CN104454794B - 一种液压系统失电保护装置及其失电保护方法 - Google Patents

一种液压系统失电保护装置及其失电保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种液压系统失电保护装置，包括由油泵、溢流阀和油箱依次串联组成的油路，以及由第一单向阀、第一电磁换向阀、蓄能器、液压缸、第二电磁换向阀、第二单向阀和溢流阀依次串联组成的正常工作回路，还包括外接外部电源的控制器、用于向控制器不间断供电的UPS电源以及并接在第二电磁换向阀上的比例溢流阀，控制器的信号输出端与比例溢流阀的控制信号接口相连，控制器内部设置可编程控制器PLC。本发明还公开了一种液压系统失电保护装置的失电保护方法。本发明在液压系统突然失电时，通过UPS电源不间断的向控制器供电，根据用户选择的泄压模式，控制比例溢流阀使液压缸自动或手动泄压，能够避免液压系统发生危险动作，提高了安全性。

Description

一种液压系统失电保护装置及其失电保护方法
技术领域
本发明涉及液压传动技术领域，尤其是一种液压系统失电保护装置及其失电保护方法。
背景技术
一般液压系统在正常工作时，泵站电机、电磁阀等液压元件需要持续不断的电力供应，泵站电机如果失电会造成管路压力迅速下降，电磁阀如果失电会造成电磁阀意外闭合或打开，同时液压缸等执行元件产生危险的动作。可见，液压系统突然失电是一种非常危险的状况，对液压系统的失电保护是非常重要的。
UPS是不间断电源的缩写，它的功能是确保负载供电不间断并改善供电电源的质量，隔离负载和电源的干扰，UPS已经在电信、金融、能源、交通、医药、教育、工业、军事等许多领域得到了广泛的应用。目前，国内的液压系统保护装置的功能只能避免液压系统在发生过载和突发故障等情况下损坏，利用UPS实现液压系统失电保护的装置还是空白。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种能够在液压系统突然失电的情况下，短时间内保持管路上的压力，并且可以根据用户的设定，自动或者手动控制压力释放，进而保护液压元器件的液压系统失电保护装置。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种液压系统失电保护装置，包括由油泵、溢流阀和油箱依次串联组成的油路，以及由第一单向阀、第一电磁换向阀、蓄能器、液压缸、第二电磁换向阀、第二单向阀和溢流阀依次串联组成的正常工作回路，还包括外接外部电源的控制器、用于向控制器不间断供电的UPS电源以及并接在第二电磁换向阀上的比例溢流阀，控制器的信号输出端与比例溢流阀的控制信号接口相连，控制器内部设置可编程控制器PLC。
所述控制器由电源转换器、可编程控制器PLC、拨动开关和按键组成，可编程控制器PLC外接外部电源，可编程控制器PLC的模拟量输出接口与比例溢流阀的控制信号接口相连；所述UPS电源输出220V交流电至电源转换器，电源转换器输出24V直流电分别至比例溢流阀、可编程控制器PLC。
所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀均采用两位两通电磁换向阀。
所述可编程控制器PLC采用CPU221芯片，所述比例溢流阀的型号为RE06M250T2V1F0，所述比例溢流阀的外部控制信号是0～10伏的电压信号。
所述可编程控制器PLC的第一、二输入端分别与用于选择手动/自动工作模式的拨动开关、用于控制手动泄压的按键相连。
本发明的另一目的在于提供一种液压系统失电保护装置的失电保护方法，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)系统上电，完成初始化，可编程控制器PLC的模拟量输出信号为10伏，比例溢流阀的开启压力最大，比例溢流阀所在油路处于关闭状态；
(2)根据外部电源的输入，可编程控制器PLC判断液压系统是否失电，如果未检测到系统失电则循环判断，否则进入下一步；
(3)UPS电源向可编程控制器PLC供电，根据拨动开关的设定选择工作模式，若为自动模式则可编程控制器PLC控制延迟等待20秒后进入下一步；若为手动模式则一直等待按键被按下后进入下一步；
(4)可编程控制器PLC控制模拟量输出信号即比例溢流阀的控制信号从10伏下降到0伏，比例溢流阀的开启压力下降，液压系统开始泄压直至泄压完成。
由上述技术方案可知，本发明在液压系统发生突然失电的情况时，先通过蓄能器暂时保持油路上的压力，进而维持液压缸的运动状态，同时通过UPS电源不间断的向控制器供电，由控制器根据用户选择的不同的泄压模式，控制比例溢流阀使液压缸自动或手动泄压。本发明能够在液压系统意外失电时，防止液压缸的压力突然下降进而造成损坏，大大提高了液压系统的安全性；此外，允许用户设定不同的泄压模式，适用于诸多应用场合。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为图1中控UPS电源、比例溢流阀和控制器的组成示意图。
图3为本发明的方法流程图。
具体实施方式
一种液压系统失电保护装置，包括由油泵10、溢流阀8和油箱9依次串联组成的油路，以及由第一单向阀6、第一电磁换向阀5、蓄能器2、液压缸1、第二电磁换向阀4、第二单向阀7和溢流阀8依次串联组成的正常工作回路，还包括外接外部电源的控制器11、用于向控制器11不间断供电的UPS电源12以及并接在第二电磁换向阀4上的比例溢流阀3，控制器11的信号输出端与比例溢流阀3的控制信号接口相连，控制器11内部设置可编程控制器PLC 112，如图1所示。UPS电源12一直在给控制器11供电，控制器11所接的外部电源并非给控制器11供电的，而是让控制器11获知液压系统是否失电。
如图2所示，所述控制器11由电源转换器111、可编程控制器PLC 112、拨动开关113和按键114组成，可编程控制器PLC 112外接外部电源，可编程控制器PLC 112的模拟量输出接口与比例溢流阀3的控制信号接口相连；所述UPS电源12输出220V交流电至电源转换器111，电源转换器111输出24V直流电分别至比例溢流阀3、可编程控制器PLC112；所述可编程控制器PLC 112的第一、二输入端分别与用于选择手动/自动工作模式的拨动开关113、用于控制手动泄压的按键114相连。所述第一电磁换向阀5、第二电磁换向阀4均采用两位两通电磁换向阀。所述可编程控制器PLC 112采用CPU221芯片，用于检测系统是否失电，根据不同的工作模式控制比例溢流阀3实现泄压操作；所述比例溢流阀3的型号为RE06M250T2V1F0，所述比例溢流阀3的外部控制信号是0～10伏的电压信号。
如图3所示，在工作时，第一步，系统上电，完成初始化，可编程控制器PLC 112的模拟量输出信号为10伏，比例溢流阀3的开启压力最大，比例溢流阀3所在油路处于关闭状态；第二步，根据外部电源的输入，可编程控制器PLC 112判断液压系统是否失电，如果未检测到系统失电则循环判断，否则进入下一步；第三步，UPS电源12向可编程控制器PLC 112供电，根据拨动开关113的设定选择工作模式，若为自动模式则可编程控制器PLC112控制延迟等待20秒后进入下一步；若为手动模式则一直等待按键114被按下后进入下一步；第四步，可编程控制器PLC 112控制模拟量输出信号即比例溢流阀3的控制信号从10伏下降到0伏，比例溢流阀3的开启压力下降，液压系统开始泄压直至泄压完成。
以下结合图1、2、3对本发明作进一步的说明。
所述液压缸1是被保护的液压元器件，蓄能器2的功能是在液压系统失电时暂时保持压力，比例溢流阀3的功能是根据外部控制信号调节阀所在油路的压力，所述第一电磁换向阀4、第二电磁换向阀5、第一单向阀6、第二单向阀7、溢流阀8、油箱9及油泵10都是标准液压元器件，所述UPS电源12的功能是产生不间断的220伏交流电压。溢流阀8、油箱9和油泵10用来在油路中产生压力，三者都是标准的液压元器件。所述电源转换器111将UPS电源12输入的交流电转化成24伏直流电，同时为可编程控制器PLC112和比例溢流阀3提供电力供应。
当系统正常工作时，即未发生外部电源失效时，油泵10运转产生油压。可编程控制器PLC 112输出至比例溢流阀3的模拟量控制信号为10伏，比例溢流阀3关闭。通过第一、二电磁换向阀4、5的开闭可以实现液压缸1的动作：当第一电磁换向阀5打开且第二电磁换向阀4闭合时，液压缸1加压；当第一电磁换向阀5闭合且第二电磁换向阀4打开时，液压缸1泄压，恢复原始状态；
当液压系统突然失电时，部分液压元器件无法正常工作，包括第一、二电磁换向阀4、5和油泵10等。第一、二电磁换向阀4、5同时闭合，在蓄能器2的作用下液压缸1暂时保持压力。UPS电源12此时依然能够正常供电，电源转换器111可以正常输出直流供电，因此比例溢流阀3、可编程控制器PLC 112仍然可以正常工作。可编程控制器PLC 112检测到外部电源失电，开始根据拨动开关113的设定执行不同的工作模式：如果拨动开关113设定为自动模式，则可编程控制器PLC 112控制延迟等待20秒后，系统自动泄压；如果拨动开关113设定为手动模式，则系统一直保持压力，直待按键114按下后，系统开始泄压。泄压过程受到可编程控制器PLC 112的控制，可编程控制器PLC 112的模拟量输出信号从10伏下降到0伏，比例溢流阀3的开启压力也随之下降，液压缸1缓慢泄压，进而达到保护的目的。
综上所述，本发明在液压系统发生突然失电的情况时，先通过蓄能器2暂时保持油路上的压力，进而维持液压缸1的运动状态，同时通过UPS电源12不间断的向控制器11供电，由控制器11根据用户选择的不同的泄压模式，控制比例溢流阀3使液压缸自动或手动泄压。本发明能够在液压系统意外失电时，防止液压缸1的压力突然下降进而造成损坏，大大提高了液压系统的安全性。

Claims (6)

1.一种液压系统失电保护装置，包括由油泵、溢流阀和油箱依次串联组成的油路，以及由第一单向阀、第一电磁换向阀、蓄能器、液压缸、第二电磁换向阀、第二单向阀和溢流阀依次串联组成的正常工作回路，其特征在于：还包括外接外部电源的控制器、用于向控制器不间断供电的UPS电源以及并接在第二电磁换向阀上的比例溢流阀，控制器的信号输出端与比例溢流阀的控制信号接口相连，控制器内部设置可编程控制器PLC。
2.根据权利要求1所述的一种液压系统失电保护装置，其特征在于：所述控制器由电源转换器、可编程控制器PLC、拨动开关和按键组成，可编程控制器PLC外接外部电源，可编程控制器PLC的模拟量输出接口与比例溢流阀的控制信号接口相连；所述UPS电源输出220V交流电至电源转换器，电源转换器输出24V直流电分别至比例溢流阀、可编程控制器PLC。
3.根据权利要求1所述的一种液压系统失电保护装置，其特征在于：所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀均采用两位两通电磁换向阀。
4.根据权利要求2所述的一种液压系统失电保护装置，其特征在于：所述可编程控制器PLC采用CPU221芯片，所述比例溢流阀的型号为RE06M250T2V1F0，所述比例溢流阀的外部控制信号是0～10伏的电压信号。
5.根据权利要求2所述的一种液压系统失电保护装置，其特征在于：所述可编程控制器PLC的第一、二输入端分别与用于选择手动/自动工作模式的拨动开关、用于控制手动泄压的按键相连。
6.一种液压系统失电保护装置的失电保护方法，其特征在于，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)系统上电，完成初始化，可编程控制器PLC的模拟量输出信号为10伏，比例溢流阀的开启压力最大，比例溢流阀所在油路处于关闭状态；
(2)根据外部电源的输入，可编程控制器PLC判断液压系统是否失电，如果未检测到系统失电则循环判断，否则进入下一步；
(3)UPS电源向可编程控制器PLC供电，根据拨动开关的设定选择工作模式，若为自动模式则可编程控制器PLC控制延迟等待20秒后进入下一步；若为手动模式则一直等待按键被按下后进入下一步；
(4)可编程控制器PLC控制模拟量输出信号即比例溢流阀的控制信号从10伏下降到0伏，比例溢流阀的开启压力下降，液压系统开始泄压直至泄压完成。
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