CN106272900A - 一种液压压砖机的智能压力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种液压压砖机的智能压力控制方法，通过控制加压比例阀的开度，调节进入压砖机主缸的液压油流量，从而控制压砖机主缸的压力，其关阀起始压力P_close由中间参数K_close乘以设定的目标压力值P_set确定，所述中间参数K_close根据压力控制过程中比例阀闭环关阀时间进行调整。本发明微观控制和宏观控制结合，在关阀阶段引入闭环控制，微观控制加压比例阀的开度，使关阀过程平稳，主缸准确到达目标压力。同时，其通过宏观手段对第二加压阶段即关阀阶段的关阀起始压力进行调节，提升本控制方法在液压系统各参数出现较大变化时的适应能力，点面结合，在保持较短的关阀时间的同时，保证加压压力的准确性，不出现严重压力超调，带来稳定的加压效果。

Description

一种液压压砖机的智能压力控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压控制方法，尤其涉及一种液压压砖机的智能压力控制方法。

背景技术

液压压砖机是一种对粉料施加压力，使粉料压缩成型的大型液压设备。由于工艺要求，压机需要对同一砖坯进行多次加压，排气等动作，而且要求每次加压都需要尽量的准确，才能保证每一块砖坯的质量。不稳定的加压会导致砖坯的质量下降，出现不合格的砖坯。

在液压压砖机行业里，现有的加压液压系统主要分为两种，插装阀控制加压和比例阀控制加压。

本文研究的是比例阀加压控制系统的控制方法，所以下面的讨论均是基于比例阀加压控制系统。

对于液压压砖机来说，稳定的加压效果，是压机质量的重要指标。为了获取稳定的加压效果，现有的压力控制法也是种类繁多。提前关阀，比例关阀，PID控制压力都是常见的压力控制方法。我们来对比一下现有的一些压力控制方法的优劣。

①.提前关阀

控制原理是：由于液压系统滞后性比较大，为了得到设定压力，需要提前进行关阀。从检测压力到达设定值，到实际液压系统关阀延时比较大，关阀指令给出后，实际压力还是会上升一段时间，所以为了不超过设定压力，需要提前进行关阀。提前关阀点用经验值来决定，多以上一次加压的实际值与设定值误差作为参考，判断当前关阀点是否合理，不合理就对关阀点进行调整，以上次压制经验来决定下一次的加压。

如图1所示，这种加压控制方式，在其他外部因素均不变的情况下，能获得比较稳定的压力。但是作为一种纯开环的控制方式，如果受到其他次要因素的影响，如油温的影响，电磁阀动作重复性，PLC性能的影响，这种控制方式没有很好的适应性，容易受外界干扰，造成实际压力的波动。

②.比例关阀

本质上来说，是在提前关阀的基础上，如图2所示，其加入了以固定的比率减少比例阀阀开度进行关阀。但是依然没有引进闭环控制，也容易受加压过程中的变化因素所影响。

③.PID压力控制

这是一种纯闭环的控制算法，如果PID参数由客户进行调整，需要客户较高的学习成本。而且液压系统滞后性大，纯PID控制难度不小，也会造成加压时间比较长或者是加压时间不稳定，如果单个动作的时间过长，会影响液压压砖机的工作效率。

综上所述，以上的压力控制方法均有缺陷，①、②的缺陷在于：压力控制过程是开环的控制过程，在关阀过程中，没有因应液压系统的状态变化而进行调整，从而难以在不断变化的液压状态下保持压力的稳定。③的缺陷在于：PID压力控制虽然是闭环控制，能在一定范围之内对液压系统状态的变化做出调整，但也无法完全适应长时间不规律的系统特征的变化，而且纯闭环控制会造成加压时间较长或者是加压时间不稳定。本发明致力于克服上述的问题，开发一种更为合理，高效的压力控制方法。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种液压压砖机的智能压力控制方法，可根据液压系统的外部条件变化而适时修正内部控制参数，保证压砖机主缸内的实际压力能够快速而且准确地到达目标压力。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种液压压砖机的智能压力控制方法，其通过控制加压比例阀的开度，调节进入压砖机主缸的液压油流量，从而控制压砖机主缸的压力，其关阀起始压力P_close由中间参数K_close乘以设定的目标压力值P_set确定，所述中间参数K_close根据压力控制过程中比例阀闭环关阀时间进行调整。

作为上述方案的改进，每一次压力控制过程中，所述中间参数K_close根据上一次的关阀时间T为参考进行调整。

作为上述方案的改进，所述液压压砖机的智能压力控制方法包括设定关阀起始压力P_close、第一加压阶段和第二加压阶段，当第一加压阶段压砖机主缸的压力值达到关阀起始压力P_close时，进入第二加压阶段；

其中，

设定关阀起始压力P_close：引入中间参数K_close，K_close具有一个赋予的初始值，并且关阀起始压力P_close = K_close *目标压力值P_set；

其中，当上一次的第二加压阶段时间T在预设时间范围T_min和T_max时，不调整本次关阀起始压力K _close，当上一次的第二加压阶段时间T少于预设最少时间T_min时，将K _close调小；当上一次的第二加压阶段时间T大于预设最大时间T_max时，将K _close调大。

第一加压阶段：此阶段为开环控制快速加压阶段，控制液压油流量的加压比例阀的开度为定值；

第二加压阶段：此阶段为闭环控制减速加压阶段，所述加压比例阀的开度开始减少，减少幅度根据当前压砖机主缸的压力与预设压力之差控制，两者之差越小，加压比例阀的开度越趋近于“关阀结束时阀开度”，直至当前压砖机主缸的压力等于目标压力值P_set；

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明微观控制和宏观控制结合，在关阀阶段引入闭环控制，微观控制加压比例阀的开度，使关阀过程平稳，主缸准确到达目标压力。同时，其通过宏观手段对第二加压阶段即关阀阶段的关阀起始压力进行调节，提升本控制方法在液压系统各参数出现较大变化时的适应能力，点面结合，在保持较短的关阀时间的同时，保证加压压力的准确性，不出现严重压力超调，带来稳定的加压效果。

本发明加压过程包括第一加压阶段和第二加压阶段，第一加压阶段对主缸进行快速加压，第二加压阶段引入闭环控制，平稳关阀，使主缸准确到达目标压力；通过二段式的加压过程，保证加压速度的同时提升了最终加压压力的精确性。

附图说明

图1是现有的提前关阀压力控制方法的主缸压力与加压比例阀开度的关系图；

图2是现有的比例关阀压力控制方法的主缸压力与加压比例阀开度的关系图；

图3是本发明一种液压压砖机的智能压力控制方法的主缸压力与加压比例阀开度的关系图；

图4是本发明一种液压压砖机的智能压力控制方法的第二实施例的控制流程图；

图5是本发明一种液压压砖机的智能压力控制方法的第二实施例的中间参数K_close调整方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

本发明第一实施例提供一种液压压砖机的智能压力控制方法，其通过控制加压比例阀的开度V_press调节进入压砖机主缸的液压油流量，从而控制压砖机主缸的压力，其关阀起始压力P_close以设定的目标压力值P_set乘以中间参数K_close确定，所述中间参数K_close根据压力控制过程中比例阀闭环关阀时间进行调整。其主缸压力和加压比例阀开度之间的关系如图3所示。

具体地说，每一次压力控制过程中，所述中间参数K_close是以上一次的关阀时间T为参考进行调整，使得每一次关阀时间都在合理的范围内，从而既准确地控制压力，又避免关阀时间过长或压力超调。

本发明第二实施例提供了更为详细的智能压力控制方法。所述液压压砖机的智能压力控制方法包括：

S1、设定关阀起始压力P_close，

S2、第一加压阶段，

S3、当第一加压阶段压砖机主缸的压力值达到关阀起始压力P_close时，进入第二加压阶段（关阀阶段）。

下面结合图4和图5详细讲述各步骤的原理。

、设定关阀起始压力P_close：

首先引入中间参数K_close，引入中间参数K_close是为了在目标压力值P_set改变时，通过本方法可以快速得到关键的关阀起始压力P_close，提高使用本加压方法的压砖机加压系统在压制不同规格和型号的产品时的快速切换能力。

在第一次加压时，K_close具有一个赋予的初始值，并且关阀起始压力P_close =K_close*目标压力值P_set。K_close的初始值大小根据本液压系统的各项参数以及操作人员的经验确定；对于新的液压系统，其也可以通过有限次的加压实验确定；由于本控制方法具有自动修正K_close的功能，因此K_close的初始值可以在较大的范围内选择，其仅用于使本液压压砖机的智能压力控制系统进入正常工作状态。

由于液压系统的重复性，我们可以利用上一次压制的结果来调整和校验参数是否合理。从第二次液压压砖机的智能压力控制系统运作起，K_close开始自动调节，方法是：当上一次的第二加压阶段时间T在预设时间范围T_min和T_max时，不调整本次关阀起始压力K_close，当上一次的第二加压阶段时间T少于预设最少时间T_min时，将K _close调小；当上一次的第二加压阶段时间T大于预设最大时间T_max时，将K _close调大。其中，T_min＜T_max，它们的值依照压机规格，比例阀性能，PLC响应速度等因素确定。

利用以上的流程，在不断重复压制过程中，可编程控制器会智能地调整K_close值，得出一个合理的K_close值来使关阀时间最终稳定在T_min与T_max之间

S2、第一加压阶段：

此阶段为开环控制快速加压阶段，控制液压油流量的加压比例阀的开度V_press为定值。此时主缸内的压力相对快速上升。

、第二加压阶段：

此阶段为闭环控制减速加压阶段，也就是关阀阶段。在此阶段中，所述加压比例阀的开度V_press开始减少，减少幅度根据当前压砖机主缸的压力与预设压力之差控制，两者之差越小， V_press越趋近于“关阀结束时阀开度”，直至当前压砖机主缸的压力等于目标压力值P_set；为了实现上述控制方法，压砖机的主缸内设有压力传感器，并通过模数转换模块将检测到的模拟量信号转换成数字信号，控制模块根据所述压力传感器反馈的数字信号控制加压比例阀的开度V_press，成为典型的反馈闭环控制系统。

作为优选的实施方式，当上一次的第二加压阶段时间T少于预设最少时间T_min时，将K _close调小5%；当上一次的第二加压阶段时间T大于预设最大时间T_max时，将K _close调大5%。

本发明微观控制和宏观控制结合，在关阀阶段引入闭环控制，通过微观控制加压比例阀的开度V_press，使关阀过程平稳，主缸准确到达目标压力。同时，其通过宏观手段对第二加压阶段即关阀阶段的关阀起始压力进行调节，提升本控制方法在液压系统各参数出现较大变化时的适应能力，点面结合，保证在保持较短的关阀时间的同时，提高加压压力的准确性，不出现严重压力超调，避免外部条件的变化造成干扰，带来稳定的加压效果。

本发明加压过程包括第一加压阶段和第二加压阶段，第一加压阶段对主缸进行快速加压，第二加压阶段引入闭环控制，平稳关阀，使主缸准确到达目标压力；通过二段式的加压过程，保证加压速度的同时提升了最终加压压力的精确性，满足陶瓷压砖机等高压大流量设备的加压需求。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种液压压砖机的智能压力控制方法，其特征是：通过控制加压比例阀的开度调节进入压砖机主缸的液压油流量，从而控制压砖机主缸的压力。

2.如权利要求1所述的液压压砖机的智能压力控制方法，其特征是：以设定的压力目标值为第一控制目标，以压力控制过程中比例阀闭环关阀时间作为第二控制目标；在每一次压力控制过程中，不仅通过调整加压比例阀的开度，确保第一控制目标的实现，而且依据前一次的关阀时间调整本次闭环关阀的起始点，从而达到第二控制目标。

3.如权利要求2所述的液压压砖机的智能压力控制方法，其特征是：不同的液压系统对应不同的闭环关阀时间。

4.如权利要求1、2、3任一项所述的液压压砖机的智能压力控制方法，其特征是：在压力控制过程中，采用两阶段式控制方法：第一加压阶段采用开环控制，固定加压比例阀的开度，建立初始压力；第二加压阶段采用闭环控制，比例阀的开度随压力向目标值逼近而逐渐减小至关闭。