CN203879831U - 液压压块机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压压块机控制系统，涉及压块机控制技术领域。本实用新型包括PLC，分别与PLC连接的操作按钮、报警装置、液压控制系统，给PLC提供稳定工作电压的电源模块。通过液压控制系统中泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种动作循环。该控制系统能够实现压块机的快进、工进、快退等动作。液压控制方式是压块机控制系统具有较长的生命周期和较高的工作效率。

Description

液压压块机控制系统

技术领域

    本实用新型涉及压块机控制技术领域，具体是一种液压压块机控制系统。 

背景技术

目前市场上压块机是各式各样的，但根据其动力装置可以分为以下类型：机械式产品压块机、液压式产品压块机、电动式产品压块机和气动式产品压块机。其中液压式产品压块机在市场上居多，因为其能很方便实现高压力和不同工作速度的要求且传动平稳，噪声小等诸多优点。根据其自动化控制程序又可分为：手动控制、半自动化控制和全自动化控制。在国内大多数是半自动化控制机床，因此对于自动化控制的研究有待提高。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种液压压块机控制系统，实现液压压块机的自动控制。 

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种液压压块机控制系统，包括PLC，分别与PLC连接的操作按钮、报警装置、液压控制系统，给PLC提供稳定工作电压的电源模块，所述的液压控制系统包括顶升油缸、水平油缸、手动换向阀、电液换向阀Ⅰ、电液换向阀Ⅱ、单向阀Ⅰ、电液比例溢流阀、冷却器、截止阀、液压过滤器Ⅰ、液压过滤器Ⅱ、叶片液压泵、液位液温计、液位传感器、双联液压泵、温度变送器、单向阀Ⅱ、变量液压泵、齿轮液压泵、液压过滤器Ⅲ、电磁溢流阀、溢流阀、电液比例换向阀和测压接头；所述的双联液压泵依次通过单向阀Ⅰ，电液换向阀Ⅱ和电液换向阀Ⅰ连接水平油缸，形成差动回路控制水平油缸快速和慢速的变换；双联液压泵通过电液比例换向阀给顶升油缸1提供压力油控制顶升油缸的伸出和缩回；变量液压泵连接至电液换向阀Ⅰ，给电液换向阀Ⅰ提供控制压力油，同时变量液压泵通过单向阀Ⅱ连接至水平油缸，给水平油缸伸出时提供压力油；电液比例溢流阀并连在变量液压泵和电液换向阀Ⅰ中间，齿轮液压泵通过液压过滤器Ⅲ给电液比例换向阀提供控制用压力油；电液溢流阀连接在双联液压泵的出口处； 测压接头连接在顶升油缸上，液位液温计安装在油箱的侧面；液位传感器、温度变送器设置在油箱上，手动换向阀分别连接水平油缸和电液比例换向阀；叶片液压泵依次连接液压过滤器、冷却器构成过滤冷却系统，截止阀和液压过滤器连接构成液压油过滤系统，溢流阀用于将外部压力油流回油箱；所述的液位液温计、液位传感器，温度变送器分别与PLC的输入端连接，所述的报警装置、电液换向阀Ⅰ、电液换向阀Ⅱ、电液比例溢流阀、电液溢流阀以及电液比例换向阀分别与PLC的输出端连接。 

本实用新型的有益效果是：在液压压块机控制系统中使用PLC和液压控制系统，使自动控制精确度提高，液压设备以其“柔性”动力传动和单一的直线驱动力,使系统具有较长的生命周期和较高的工作效率。 

附图说明

图1是压块机PLC 的电气系统框图； 

图2是压块机控制系统的液压图；

图3是控制系统的电气连接图；

图4是控制系统的控制流程图。

具体实施方式

整个控制系统由液压部分和电气部分组成，其基于PLC 的电气控制系统框图如图1所示。PLC 是整个控制系统构成的核心，动作传输信号采用按钮、限位开关直接和PLC 输入端相连，简单易于实现。为保证系统的安全，所有的液压缸的回位都有行程开关作为位置指示。液压缸的伸出是按时间控制，其回缩是行程控制。当液压缸在规定时间内的回位动作信号没有返回，则控制系统立即报警以提醒工作者注意，但系统本身并不动作。 

如图2所示，液压系统主要由四种主要元件组成，即动力原件(液压泵) 、执行元件(液压缸) 、控制元件(电磁阀) 、辅助元件(油箱、油路和滤油阀)。液压压块机的所有动作都是由液压缸来完成的，因此是全液压设备。执行机构也比较简单，全部是液压缸，而且每个液压缸的动作都是类似的。不同的液压缸动作完成不同的压块动作。设备中用不同的电磁阀通断电来控制不同的液压缸动作，从而输出动力，实现屑压块机的每一步动作。 

液压控制系统包括顶升油缸1、水平油缸2、手动换向阀3、电液换向阀Ⅰ4、电液换向阀Ⅱ5、单向阀Ⅰ6、电液比例溢流阀7、冷却器8、截止阀9、液压过滤器Ⅰ10、液压过滤器Ⅱ11、叶片液压泵12、液位液温计13、液位传感器14、双联液压泵15、温度变送器16、单向阀Ⅱ18、变量液压泵19、齿轮液压泵20、液压过滤器Ⅲ21、电磁溢流阀22、溢流阀23、电液比例换向阀24和测压接头25；所述的双联液压泵15依次通过单向阀Ⅰ6，电液换向阀Ⅱ5和电液换向阀Ⅰ4连接水平油缸2，形成差动回路控制水平油缸2快速和慢速的变换；双联液压泵15通过电液比例换向阀24给顶升油缸1提供压力油控制顶升油缸1的伸出和缩回；变量液压泵19连接至电液换向阀Ⅰ4，给电液换向阀Ⅰ4提供控制压力油，同时变量液压泵19通过单向阀Ⅱ18连接至水平油缸2，给水平油缸2伸出时提供压力油；电液比例溢流阀7并连在变量液压泵19和电液换向阀Ⅰ4中间，起到对变量液压泵19进行调压的目的。 

齿轮液压泵20通过液压过滤器Ⅲ21给电液比例换向阀24提供控制用压力油；电液溢流阀22连接在双联液压泵15的出口处；在不需要双联液压泵15提供压力油时，通过电液溢流阀22对双联液压泵15进行卸载，节省能源。 

 测压接头25连接在顶升油缸1上，可以通过它测量顶升油缸1压力。液位液温计13安装在油箱的侧面，它是利用双金属片热胀冷缩灵敏度相当高的特点，测量油液的温度，具有准确度高，读数容易的特点；同时可以直接观察油箱内油液的位置。液位传感器14、温度变送器16设置在油箱上，使系统在规定的液位、油温范围内工作。如果液位不足或油温超高，则液位传感器14、温度变送器16自动发出信号使电气控制系统报警或停机。 

手动换向阀3分别连接水平油缸2和电液比例换向阀24；手动换向阀同时对压力表具有保护作用，延长压力表的使用寿命。 

叶片液压泵12依次连接液压过滤器11、冷却器8构成过滤冷却系统，叶片液压泵12将油箱中液压油抽出，经液压过滤器11过滤，冷却器8冷却起到对油箱中液压油过滤冷却的作用。截止阀9和液压过滤器10连接构成液压油过滤系统，可以将向油箱加入液压油时，对液压油进行过滤。设置液压油过滤系统，每注入新的油液，需经过滤，再进油箱，滤除了油液内脏物颗粒。溢流阀23用于将外部压力油流回油箱。 

所述的液位液温计13、液位传感器14，温度变送器16分别与PLC的输入端连接，所述的报警装置、电液换向阀Ⅰ4、电液换向阀Ⅱ5、电液比例溢流阀7、电液溢流阀22以及电液比例换向阀24分别与PLC的输出端连接。 

在油箱上盖板上垂直安装空气过滤器17，维持油箱内油液的清洁，避免液压泵出现空穴现象。 

液压缸有水平油缸和顶升油缸，不同的液压缸动作完成不同的压块动作。所述的水平油缸通过活塞杆的伸缩驱动上盖总成作直线运动，实现上盖总成的封腔、开腔、推块等作业。所述的顶升油缸采用拉杆式结构。设备中用不同的电磁阀通断电来控制不同的液压缸动作，从而输出动力，实现压块机的每一步动作。液压系统中，液压泵为整个液压系统提供动力，卸荷阀用来控制整个系统的加压或卸荷，以达到工作目的。溢流阀用来平衡系统的压力，使系统始终工作在所设定的压力范围内，起到了保护的作用。在一次压块运行过程中，料门打开，使压料及时进入压料箱。用来控制水平动作的电磁阀选用三位四通阀，电磁铁断电情况下，液压油路被封锁，不产生压力。顶升油缸选用三位四通阀和两位四通阀，动作执行方式基本一致。 

为了保证设备的安全，在所述的顶升油缸1、水平油缸2的回位位置均安装有位移传感器，所述的位移传感器与PLC连接。所述的位移传感器采用磁致伸缩位移传感器，在顶升油缸1、水平油缸2上安装磁性物质，顶升油缸1、水平油缸2上分别对应设置三个磁致伸缩位移传感器。磁性伸缩位移传感器是一种非接触式位置检测开关，这种非接触位置检测不会磨损和损伤检测对象物，响应速度高。当有磁性物质接近图示的磁性开关传感器时，传感器动作，并输出开关信号。 

液压缸的伸出是按时间控制，而液压缸的缩回是按行程控制。一旦在一定时间内液压缸的回位动作信号还没有返回，则控制系统立即报警(报警只是提示操作者注意，控制系统本身并没有动作)。 

如图3所示，所述的PLC采用西门子S7-200系列PLC，供电采用AC220V电压，输出电压为DC24V，I/O点数为24入16出。系统的启动按钮、行程开关与PLC 的输入端相连；电磁阀与报警器等执行元件与PLC 的输出端相连，根据控制要求，我们确定了输入输出点数。PLC 输出端直接和主要控制号、指示信号、报警信写及控制器件相连。各种控制逻辑以及时间控制完全在PLC 内部通过编程实现。 

如图4所示，每台液压缸依次动作，以完成每步动作，并通过相应电磁阀的通断来进行“步”与“步”之间的转换。例如：我们按下压块机的启动按钮，系统开始进入自动运行状态。进入压块机先执行排料动作一次，然后进入待料状态。电子秤称重完成后开始放料，当接到放料结束信号后，水平油缸收回至中位，盖板将型腔封严，顶升油缸向上顶升、加压；压块被压实后，顶升油缸下降，水平油缸再收回至后位，型腔打开；顶升油缸再次向上顶升，将压块顶出型腔，水平油缸伸出将压块推出，一次压块循环结束。 

用PLC控制动力机构，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种动作循环。该系统能够实现压块机的快进、工进、快退等动作。液压压块机的自动控制部分采用PLC 控制， PLC 输出端子与设备的执行元件（电磁阀）相连，通过驱动液压设备电磁阀，从而控制液压缸的动作，使设备执行正确的动作，一旦自动运行过程中出现故障，系统的报警装置便会被启动，出现故障的部分有相应的指示灯指示，待操作人员检修。液压设备以其“柔性”动力传动和单一的直线驱动力,使系统具有较长的生命周期和较高的工作效率。 

液压压块机执行机构属于顺序控制结构，均采用液压缸，每个液压缸的动作类似，液压缸动作完成之后必须回到原来的位置上，以保证设备不受损坏，否则就会启动报警装置。其自动过程顺序如下： 

①来料信号有效时，说明原料已经准备好。这时，将液压系统的卸荷阀关闭，使液压系统转为工作状态。然后第一个动作就是将料门打开，并延时一定时间，以允许来料进入压料箱。

②延时时间到，当接到放料结束信号后，水平油缸收回至中位，盖板将型腔封严。 

③顶升油缸向上顶升、加压。 

④压块被压实后，顶升油缸下降，水平油缸再收回至后位，型腔打开。 

⑤顶升油缸再次向上顶升，将压块顶出型腔，水平油缸伸出将压块推出。 

⑥停留一定时间后，就结束了一个自动循环。 

工作过程：原料准备好后，将液压系统的电液溢流阀22关闭，使液压系统转为工作状态。当接到放料结束信号后，电液换向阀Ⅱ5的2线圈通电，水平油缸收回至中位，盖板将型腔封严。电液比例换向阀24的4线圈通电，顶升油缸1伸出、加压。压块被压实后，电液比例换向阀24的5线圈通电，顶升油缸1缩回，顶升油缸下降，电液换向阀Ⅱ5的2线圈通电水平油缸2缩回，水平油缸收回至后位，型腔打开。电液比例换向阀24的4线圈通电，顶升油缸1再次向上顶升，将压块顶出型腔；电液换向阀Ⅰ4线圈1通电和电液换向阀Ⅱ5线圈3通电时，水平油缸2差动连接，快速伸出，此时泵15和泵19提供的液压油同时提供给水平油缸2使其快速伸出将压块推出，停留一定时间后，就结束了一个自动循环。电液比例换向阀24的4、5线圈断电，顶升油缸1停止。电液换向阀Ⅰ4和电液换向阀Ⅱ5的线圈全部断电，水平油缸2停止。 

Claims (4)

1.一种液压压块机控制系统，其特征在于：包括PLC，分别与PLC连接的操作按钮、报警装置、液压控制系统，给PLC提供稳定工作电压的电源模块，所述的液压控制系统包括顶升油缸（1）、水平油缸（2）、手动换向阀（3）、电液换向阀Ⅰ（4）、电液换向阀Ⅱ（5）、单向阀Ⅰ（6）、电液比例溢流阀（7）、冷却器（8）、截止阀（9）、液压过滤器Ⅰ（10）、液压过滤器Ⅱ（11）、叶片液压泵（12）、液位液温计（13）、液位传感器（14）、双联液压泵（15）、温度变送器（16）、单向阀Ⅱ（18）、变量液压泵（19）、齿轮液压泵（20）、液压过滤器Ⅲ（21）、电磁溢流阀（22）、溢流阀（23）、电液比例换向阀（24）和测压接头（25）；所述的双联液压泵（15）依次通过单向阀Ⅰ（6），电液换向阀Ⅱ（5）和电液换向阀Ⅰ（4）连接水平油缸（2），形成差动回路控制水平油缸（2）快速和慢速的变换；双联液压泵（15）通过电液比例换向阀（24）给顶升油缸（1）提供压力油控制顶升油缸（1）的伸出和缩回；变量液压泵（19）连接至电液换向阀Ⅰ（4），给电液换向阀Ⅰ（4）提供控制压力油，同时变量液压泵（19）通过单向阀Ⅱ（18）连接至水平油缸（2），给水平油缸（2）伸出时提供压力油；电液比例溢流阀（7）并连在变量液压泵（19）和电液换向阀Ⅰ（4）中间，齿轮液压泵（20）通过液压过滤器Ⅲ（21）给电液比例换向阀（24）提供控制用压力油；电液溢流阀（22）连接在双联液压泵（15）的出口处； 测压接头（25）连接在顶升油缸（1）上，液位液温计（13）安装在油箱的侧面；液位传感器（14）、温度变送器（16）设置在油箱上，手动换向阀（3）分别连接水平油缸（2）和电液比例换向阀（24）；叶片液压泵（12）依次连接液压过滤器（11）、冷却器（8）构成过滤冷却系统，截止阀（9）和液压过滤器（10）连接构成液压油过滤系统，溢流阀（23）用于将外部压力油流回油箱；所述的液位液温计（13）、液位传感器（14），温度变送器（16）分别与PLC的输入端连接，所述的报警装置、电液换向阀Ⅰ（4）、电液换向阀Ⅱ（5）、电液比例溢流阀（7）、电液溢流阀（22）以及电液比例换向阀（24）分别与PLC的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的液压压块机控制系统，其特征在于：在油箱上盖板上垂直安装有空气过滤器（17）。

3.根据权利要求1或2所述的液压压块机控制系统，其特征在于：在所述的顶升油缸（1）、水平油缸（2）的回位位置均安装有位移传感器，所述的位移传感器与PLC连接。

4.根据权利要求3所述的液压压块机控制系统，其特征在于：所述的位移传感器采用磁致伸缩位移传感器，在顶升油缸（1）、水平油缸（2）上安装磁性物质。