CN104675764A - 液压机的增压与保压压力曲线控制方法 - Google Patents

液压机的增压与保压压力曲线控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压机的增压与保压压力曲线控制方法，该方法通过控制系统平台实现对液压机增压装置的控制；所述控制方法包括以下步骤：A、设定增压曲线工艺参数，并将工艺参数写入控制处理器；B、控制处理器按照预定时间间隔计算增压过程每个时间间隔的跟随设定压力值；C、设定电液比例溢流阀的开度为固定值且开环控制；D、设定电液比例流量阀为闭环控制；E、当增压压力到达该段增压目标压力值后，设定电液比例流量阀开度为固定值且开环控制；F、设定比例溢流阀为闭环控制；G、保压时间到达后，起动下一段曲线控制。本发明提高了该设备的压力曲线控制精度，满足了高性能粉体含能材料成型的工艺要求。

Description

液压机的增压与保压压力曲线控制方法
技术领域
本发明涉及高精度压力曲线控制，具体涉及一种液压机的增压与保压压力曲线控制方法。
背景技术
高精度压力曲线控制广泛应用于国防、军工、航空航天所涉及的高分子材料、含能材料、高强工程塑料、现代陶瓷等材料制备所需的科研生产或试验设备中。压制是材料成型的常见工艺，材料均匀度、刚度、强度、密度等材料性能参数与压制压力有较大关系。工业中一般采用液压机提供可精确控制的压制压力。材料研究中，获知不同材料特性参数与压制压力的数学关系，对研究材料的性能至关重要；在材料的批量生产中，压制压力控制性能直接影响材料的性能和质量。高精度压力曲线控制对材料的压制成型质量至关重要。材料压制成型工艺需满足材料在一定的工艺曲线下增压，然后保持一定时间，包括增压与保压过程。现有的压力曲线控制多采用定比例开口度增压方式与静态保压方式，无法实现增压过程与保压过程的高精度曲线控制。增压系统属非线性系统，定比例开度增压方式无法实现曲线控制功能，常见液压系统在高压段采用静态保压方式存在介质油泄露而漏压，导致了保压过程精度较低，而有些材料制备对高精度压力曲线控制要求却较高。现有的压力曲线控制方法无法满足压力曲线高精度控制要求，需制定高精度压力曲线控制方法，满足材料制备的高精度曲线控制要求。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种液压机的增压与保压压力曲线控制方法，实现高精度压力曲线控制，满足材料制备对高精度压力曲线控制的要求。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种液压机的增压与保压压力曲线控制方法，该方法通过控制系统平台实现对液压机增压装置的控制；所述控制方法包括以下步骤：
A、设定增压曲线工艺参数，并将工艺参数写入控制处理器；所述工艺参数包括：增压段数、各段增压时间、各段增压目标压力、各段保压时间；
B、控制处理器按照预定时间间隔计算增压过程每个时间间隔的跟随设定压力值；
C、设定电液比例溢流阀的开度为固定值且开环控制，该固定值需满足该段增压目标压力的增压要求；
D、设定电液比例流量阀为闭环控制，其开度值由连续量控制器计算得到，该连续量控制器需满足对每个时间间隔的设定压力值高精度跟随功能；
E、当增压压力到达该段增压目标压力值后，设定电液比例流量阀开度为固定值且开环控制，该开度值需满足该压力段的动态保压要求；
F、设定比例溢流阀为闭环控制，其开度值由连续量控制器计算得到，该连续量控制器需满足该保压段的高精度压力曲线控制要求；
G、保压时间到达后，起动下一段曲线控制；
H、各段增压完成后，增压结束。
更进一步的技术方案是步骤D中连续量控制器为比例－积分－微分控制器。
更进一步的技术方案是步骤F中连续量控制器为带积分初始值的比例－积分－微分控制器；所述积分初始值低于该保压压力对应的比例溢流阀开度。
更进一步的技术方案是控制系统平台包括：处理器以及与处理器连接的系统电路；还包括压力测量传感器、断路器、接触器、空气开关、按钮操作箱；所述处理器以及与处理器连接的系统电路具备控制与计算功能，所述处理器与所述按钮操作箱的按钮信号、压力测量传感器信号连接；所述空气开关连接处理器的电源；所述断路器连接接触器，所述接触器连接执行部件。
更进一步的技术方案是处理器是满足哈佛处理器设计构架，可进行汇编语言、C语言、梯形图计算机语言编程，满足8M以上的晶振频率，满足运行控制算法功能的处理器。
更进一步的技术方案是压力测量传感器测量量程不低于系统最高压力范围，测量精度不低于材料压制成型的曲线控制精度。
更进一步的技术方案是液压机增压装置包括：高压泵、高压泵电机及相关附件、电液比例流量阀、电液比例溢流阀、高压油管、电液换向阀；所述高压泵电机连接高压泵；所述高压泵电机连接电液换向阀，所述高压泵电机连接电液比例流量阀与电液比例溢流阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提高了该设备的压力曲线控制精度，满足了高性能粉体含能材料成型的工艺要求。
附图说明
图1为本发明一个实施例的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
实施例
本实施例提供一种液压机的增压与保压压力曲线控制方法，本实施例中的控制对象是液压机增压装置，液压机增压装置包括：高压泵电机及相关附件，要求：高压泵的出口压力不低于系统需求的最高压力；电液比例流量阀，要求：电液比例流量阀满足系统的最高增压速度和最低增压速度需求，且线性度好；电液比例溢流阀，要求：电液比例溢流阀满足系统最高增压压力要求，且线性度好；高压油管，电液换向阀等液压附件，要求：高压油管满足系统最高压力要求，电液换向阀等液压附件满足系统的功能需求。具体的，本实施例中液压机增压装置包括：高压泵、高压泵电机及相关附件、电液比例流量阀、电液比例溢流阀、高压油管、电液换向阀。其中高压泵电机连接高压泵，再连接到电液换向阀，进一步连接到电液比例流量阀与电液比例溢流阀。
实现本实施例控制方法的是控制系统硬件平台，控制系统硬件平台包括：处理器及其最小系统电路，要求：该处理器需满足哈佛等处理器设计构架，可进行汇编语言、C语言、梯形图等常见计算机语言编程，满足8M以上的晶振频率，满足运行控制算法的功能；压力测量传感器，要求：该传感器测量量程不低于系统最高压力范围，测量精度不低于材料压制成型的曲线控制精度；断路器、接触器、空气开关、按钮操作箱等电气系统配件，要求：该配件组建的回路可满足高压泵增压控制要求。具体的，控制系统硬件平台包括：处理器以及与处理器连接的系统电路；还包括压力测量传感器、断路器、接触器、空气开关、按钮操作箱；其中处理器以及与处理器连接的系统电路具备控制与计算功能，与按钮操作箱的按钮信号、压力测量传感器信号直接连接；空气开关连接处理器的电源；断路器连接到接触器，接触器连接到执行部件，如高压泵、控制泵等。
本实施例中控制方法通过压力曲线控制算法实现，压力曲线控制算法通过在处理器上运行，实现增压过程高精度跟随控制，及保压过程高精度保压。
如图1所示，本实施例液压机的增压与保压压力曲线控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
A、设定增压曲线工艺参数，并将工艺参数写入控制处理器；所述工艺参数包括：增压段数、各段增压时间、各段增压目标压力、各段保压时间；
B、控制处理器按照预定时间间隔计算增压过程每个时间间隔的跟随设定压力值；
C、设定电液比例溢流阀的开度为固定值且开环控制，该固定值需满足该段增压目标压力的增压要求；
D、设定电液比例流量阀为闭环控制，其开度值由连续量控制器计算得到，该连续量控制器需满足对每个时间间隔的设定压力值高精度跟随功能；其中比例流量阀的连续量控制器可以为比例－积分－微分控制器或者其它改进型的连续量控制器；
E、当增压压力到达该段增压目标压力值后，设定电液比例流量阀开度为固定值且开环控制，该开度值需满足该压力段的动态保压要求；
F、设定比例溢流阀为闭环控制，其开度值由连续量控制器计算得到，该连续量控制器需满足该保压段的高精度压力曲线控制要求；其中比例溢流阀的连续量控制器可以为带积分初始值的比例－积分－微分控制器或者其它改进型连续量控制器，积分初始值需略低于该保压压力对应的比例溢流阀开度；
G、保压时间到达后，起动下一段曲线控制；
H、各段增压完成后，增压结束。
本实施例提高了该设备的压力曲线控制精度，满足了高性能粉体含能材料成型的工艺要求。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种液压机的增压与保压压力曲线控制方法，该方法通过控制系统平台实现对液压机增压装置的控制；其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
A、设定增压曲线工艺参数，并将工艺参数写入控制处理器；所述工艺参数包括：增压段数、各段增压时间、各段增压目标压力、各段保压时间；
B、控制处理器按照预定时间间隔计算增压过程每个时间间隔的跟随设定压力值；
C、设定电液比例溢流阀的开度为固定值且开环控制，该固定值需满足该段增压目标压力的增压要求；
D、设定电液比例流量阀为闭环控制，其开度值由连续量控制器计算得到，该连续量控制器需满足对每个时间间隔的设定压力值高精度跟随功能；
E、当增压压力到达该段增压目标压力值后，设定电液比例流量阀开度为固定值且开环控制，该开度值需满足该压力段的动态保压要求；
F、设定比例溢流阀为闭环控制，其开度值由连续量控制器计算得到，该连续量控制器需满足该保压段的高精度压力曲线控制要求；
G、保压时间到达后，起动下一段曲线控制；
H、各段增压完成后，增压结束。
2.根据权利要求1所述的液压机的增压与保压压力曲线控制方法，其特征在于所述的步骤D中连续量控制器为比例－积分－微分控制器。
3.根据权利要求1所述的液压机的增压与保压压力曲线控制方法，其特征在于所述的步骤F中连续量控制器为带积分初始值的比例－积分－微分控制器；所述积分初始值低于该保压压力对应的比例溢流阀开度。
4.根据权利要求1所述的液压机的增压与保压压力曲线控制方法，其特征在于所述的控制系统平台包括：处理器以及与处理器连接的系统电路；还包括压力测量传感器、断路器、接触器、空气开关、按钮操作箱；所述处理器以及与处理器连接的系统电路具备控制与计算功能，所述处理器与所述按钮操作箱的按钮信号、压力测量传感器信号连接；所述空气开关连接处理器的电源；所述断路器连接接触器，所述接触器连接执行部件。
5.根据权利要求4所述的液压机的增压与保压压力曲线控制方法，其特征在于所述的处理器是满足哈佛处理器设计构架，可进行汇编语言、C语言、梯形图计算机语言编程，满足8M以上的晶振频率，满足运行控制算法功能的处理器。
6.根据权利要求4所述的液压机的增压与保压压力曲线控制方法，其特征在于所述的压力测量传感器测量量程不低于系统最高压力范围，测量精度不低于材料压制成型的曲线控制精度。
7.根据权利要求1所述的液压机的增压与保压压力曲线控制方法，其特征在于所述的液压机增压装置包括：高压泵、高压泵电机及相关附件、电液比例流量阀、电液比例溢流阀、高压油管、电液换向阀；所述高压泵电机连接高压泵；所述高压泵电机连接电液换向阀，所述高压泵电机连接电液比例流量阀与电液比例溢流阀。
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