CN111980980A - 一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统 - Google Patents

一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明设计水泥生产技术领域，具体为一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统及其数据处理方法，包括工控机和液压驱动模块，所述液压驱动模块包括液压缸、换向单元、伺服电机、齿轮定量泵和驱动器，所述驱动器连接所述伺服电机，所述伺服电机驱动所述齿轮定量泵，所述齿轮定量泵出口处连接所述换向单元，所述换向单元与所述液压缸连接，所述液压缸上设置电子尺；所述工控机上可连接多组所述液压驱动模块。本发明控制反应灵敏，响应快速，换向时冲击力小，能够多缸同步控制。

Description

一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统
技术领域
本发明设计水泥生产技术领域，具体为一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统。
背景技术
在国内外现有的水泥生产领域，篦冷机承担着不间断输送和冷却熟料环节，目前篦冷机的篦床活动篦板采用的是“电液动作控制系统”，其液压驱动系统的实现通过液压泵、比例阀、换向阀、管路、液压缸等复杂的硬件架构执行。
但是，现有技术中存在采用负载敏感泵、比例阀等精密液压控制元件，在液压油出现杂质等情况时，容易造成控制不准，控制失效等故障；一套泵站供应各个液压缸驱动动力，其中某个液压缸分路系统出现故障，整个系统必须停止才能进行维护，易破坏生产连续性，同时这种一泵多缸的控制方式配合行程开关换向时易产生高压冲击，使油管爆裂，元件损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，包括工控机和多组液压驱动模块，每组所述液压驱动模块包括液压缸、换向单元、伺服电机、齿轮定量泵和驱动器，所述驱动器连接所述伺服电机，所述伺服电机驱动所述齿轮定量泵，所述齿轮定量泵出口处连接所述换向单元，所述换向单元与所述液压缸连接，所述液压缸上设置电子尺。
优选的，所述齿轮定量泵的出口与所述溢流阀的相连。
优选的，所述液压缸与所述换向单元之间连接压力传感器。
优选的，所述电子尺为直线位移传感器。
优选的，所述齿轮定量泵与所述换向单元之间设置压力显控器。
优选的，所述换向单元出口处设置压力显控器。
优选的，所述换向单元由一个O型三位四通换向阀和一个Y型三位四通换向阀组成。
一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统的数据处理方法，包括以下步骤：
S1，系统启动，控制程序运行，通过总线发送初始指令到伺服驱动器，伺服驱动器控制相应的伺服电机带动齿轮定量泵动作，齿轮定量泵送液压油进入管路；
S2，液压油通过三位四通换向阀的控制从管路进入液压缸，驱动液压缸动作；
S3，液压缸动作过程中，电子尺实时把液压缸动作部件位置反馈至IO模块，IO模块将信号输送到工控机，与预设的位移、速度、流量、压力关联算法模块进行比对；
S4，通过工业总线发送修正指令给伺服驱动器，控制伺服电机实时调整输出流量、速度，控制液压缸工作位置；
S5，液压缸动作到换向的临界状态时，控制系统控制液压系统的流量、压力，减小换向速度；
S6，系统停止，三位四通换向阀处于中位，液压缸闭锁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用一泵一缸控制方式代替原技术中的一泵多缸控制，每个液压缸独立子系统独立控制，可适应实际生产工艺的篦床的各种多列组合运动模式。
(2)一泵一缸控制方式不需要采用比例阀分配流量，采用齿轮定量泵代替原有技术中的负载敏感泵控制方式，取消了负载敏感泵、比例阀等对液压油质要求较高且容易堵塞失效的精密液压元件，降低了液压系统故障发生率。
(3)本发明中在液压缸上设置电子尺，采用伺服电机伺服驱动，配合一泵一缸的控制方式使液压缸的起始位置、过程位置、速度精准可控，精准反馈位置，控制反应灵敏，响应快速，实现了多缸同步的精准控制、减少了原技术中多缸联动过程中的相互拉扯等无功动作，避免了原系统的多缸同步控制盲区，增加了相关执行机构的寿命；同时通过实时位置反馈、加减速规划、提前减压等控制手段，实现低冲击换向，运行过程更加平稳，增加了篦床连接件、液压缸及油路寿命。
(4)本发明采用工控机作为系统控制单元，为系统升级、在线诊断、物联网等智能智慧工厂发展提供了扩展平台。通过各个独立子系统压力检测单元实时判断运行情况，子系统发生超压、漏油等故障时，可以单独停止该子系统工作对其检修，由其它子系统自动增加动力弥补停机子系统损失的动力，减少故障时的停机时间，不停机做部分零件调整，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明伺服液压缸动作控制系统架构图；
图2为本发明液压系统动作分段示意图；
图中：1、工控机；2、液压驱动模块；3、液压缸；4、换向单元；5、伺服电机；6、齿轮定量泵；7、驱动器；8、电子尺；9、压力传感器；10、压力显控器；11、溢流阀；41、O型三位四通换向阀；42、Y型三位四通换向阀。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，包括工控机1和多组液压驱动模块2，每组所述液压驱动模块2包括液压缸3、换向单元4、伺服电机5、齿轮定量泵6和驱动器7，所述驱动器7连接所述伺服电机5，所述伺服电机3驱动所述齿轮定量泵6，所述齿轮定量泵出口处连接所述换向单元4，所述换向单元4与所述液压缸3连接，所述液压缸3上设置电子尺8。
工作原理：所述工控机连接多套液压驱动子系统，每套液压驱动子系统都包含独立的驱动器、伺服电机，液压泵和液压缸，液压驱动子系统可独立工作，并且可通过所述工控机实现多缸同步控制，通过各个独立子系统压力检测单元实时判断运行情况，如果某个子系统发生超压、漏油等故障，可以单独停止该子系统工作对其检修，由其它子系统自动增加动力弥补停机子系统损失的动力，减少故障时的停机时间；
所述电子尺为一种直线位移传感器，能够实时监控液压缸的起始位置、过程位置、速度，精准反馈工作状态，保证多缸同步的精准控制、减少多缸联动过程中的相互拉扯等无功动作；同时通过实时位置反馈，配合伺服电机能够通过电流电压控制转速的特性，及时调整各液压缸工作位置，进行加减速规划实现低冲击换向，运行过程更加平稳，避免换向时油管爆裂，增加了篦床连接件、液压缸及油路寿命；
工作时所述齿轮定量泵连接换向单元，换向单元A、B端分别连接液压缸无杆腔和有杆腔，换向阀处于左位时，液压缸活塞向下(后)运动，换向阀处于右位时，液压缸活塞向上(前)运动，停止时，换向阀处于中位。
本实施例中，所述齿轮定量泵6的出口与所述溢流阀11的相连，对油路进行稳压及过载保护，所述液压缸3与所述换向单元4之间连接压力传感器9，所述电子尺8为直线位移传感器，所述齿轮定量泵6与所述换向单元4之间设置压力显控器10，所述换向单元4出口处设置压力显控器10。在各个液压缸子动力系统增加管路压力检测单元，对各元件进行实时监控，通过工控机及时调整。
本实施例中，所述换向单元4由一个O型三位四通换向阀41和一个Y型三位四通换向阀42组成。机器停止工作时，两个换向阀都处于中位做中位机能控制，形成保压回路，执行元件立即停止，避免液压缸活塞因重力下降。
请参阅图2，本发明还提供一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统的数据处理方法，包括以下步骤：
S1，系统启动，通过工控机控制程序运行，通过工业总线发送初始指令到伺服驱动器，伺服驱动器控制相应的伺服电机带动齿轮定量泵动作，齿轮定量泵送液压油进入管路；
S2，液压油通过三位四通换向阀的控制从管路进入液压缸，驱动液压缸动作；
S3，液压缸动作过程中，电子尺实时把液压缸动作部件位置反馈至IO模块，IO模块将信号输送到工控机，与预设的位移、速度、流量、压力关联算法模块进行比对；
S4，通过工业总线发送修正指令给伺服驱动器，控制伺服电机实时调整输出流量、速度，控制液压缸工作位置；
S5，液压缸动作到换向的临界状态时，控制系统控制液压系统的流量、压力，减小换向速度；
S6，系统停止，三位四通换向阀处于中位，液压缸闭锁。
通过对液压工作状态的实时监控，与预设的位移、速度、流量、压力关联算法模块不断比对，确保伺服液压缸组同步驱动篦床的活动篦板将熟料在规定的时间送到规定的地点，避免冲击、扭拉等异常情况，使得整个换向运行过程平顺过渡，无换向冲击和超压爆管；
采用工控机作为系统控制单元，通过各个独立子系统压力检测单元实时判断运行情况，子系统发生故障时，单独停止该子系统工作进行检修，由其它子系统自动增加动力弥补停机子系统损失的动力，减少故障时的停机时间，不停机做部分零件调整，提高生产效率。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，包括工控机(1)和多组液压驱动模块(2)，其特征在于：每组所述液压驱动模块(2)包括液压缸(3)、换向单元(4)、伺服电机(5)、齿轮定量泵(6)和驱动器(7)，所述驱动器(7)连接所述伺服电机(5)，所述伺服电机(3)驱动所述齿轮定量泵(6)，所述齿轮定量泵出口处连接所述换向单元(4)，所述换向单元(4)与所述液压缸(3)连接，所述液压缸(3)上设置电子尺(8)。
2.根据权利要求1所述的一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，其特征在于：所述齿轮定量泵(6)的出口与所述溢流阀(11)的相连。
3.根据权利要求1所述的一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，其特征在于：所述液压缸(3)与所述换向单元(4)之间连接压力传感器(9)。
4.根据权利要求1所述的一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，其特征在于：所述电子尺(8)为直线位移传感器。
5.根据权利要求1所述的一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，其特征在于：所述齿轮定量泵(6)与所述换向单元(4)之间设置压力显控器(10)。
6.根据权利要求1所述的一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，其特征在于：所述换向单元(4)出口处设置压力显控器(10)。
7.根据权利要求1所述的一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统，其特征在于：所述换向单元(4)由一个O型三位四通换向阀(41)和一个Y型三位四通换向阀(42)组成。
8.一种篦冷机的伺服液压驱动控制系统的数据处理方法，包括以下步骤：
S1，系统启动，控制程序运行，通过工业总线发送初始指令到伺服驱动器，伺服驱动器控制相应的伺服电机带动齿轮定量泵动作，齿轮定量泵送液压油进入管路；
S2，液压油通过三位四通换向阀的控制从管路进入液压缸，驱动液压缸动作；
S3，液压缸动作过程中，电子尺实时把液压缸动作部件位置反馈至IO模块，IO模块将信号输送到工控机，与预设的位移、速度、流量、压力关联算法模块进行比对；
S4，通过工业总线发送修正指令给伺服驱动器，控制伺服电机实时调整输出流量、速度，控制液压缸工作位置；
S5，液压缸动作到换向的临界状态时，控制系统控制液压系统的流量、压力，减小换向速度；
S6，系统停止，三位四通换向阀处于中位，液压缸闭锁。
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CN112964074A (zh) * 2021-04-13 2021-06-15 南京瑞泰水泥制造设备有限公司 —种篦冷机伺服液压驱动控制系统装置

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