动控制功能的封头专用液压机电气控制系统，其特征在于：所述的精密电位器通过设定放大器的输入信号在拉伸滑块和压边滑块运动过程中调整拉伸滑块的拉伸压力和压边滑块的压边压力。