CN216199537U - 一种用于npd和cbn合成的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供一种用于NPD和CBN合成的控制装置，包括NPD控制系统、CBN控制系统，其特征在于：包括PLC、加热控制系统、压力控制系统；所述加热控制系统包括用于调节功率的功率控制器、用于NPD合成的第一接触器KM1和第一变压器、用于CBN合成的第二接触器KM2和第二变压器、转换铜排，所述压力控制系统包括第一高压泵、第二高压泵、用于带动第一高压泵运转的电机M1、用于带动第二高压泵运转的电机M2、用于控制电机M1转速的第一变频器、用于控制电机M2转速的第二变频器。通过将现有的NPD与CBN系统进行整合，经由PLC实现对两套系统的切换及控制，提高了生产产量和合成质量，极大的节约了硬件成本，减小了资源的浪费，提高了生产效率。

Description

一种用于NPD和CBN合成的控制装置

技术领域

本实用新型属于超硬材料合成技术领域，具体涉及一种用于NPD和CBN合成的控制装置。

背景技术

现有我国超硬材料行业的快速发展，已成为金刚石产量大国，无论在产量还是质量在国际上都占据极为重要的地位。大型压机的发展做出了极为重要的贡献。 扩大六面顶压机腔体，可以在产量提高、质量上升、顶锤消耗下降、合成成本降低方面取得较好的效果，在提高和增强金刚石市场的竞争力也极具优势。在NPD 和CBN大单晶研究实验中，需要大型化设备和精密控制系统作为生产实验平台，由于实验基本是单个进行，闲置的设备就会造成资源浪费，为此，设计一套双系统控制方法，共享一套成本较高的压机硬件资源实现不同品种实验合成目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于NPD和CBN合成的控制装置，用于节约成本、降低资源闲置率。

本实用新型解决其技术问题的技术方案为：一种用于NPD和CBN合成的控制装置，包括NPD控制系统、CBN控制系统，包括PLC、加热控制系统、压力控制系统；所述加热控制系统包括用于调节功率的功率控制器、用于NPD合成的第一接触器KM1和第一变压器、用于CBN合成的第二接触器KM2和第二变压器、转换铜排，所述功率控制器的信号输入端与PLC的信号输出端连接，所述功率控制器的输出端通过第一接触器KM1与第一变压器连接，所述功率控制器的输出端通过第二接触器KM2与第二变压器连接，所述转换铜排上设置有触点A和触点B，所述第一变压器上设置有用于接通转换铜排上触点A、触点B的触点A1、触点B1，所述第二变压器上设置有用于接通转换铜排上触点A、触点B的触点A2、触点B2；所述压力控制系统包括第一高压泵、第二高压泵、用于带动第一高压泵运转的电机M1、用于带动第二高压泵运转的电机M2、用于控制电机M1转速的第一变频器、用于控制电机M2转速的第二变频器，所述PLC的信号输出端分别与第一变频器、第二变频器的信号输入端连接，所述电机M1的信号输出端与第一高压泵的信号输入端连接、所述电机M2的信号输出端与第二高压泵的信号输入端连接，还包括七通阀、液压缸、手动切换阀、用于NPD泄压的NPD泄压组件、用于CBN泄压的CBN泄压组件，所述第一高压泵、第二高压泵并联后通过七通阀与液压缸的进压端连通，所述液压缸的泄压端通过手动切换阀与NPD泄压组件连通，所述液压缸的泄压端与CBN泄压组件连通，所述NPD控制系统、CBN控制系统的信号输出端分别与PLC的信号输入端连接。

所述第一接触器KM1与第二接触器KM2在电路上为互锁关系，不能同时闭合。

所述NPD泄压组件包括减压阀、节流片、手动节流阀，所述手动切换阀的泄压端依次与减压阀、节流片、手动节流阀连通。

所述CBN泄压组件包括分别由三个两位四通电磁阀控制的三路泄压阀组，所述三路泄压阀组的进压端并联后与液压缸的泄压端连通。

还包括用于控制七通阀和三个两位四通电磁阀的控制组件，所述控制组件包括油箱、主泵、系统溢流阀、连通控制阀，所述主泵的进油端与油箱连通，所述主泵的出油端分别与并联后的三路泄压阀组的进油端连通，所述主泵的出油端与并联后的三路泄压阀组的进油端之间连通系统溢流阀的进油端，所述系统溢流阀的出油端与油箱连通，所述主泵的出油端与并联后的三路泄压阀组的进油端之间与连通控制阀的进油端连通，所述连通控制阀的出油端与七通阀连通。本实用新型的有益效果为：将现有的NPD与CBN系统进行整合，经由PLC实现对两套系统的切换及控制，提高了生产产量和合成质量，极大的节约了硬件成本，减小了资源的浪费，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型包括NPD控制系统、CBN控制系统，包括PLC、加热控制系统、压力控制系统；所述加热控制系统包括用于调节功率的功率控制器、用于NPD合成的第一接触器KM1和第一变压器、用于CBN合成的第二接触器KM2和第二变压器、转换铜排，所述功率控制器的信号输入端与PLC的信号输出端连接，所述功率控制器的输出端通过第一接触器KM1与第一变压器连接，所述功率控制器的输出端通过第二接触器KM2与第二变压器连接，所述转换铜排上设置有触点A和触点B，所述第一变压器上设置有用于接通转换铜排上触点A、触点B的触点A1、触点B1，所述第二变压器上设置有用于接通转换铜排上触点A、触点B的触点A2、触点B2；所述压力控制系统包括第一高压泵、第二高压泵、用于带动第一高压泵运转的电机M1、用于带动第二高压泵运转的电机M2、用于控制电机M1转速的第一变频器、用于控制电机M2转速的第二变频器，所述PLC的信号输出端分别与第一变频器、第二变频器的信号输入端连接，所述电机M1的信号输出端与第一高压泵的信号输入端连接、所述电机M2的信号输出端与第二高压泵的信号输入端连接，还包括七通阀、液压缸、手动切换阀、用于NPD泄压的NPD泄压组件、用于CBN泄压的CBN泄压组件，所述第一高压泵、第二高压泵并联后通过七通阀与液压缸的进压端连通，所述液压缸的泄压端通过手动切换阀与NPD泄压组件连通，所述液压缸的泄压端与CBN泄压组件连通，所述NPD控制系统、CBN控制系统的信号输出端分别与PLC的信号输入端连接。

所述第一接触器KM1与第二接触器KM2在电路上为互锁关系，不能同时闭合。

所述NPD泄压组件包括减压阀、节流片、手动节流阀，所述手动切换阀的泄压端依次与减压阀、节流片、手动节流阀连通。

所述CBN泄压组件包括分别由三个两位四通电磁阀控制的三路泄压阀组，所述三路泄压阀组的进压端并联后与液压缸的泄压端连通。

还包括用于控制七通阀和三个两位四通电磁阀的控制组件，所述控制组件包括油箱、主泵、系统溢流阀、连通控制阀，所述主泵的进油端与油箱连通，所述主泵的出油端分别与并联后的三路泄压阀组的进油端连通，所述主泵的出油端与并联后的三路泄压阀组的进油端之间连通系统溢流阀的进油端，所述系统溢流阀的出油端与油箱连通，所述主泵的出油端与并联后的三路泄压阀组的进油端之间与连通控制阀的进油端连通，所述连通控制阀的出油端与七通阀连通。本实用新型的有益效果为：将现有的NPD与CBN系统进行整合，经由PLC实现对两套系统的切换及控制，提高了生产产量和合成质量，极大的节约了硬件成本，减小了资源的浪费，提高了生产效率。

本实施例通过加热工艺的实现、超压工艺的实现、泄压工艺的实现三个方面对本系统针对NPD和CBN两种工艺的原理进行描述。

加热工艺的实现：NPD系统合成时，把加热铜排上的转换铜排A端和转换铜排B端分别连接到第一变压器的次级A1、B1两端NPD合成时，接近加热压力设定值时控制两相100A的接触器KM1提前闭合，接通第一变压器初级线圈电路 ，为加热做准备；CBN系统合成时，把加热铜排上的转换铜排A端和转换铜排B端分别连接到第二变压器的次级A2、B2两端，接近加热CBN大单晶加热压力时程序控制两相100A的接触器KM2闭合，接通第二变压器初级线圈电路 ，提前为加热做准备。KM1与KM2在电路上属互锁关系，任何时候都不会同时闭合，避免两个加热变压器同时带电，从而实现两个系统的独立加热功能。

超压工艺的实现： 两种产品合成超压时采用两个超高压泵进行差超压控制，第一高压泵、第二高压泵分别由第一变频器、第二变频器驱动，两个变频器的转速模拟量给定端子并联连接，两个变频器的启动开关量通过PLC控制器的数字量I/O端口在程序和线路上实现单独控制，两个高压泵可以在NPD程序运行时同时启动，通过变频控制实现动态跟踪进行超压，保压和泄压功能，始终跟踪设定压力曲线运行，保证0.01MPa的压力控制精度；也可以在CBN程序运行时根据工步需要实现同时启动和分开控制结合的方法进行超压和保压功能，达到CBN生产合成的目的。

泄压工艺的实现： 进行NPD 合成时，把液压缸回油腔回路上的手动切换阀打开，接通NPD泄压油路；由于CBN泄压回路的三路泄压阀组分别由三个两位四通电磁阀控制，非CBN泄压工步电磁铁不带电，三路泄压阀组的油路也处于阻断状态，所以NPD合成时运行至泄压工步，液压缸回油腔内的油液直接经手动切换阀、减压阀、节流片、手动节流阀流回油箱，完成泄压动作；在CBN合成时，需要关断手动切换阀，运行至泄压工步时，根据泄压速度要求，分别控制三个两位四通电磁阀的通断实现三级泄压的功能。

本实用新型通过将现有的NPD与CBN系统进行整合，经由PLC实现对两套系统的切换及控制，提高了生产产量和合成质量，极大的节约了硬件成本，减小了资源的浪费，提高了生产效率。

Claims (5)

1.一种用于NPD和CBN合成的控制装置，包括NPD控制系统、CBN控制系统，其特征在于：包括PLC、加热控制系统、压力控制系统；所述加热控制系统包括用于调节功率的功率控制器、用于NPD合成的第一接触器KM1和第一变压器、用于CBN合成的第二接触器KM2和第二变压器、转换铜排，所述功率控制器的信号输入端与PLC的信号输出端连接，所述功率控制器的输出端通过第一接触器KM1与第一变压器连接，所述功率控制器的输出端通过第二接触器KM2与第二变压器连接，所述转换铜排上设置有触点A和触点B，所述第一变压器上设置有用于接通转换铜排上触点A、触点B的触点A1、触点B1，所述第二变压器上设置有用于接通转换铜排上触点A、触点B的触点A2、触点B2；所述压力控制系统包括第一高压泵、第二高压泵、用于带动第一高压泵运转的电机M1、用于带动第二高压泵运转的电机M2、用于控制电机M1转速的第一变频器、用于控制电机M2转速的第二变频器，所述PLC的信号输出端分别与第一变频器、第二变频器的信号输入端连接，所述电机M1的信号输出端与第一高压泵的信号输入端连接、所述电机M2的信号输出端与第二高压泵的信号输入端连接，还包括七通阀、液压缸、手动切换阀、用于NPD泄压的NPD泄压组件、用于CBN泄压的CBN泄压组件，所述第一高压泵、第二高压泵并联后通过七通阀与液压缸的进压端连通，所述液压缸的泄压端通过手动切换阀与NPD泄压组件连通，所述液压缸的泄压端与CBN泄压组件连通，所述NPD控制系统、CBN控制系统的信号输出端分别与PLC的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于NPD和CBN合成的控制装置，其特征在于：所述第一接触器KM1与第二接触器KM2在电路上为互锁关系，不能同时闭合。

3.根据权利要求1所述的一种用于NPD和CBN合成的控制装置，其特征在于：所述NPD泄压组件包括减压阀、节流片、手动节流阀，所述手动切换阀的泄压端依次与减压阀、节流片、手动节流阀连通。

4.根据权利要求1所述的一种用于NPD和CBN合成的控制装置，其特征在于：所述CBN泄压组件包括分别由三个两位四通电磁阀控制的三路泄压阀组，所述三路泄压阀组的进压端并联后与液压缸的泄压端连通。

5.根据权利要求4所述的一种用于NPD和CBN合成的控制装置，其特征在于：还包括用于控制七通阀和三个两位四通电磁阀的控制组件，所述控制组件包括油箱、主泵、系统溢流阀、连通控制阀，所述主泵的进油端与油箱连通，所述主泵的出油端分别与并联后的三路泄压阀组的进油端连通，所述主泵的出油端与并联后的三路泄压阀组的进油端之间连通系统溢流阀的进油端，所述系统溢流阀的出油端与油箱连通，所述主泵的出油端与并联后的三路泄压阀组的进油端之间与连通控制阀的进油端连通，所述连通控制阀的出油端与七通阀连通。

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