CN113958546A - 金属打包液压机快速伺服控制系统及方法 - Google Patents

金属打包液压机快速伺服控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113958546A
CN113958546A CN202111234537.0A CN202111234537A CN113958546A CN 113958546 A CN113958546 A CN 113958546A CN 202111234537 A CN202111234537 A CN 202111234537A CN 113958546 A CN113958546 A CN 113958546A
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
servo motor
oil cylinder
pressure
hydraulic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111234537.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113958546B (zh
Inventor
林高
肖琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Lidi Machine Tool Co Ltd
Original Assignee
Hubei Lidi Machine Tool Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Lidi Machine Tool Co Ltd filed Critical Hubei Lidi Machine Tool Co Ltd
Priority to CN202111234537.0A priority Critical patent/CN113958546B/zh
Publication of CN113958546A publication Critical patent/CN113958546A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113958546B publication Critical patent/CN113958546B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F15B11/10—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor in which the servomotor position is a function of the pressure also pressure regulators as operating means for such systems, the device itself may be a position indicating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/02—Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps

Abstract

本发明提供了金属打包液压机快速伺服控制系统及方法，它包括用于提供液压油的液压泵站系统；所述液压泵站系统采用伺服电机驱动液压泵并提供液压能；所述液压泵站系统的主液压管路上安装有压力传感器；所述主液压管路通过控制阀组与油缸相连，并驱动其相应的动作；所述油缸处安装有位移传感器；所述压力传感器和位移传感器都与PLC控制器的信号输入端相连；所述PLC控制器的信号输出端与电机驱动器模块相连，所述电机驱动器模块与伺服电机的电机转速编码器相连，并控制伺服电机转速。此控制系统是一种响应速度快，过载能力强，运行效率高，节约能源，噪音较小的控制系统。

Description

金属打包液压机快速伺服控制系统及方法
技术领域
本发明涉及金属打包液压机技术领域，特别涉及一种金属打包液压机快速伺服控制系统及方法，具体涉及用于金属打包液压机伺服系统控制技术的运用。
背景技术
传统的金属打包液压机的液压动力系统多采用交流电机驱动液压油泵组成液压系统，电机的控制主要对交流电机进行起动停止控制，系统工作前起动电机，因交流电机起动时间长，起动电流大，不宜作频繁的起动，所以在打包机的各运行阶段一直处于运行状态，这种系统对电机的控制简单，控制器件较少，成本较低，但是因为电机存在空运行阶段，其电机本身的能效也低，所以能源消耗高，在运行过程中没有针对性的调节电机的输出功率使机器的运行效率低，还存在系统温升高，系统产生的噪声大等缺点。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供金属打包液压机快速伺服控制系统及方法，此控制系统是一种响应速度快，过载能力强，运行效率高，节约能源，噪音较小的控制系统。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：金属打包液压机快速伺服控制系统，它包括用于提供液压油的液压泵站系统；所述液压泵站系统采用伺服电机驱动液压泵并提供液压能；所述液压泵站系统的主液压管路上安装有压力传感器；所述主液压管路通过控制阀组与油缸相连，并驱动其相应的动作；所述油缸处安装有位移传感器；所述压力传感器和位移传感器都与PLC控制器的信号输入端相连；所述PLC控制器的信号输出端与电机驱动器模块相连，所述电机驱动器模块与伺服电机的电机转速编码器相连，并控制伺服电机转速。
所述液压泵站系统包括第一液压泵、第二液压泵和第三液压泵；所述第一液压泵与第一伺服电机相连，所述第二液压泵与第二伺服电机相连，所述第三液压泵与第三伺服电机相连；所述第一液压泵、第二液压泵和第三液压泵的出油口通过控制阀组与主液压管路相连。
所述压力传感器通过第一信号线和信号耦合器与PLC控制器的输入模拟量模块相连。
所述位移传感器通过第二信号线和信号耦合器与PLC控制器的输入模拟量模块相连。
所述第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机分别通过对应的第三信号线与电机驱动器模块的第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器对应相连。
所述第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器分别通过第四信号线与PLC控制器的模拟量输出模块的信号输出端相连。
所述PLC控制器通过通讯线与触摸屏相连。
金属打包液压机快速伺服控制系统的控制方法：
根据打包机油缸运行的不同阶段的功率和系统的压力，综合考虑电机的过载能力和最大输出功率及最大转速参数，权衡计算得到一个适合各阶段的功率值N，对应这个功率值，根据油缸压力P的变化，其对应的速度也会有一个变化的速度值n，它们之间的关系符合计算公式，公式中q是泵的排量是常数；
速度值n的计算公式为：
Figure BDA0003317020800000021
根据速度值n的计算公式计算出油缸各阶段运行时能够达到的速度，把各阶段的速度计算值写入到触摸屏中并同时输入给PLC控制器，并在PLC控制器中安装换算程序，通过安装在液压泵站系统中的压力转感器采集的压力信号也输入到PLC控制器，PLC控制器根据不同的压力值读取对应的速度值n，通过换算程序得到一个对应的速度模拟量信号，并输出到电机驱动器模块的各电机驱动器，电机驱动器把PLC控制器的速度信号与伺服电机速度编码器反馈的速度信号进行比较，对伺服电机进行速度的闭环控制；在油缸的回程阶段，因压力信号较小、回程时间不长，通过控制伺服电机用高于额定速度的伺服电机的最大转速运行，使油缸快速回程，在回程的末端通过油缸的位移传感器反馈的位移信号控制伺服电机减速到合适的速度，使油缸平稳回到位，当打包机完成一次打包工作后，等待加料阶段，便停止伺服电机的运行，从而实现打包机各油缸在运行的各阶段运行不同的转速，使机器高效的工作，同时伺服电机与机器同步运行，消除了伺服电机空运行时间。
根据油缸运行的不同阶段，系统在PLC控制器控制下做如下具体控制策略：
1)机器开始运行时同时起动伺服电机，这时油缸运行在低压快速运行阶段，特点是压力低，运行速度快，快速将物料推向前，此时压力低，但所需流量大，电机选择运行在最高速度，这时的伺服电机功率值取一个合适的过载运行值，利用伺服电机的过载性能取相应速度值n1，此时PLC控制器读取这一速度值，结合此时的压力传感器的压力信号P1，通过运算得到对应的模拟量信号输出到各电机的驱动器，电机的驱动器控制伺服电机按给定的速度作闭环控制，使油泵输出快速油流驱动油缸快速前进，迅速将物料向前推进；
2)当物料逐渐被压实，压力传感器送来的压力信号上升到P2值时，油缸运行到升压挤压阶段，这一阶段压缩时间长，伺服电机的功率值取另一个过载运行值，伺服电机转速确定在额定速度与最大速度之间的n2，PLC控制器读取这个速度值n2，此时所述PLC控制器输出一个模拟信号给电机驱动器，伺服电机按速度n2运行，使油缸在均匀升压的同时维持较快的速度挤压物料，使被挤物料较快的成形；
3)当物料被挤压成形后，压力传感器送来的压力信号上升到P3值时，油缸进入到高压保持挤压阶段，此时油缸压力稳定在系统最大压力状态，油缸前进运行量小，只是维持压力到一定时间，使物料充分变形后定形到一定尺寸，这时油缸压力大而油的流量小，实际需要的功率不是很大，这时伺服电机功率值取低于额定功率值运行，转速取小转速的速度n3运行，伺服电机在给定的速度n3下运行，保证在不大的功率下以恒定的压力在设定时间内完成物料定形；
4)当物料挤压定形后，油缸挤压工作结束，转而进入油缸快速回程阶段，这一阶段油缸的压力主要是液压回路的背压力P4，数值小，所需的回程流量大，伺服电机能够在满足最大功率的情况下，转速取电机的最大速度值n4，伺服电机在给定的速度值n4下运行，使油缸快速回程，当油缸回程接近于末端时，由油缸的位移传感器反馈给伺服电机一个减速信号，使伺服电机速度降到速度值n5，使油缸平稳运行到末端停止位置后停止，完成一次打包工作，这时伺服电机也同时停止运行，等待机器加料，电机没有空载运行。
本发明有如下有益效果：
1、通过采用本发明的控制系统，此控制系统根据伺服电机的起动转矩大起动响应快的特点，对伺服电机的起动使能信号与油缸的动作信号一致，做到有油缸动作时就起动伺服电机，油缸动作停止时电机同时停止，这样在打包机的油缸动作转换过程中和打包机的加料过程中电机处于停止状态，没有能源消耗。
2、本发明根据运行的不同阶段采取了不同的电机运行速度，实际上也根据运行的实际情况调节了伺服电机的输出功率，使需要快速运行的时候能提高伺服电机的速度，使需要过载时又利用伺服电机的过载能力使伺服电机在短时过载下运行。同时让伺服电机的起动停止信号与油缸的动作信号一致，这样充分利用了伺服电机的特点。达到让机器能高效运行和节约能源的工作目的。
3、本发明通过采用利用永磁同步伺服电机具有响应速度快，过载能力强，本身能效高，噪声小，控制灵活的特点，具有明显的节能效果并可提高机器的运行效率，因此很适合把这种伺服控制系统应用在金属打包机的控制系统中。也符合当前国家推行的节能减排的产业政策。根据实际数据测算显示，与同功率普通异步交流电机系统比较，机器的生产效率提高10％，因伺服电机本身能效高，系统运行中功率，速度运行合理，没有空运行时间，使油温升温减慢，冷却系统工作时间少，综合起来其节电率达30％以上。同时系统对环境的噪声影响大幅下降。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的系统图。
图中：第一液压泵1、第一伺服电机2、第二液压泵3、第二伺服电机4、第三液压泵5、第三伺服电机6、第一驱动器7、第二驱动器8、第三驱动器9、通讯线10、触摸屏11、第三信号线12、PLC控制器13、第四信号线14、主液压管路15、压力传感器16、油缸17、位移传感器18、第二信号线19、第一信号线20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1，金属打包液压机快速伺服控制系统，它包括用于提供液压油的液压泵站系统；所述液压泵站系统采用伺服电机驱动液压泵并提供液压能；所述液压泵站系统的主液压管路15上安装有压力传感器16；所述主液压管路15通过控制阀组与油缸17相连，并驱动其相应的动作；所述油缸17处安装有位移传感器18；所述压力传感器16和位移传感器18都与PLC控制器13的信号输入端相连；所述PLC控制器13的信号输出端与电机驱动器模块相连，所述电机驱动器模块与伺服电机的电机转速编码器相连，并控制伺服电机转速。通过采用上述的控制系统，其利用伺服电机的起动转矩大、起动响应快的特点，对伺服电机的起动使能信号与油缸的动作信号一致，做到有油缸动作时就起动电机，油缸动作停止时电机同时停止，这样在打包机的油缸动作转换过程中和打包机的加料过程中电机处于停止状态，没有能源消耗，进而起到了很好的节能降耗的效果。
进一步的，所述液压泵站系统包括第一液压泵1、第二液压泵3和第三液压泵5；所述第一液压泵1与第一伺服电机2相连，所述第二液压泵3与第二伺服电机4相连，所述第三液压泵5与第三伺服电机6相连；所述第一液压泵1、第二液压泵3和第三液压泵5的出油口通过控制阀组与主液压管路15相连。通过采用上述的液压泵站系统能够用于提供给整个打包机相应的液压能，进而提供相应的液压动力。工作过程中，通过相应的伺服电机驱动相应的液压泵，进而通过相应的液压泵实现泵油动作。
进一步的，所述压力传感器16通过第一信号线20和信号耦合器与PLC控制器13的输入模拟量模块相连。通过上述的压力传感器16能够用于采集液压系统的系统压力值，进而将压力信号传递给PLC控制器13，通过PLC控制器13的反馈控制实现伺服电机的控制。
进一步的，所述位移传感器18通过第二信号线19和信号耦合器与PLC控制器13的输入模拟量模块相连。通过上述的位移传感器18能够用于采集油缸17的行程信号，进而用于反馈控制伺服电机。
进一步的，所述第一伺服电机2、第二伺服电机4和第三伺服电机6分别通过对应的第三信号线12与电机驱动器模块的第一驱动器7、第二驱动器8和第三驱动器9对应相连。通过上述的控制方式能够实现伺服电机的伺服控制。
进一步的，所述第一驱动器7、第二驱动器8和第三驱动器9分别通过第四信号线14与PLC控制器13的模拟量输出模块的信号输出端相连。通过上述的
进一步的，所述PLC控制器13通过通讯线10与触摸屏11相连。通过采用触摸屏11能够起到人机交互的效果。
实施例2：
金属打包液压机快速伺服控制系统的控制方法：
根据打包机油缸运行的不同阶段的功率和系统的压力，综合考虑电机的过载能力和最大输出功率及最大转速参数，权衡计算得到一个适合各阶段的功率值N，对应这个功率值，根据油缸压力P的变化，其对应的速度也会有一个变化的速度值n，它们之间的关系符合计算公式，公式中q是泵的排量是常数；
速度值n的计算公式为：
Figure BDA0003317020800000061
根据速度值n的计算公式计算出油缸各阶段运行时能够达到的速度，把各阶段的速度计算值写入到触摸屏11中并同时输入给PLC控制器13，并在PLC控制器中安装换算程序，通过安装在液压泵站系统中的压力转感器16采集的压力信号也输入到PLC控制器13，PLC控制器13根据不同的压力值读取对应的速度值n，通过换算程序得到一个对应的速度模拟量信号，并输出到电机驱动器模块的各电机驱动器，电机驱动器把PLC控制器的速度信号与伺服电机速度编码器反馈的速度信号进行比较，对伺服电机进行速度的闭环控制；在油缸17的回程阶段，因压力信号较小、回程时间不长，通过控制伺服电机用高于额定速度的伺服电机的最大转速运行，使油缸快速回程，在回程的末端通过油缸的位移传感器18反馈的位移信号控制伺服电机减速到合适的速度，使油缸平稳回到位，当打包机完成一次打包工作后，等待加料阶段，便停止伺服电机的运行，从而实现打包机各油缸在运行的各阶段运行不同的转速，使机器高效的工作，同时伺服电机与机器同步运行，消除了伺服电机空运行时间。
实施例3：
根据油缸运行的不同阶段，系统在PLC控制器13控制下做如下具体控制策略：
1)机器开始运行时同时起动伺服电机，这时油缸17运行在低压快速运行阶段，特点是压力低，运行速度快，快速将物料推向前，此时压力低，但所需流量大，电机选择运行在最高速度，这时的伺服电机功率值取一个合适的过载运行值，利用伺服电机的过载性能取相应速度值n1，此时PLC控制器13读取这一速度值，结合此时的压力传感器16的压力信号P1，通过运算得到对应的模拟量信号输出到各电机的驱动器，电机的驱动器控制伺服电机按给定的速度作闭环控制，使油泵输出快速油流驱动油缸17快速前进，迅速将物料向前推进；
2)当物料逐渐被压实，压力传感器16送来的压力信号上升到P2值时，油缸17运行到升压挤压阶段，这一阶段压缩时间长，伺服电机的功率值取另一个过载运行值，伺服电机转速确定在额定速度与最大速度之间的n2，PLC控制器读取这个速度值n2，此时所述PLC控制器输出一个模拟信号给电机驱动器，伺服电机按速度n2运行，使油缸在均匀升压的同时维持较快的速度挤压物料，使被挤物料较快的成形；
3)当物料被挤压成形后，压力传感器16送来的压力信号上升到P3值时，油缸进入到高压保持挤压阶段，此时油缸压力稳定在系统最大压力状态，油缸前进运行量小，只是维持压力到一定时间，使物料充分变形后定形到一定尺寸，这时油缸压力大而油的流量小，实际需要的功率不是很大，这时伺服电机功率值取低于额定功率值运行，转速取小转速的速度n3运行，伺服电机在给定的速度n3下运行，保证在不大的功率下以恒定的压力在设定时间内完成物料定形；
4)当物料挤压定形后，油缸挤压工作结束，转而进入油缸快速回程阶段，这一阶段油缸的压力主要是液压回路的背压力P4，数值小，所需的回程流量大，伺服电机能够在满足最大功率的情况下，转速取电机的最大速度值n4，伺服电机在给定的速度值n4下运行，使油缸快速回程，当油缸回程接近于末端时，由油缸的位移传感器18反馈给伺服电机一个减速信号，使伺服电机速度降到速度值n5，使油缸平稳运行到末端停止位置后停止，完成一次打包工作，这时伺服电机也同时停止运行，等待机器加料，电机没有空载运行。

Claims (9)

1.金属打包液压机快速伺服控制系统，其特征在于：它包括用于提供液压油的液压泵站系统；所述液压泵站系统采用伺服电机驱动液压泵并提供液压能；所述液压泵站系统的主液压管路(15)上安装有压力传感器(16)；所述主液压管路(15)通过控制阀组与油缸(17)相连，并驱动其相应的动作；所述油缸(17)处安装有位移传感器(18)；所述压力传感器(16)和位移传感器(18)都与PLC控制器(13)的信号输入端相连；所述PLC控制器(13)的信号输出端与电机驱动器模块相连，所述电机驱动器模块与伺服电机的电机转速编码器相连，并控制伺服电机转速。
2.根据权利要求1所述金属打包液压机快速伺服控制系统，其特征在于：所述液压泵站系统包括第一液压泵(1)、第二液压泵(3)和第三液压泵(5)；所述第一液压泵(1)与第一伺服电机(2)相连，所述第二液压泵(3)与第二伺服电机(4)相连，所述第三液压泵(5)与第三伺服电机(6)相连；所述第一液压泵(1)、第二液压泵(3)和第三液压泵(5)的出油口通过控制阀组与主液压管路(15)相连。
3.根据权利要求1所述金属打包液压机快速伺服控制系统，其特征在于：所述压力传感器(16)通过第一信号线(20)和信号耦合器与PLC控制器(13)的输入模拟量模块相连。
4.根据权利要求1所述金属打包液压机快速伺服控制系统，其特征在于：所述位移传感器(18)通过第二信号线(19)和信号耦合器与PLC控制器(13)的输入模拟量模块相连。
5.根据权利要求2所述金属打包液压机快速伺服控制系统，其特征在于：所述第一伺服电机(2)、第二伺服电机(4)和第三伺服电机(6)分别通过对应的第三信号线(12)与电机驱动器模块的第一驱动器(7)、第二驱动器(8)和第三驱动器(9)对应相连。
6.根据权利要求5所述金属打包液压机快速伺服控制系统，其特征在于：所述第一驱动器(7)、第二驱动器(8)和第三驱动器(9)分别通过第四信号线(14)与PLC控制器(13)的模拟量输出模块的信号输出端相连。
7.根据权利要求1所述金属打包液压机快速伺服控制系统，其特征在于：所述PLC控制器(13)通过通讯线(10)与触摸屏(11)相连。
8.权利要求1-7任意一项所述金属打包液压机快速伺服控制系统的控制方法，其特征在于：
根据打包机油缸运行的不同阶段的功率和系统的压力，综合考虑电机的过载能力和最大输出功率及最大转速参数，权衡计算得到一个适合各阶段的功率值N，对应这个功率值，根据油缸压力P的变化，其对应的速度也会有一个变化的速度值n，它们之间的关系符合计算公式，公式中q是泵的排量是常数；
速度值n的计算公式为：
Figure FDA0003317020790000021
根据速度值n的计算公式计算出油缸各阶段运行时能够达到的速度，把各阶段的速度计算值写入到触摸屏(11)中并同时输入给PLC控制器(13)，并在PLC控制器中安装换算程序，通过安装在液压泵站系统中的压力转感器(16)采集的压力信号也输入到PLC控制器(13)，PLC控制器(13)根据不同的压力值读取对应的速度值n，通过换算程序得到一个对应的速度模拟量信号，并输出到电机驱动器模块的各电机驱动器，电机驱动器把PLC控制器的速度信号与伺服电机速度编码器反馈的速度信号进行比较，对伺服电机进行速度的闭环控制；在油缸(17)的回程阶段，因压力信号较小、回程时间不长，通过控制伺服电机用高于额定速度的伺服电机的最大转速运行，使油缸快速回程，在回程的末端通过油缸的位移传感器(18)反馈的位移信号控制伺服电机减速到合适的速度，使油缸平稳回到位，当打包机完成一次打包工作后，等待加料阶段，便停止伺服电机的运行，从而实现打包机各油缸在运行的各阶段运行不同的转速，使机器高效的工作，同时伺服电机与机器同步运行，消除了伺服电机空运行时间。
9.根据权利要求8所述的金属打包液压机快速伺服控制系统的控制方法，其特征在于，根据油缸运行的不同阶段，系统在PLC控制器(13)控制下做如下具体控制策略：
1)机器开始运行时同时起动伺服电机，这时油缸(17)运行在低压快速运行阶段，特点是压力低，运行速度快，快速将物料推向前，此时压力低，但所需流量大，电机选择运行在最高速度，这时的伺服电机功率值取一个合适的过载运行值，利用伺服电机的过载性能取相应速度值n1，此时PLC控制器(13)读取这一速度值，结合此时的压力传感器(16)的压力信号P1，通过运算得到对应的模拟量信号输出到各电机的驱动器，电机的驱动器控制伺服电机按给定的速度作闭环控制，使油泵输出快速油流驱动油缸(17)快速前进，迅速将物料向前推进；
2)当物料逐渐被压实，压力传感器(16)送来的压力信号上升到P2值时，油缸(17)运行到升压挤压阶段，这一阶段压缩时间长，伺服电机的功率值取另一个过载运行值，伺服电机转速确定在额定速度与最大速度之间的n2，PLC控制器读取这个速度值n2，此时所述PLC控制器输出一个模拟信号给电机驱动器，伺服电机按速度n2运行，使油缸在均匀升压的同时维持较快的速度挤压物料，使被挤物料较快的成形；
3)当物料被挤压成形后，压力传感器(16)送来的压力信号上升到P3值时，油缸进入到高压保持挤压阶段，此时油缸压力稳定在系统最大压力状态，油缸前进运行量小，只是维持压力到一定时间，使物料充分变形后定形到一定尺寸，这时油缸压力大而油的流量小，实际需要的功率不是很大，这时伺服电机功率值取低于额定功率值运行，转速取小转速的速度n3运行，伺服电机在给定的速度n3下运行，保证在不大的功率下以恒定的压力在设定时间内完成物料定形；
4)当物料挤压定形后，油缸挤压工作结束，转而进入油缸快速回程阶段，这一阶段油缸的压力主要是液压回路的背压力P4，数值小，所需的回程流量大，伺服电机能够在满足最大功率的情况下，转速取电机的最大速度值n4，伺服电机在给定的速度值n4下运行，使油缸快速回程，当油缸回程接近于末端时，由油缸的位移传感器(18)反馈给伺服电机一个减速信号，使伺服电机速度降到速度值n5，使油缸平稳运行到末端停止位置后停止，完成一次打包工作，这时伺服电机也同时停止运行，等待机器加料，电机没有空载运行。
CN202111234537.0A 2021-10-22 2021-10-22 金属打包液压机快速伺服控制系统及方法 Active CN113958546B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111234537.0A CN113958546B (zh) 2021-10-22 2021-10-22 金属打包液压机快速伺服控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111234537.0A CN113958546B (zh) 2021-10-22 2021-10-22 金属打包液压机快速伺服控制系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113958546A true CN113958546A (zh) 2022-01-21
CN113958546B CN113958546B (zh) 2022-10-25

Family

ID=79466560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111234537.0A Active CN113958546B (zh) 2021-10-22 2021-10-22 金属打包液压机快速伺服控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113958546B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116861589A (zh) * 2023-07-07 2023-10-10 上海贺力液压机电有限公司 一种冶金液压站伺服电机驱动系统可靠性设计方法
CN116880352A (zh) * 2023-09-07 2023-10-13 山东万里红信息技术有限公司 基于状态感知的打包设备自动控制系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN208778367U (zh) * 2018-09-05 2019-04-23 湖北力帝机床股份有限公司 100t金属打包液压机伺服系统
CN110594214A (zh) * 2019-09-24 2019-12-20 湖北力帝机床股份有限公司 金属打包液压机液压控制系统
CN211525220U (zh) * 2019-11-28 2020-09-18 邵阳维克液压股份有限公司 千吨金属打包液压机液压系统
CN214063418U (zh) * 2020-12-07 2021-08-27 江苏东方液压有限公司 一种金属液压打包机高效节能液压系统
CN216014042U (zh) * 2021-10-22 2022-03-11 湖北力帝机床股份有限公司 金属打包液压机快速伺服控制系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN208778367U (zh) * 2018-09-05 2019-04-23 湖北力帝机床股份有限公司 100t金属打包液压机伺服系统
CN110594214A (zh) * 2019-09-24 2019-12-20 湖北力帝机床股份有限公司 金属打包液压机液压控制系统
CN211525220U (zh) * 2019-11-28 2020-09-18 邵阳维克液压股份有限公司 千吨金属打包液压机液压系统
CN214063418U (zh) * 2020-12-07 2021-08-27 江苏东方液压有限公司 一种金属液压打包机高效节能液压系统
CN216014042U (zh) * 2021-10-22 2022-03-11 湖北力帝机床股份有限公司 金属打包液压机快速伺服控制系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
贾培起: "《液压传动》", 31 March 1982, 天津科学技术出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116861589A (zh) * 2023-07-07 2023-10-10 上海贺力液压机电有限公司 一种冶金液压站伺服电机驱动系统可靠性设计方法
CN116861589B (zh) * 2023-07-07 2024-03-12 上海贺力液压机电有限公司 一种冶金液压站伺服电机驱动系统可靠性设计方法
CN116880352A (zh) * 2023-09-07 2023-10-13 山东万里红信息技术有限公司 基于状态感知的打包设备自动控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113958546B (zh) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113958546B (zh) 金属打包液压机快速伺服控制系统及方法
CN201769389U (zh) 液压机
CN101865190B (zh) 位置流量双闭环直驱容积控制电液伺服系统
CN203548373U (zh) 伺服液压系统
CN205956121U (zh) 一种折弯机单向伺服泵无溢流节能控制系统
CN216014042U (zh) 金属打包液压机快速伺服控制系统
CN102755858B (zh) 一种带电驱动的金刚石压机
CN202351652U (zh) 伺服电动缸控制系统
CN202137352U (zh) 一种压铸机的泵站输出装置
CN102782337A (zh) 用于运行液压的做功机械的方法
CN1485546A (zh) 液压增力电动缸
CN202116932U (zh) 浆包压机液压系统
CN105522749A (zh) 液压机下压速度可调的分油路块及调速方法
CN201644755U (zh) 压铸机的控制装置
CN202764095U (zh) 橡胶硫化机伺服节能系统
CN102179833B (zh) 一种切纸机节能控制方法及其控制装置
CN202151895U (zh) 射出机蓄压式伺服节能驱动装置
CN201823918U (zh) 压铸机液压系统的泵站油泵驱动装置
CN205503585U (zh) 一种用于快速锻造液压机的液压系统
CN201432406Y (zh) 中空吹塑机节能液压系统
CN205149010U (zh) 液压机下压速度可调的分油路块
CN208052680U (zh) 一种用于液压机的节能泵控系统
CN203712827U (zh) 陶瓷压砖机比例控制节能结构
CN219665237U (zh) 一种提高节能效果的龙门剪液压动力系统
CN213331427U (zh) 一种交替式数字柱塞涂料泵

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant