一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统及方法与流程

本发明涉及一种压机电气控制系统及方法，尤其涉及一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统及方法。

背景技术：

干压粉末成型液压机一般由主体机架、主油缸、活动横梁、顶出装置和泵站组成,重量至少也有几十吨，个别机型能达到3百多吨，是工厂自动生产线内的核心装备，要求压制产品速度快，正常生产平均每分钟完成12次压制，工作时间长，设备故障率低，压机平均每天需要运行20小时以上，产品尺寸要求精度高，误差一般不超过0.2mm，自动化、智能化水平高，操作人员只需经过简单培训就能上手，因此对配套的电气控制装置有很高的技术要求。同时随着认识水平的进步和适应压制产品的不同需求，干压粉末成型液压机衍生出多种专用机型，同一种机型下再细分出大小不同规格，其中根据主油缸配置数量的不同，可总体分为单缸加压和双缸同步加压。特别说明的是干压粉末成型核心是对成型压力的精确控制，为此针对双缸同步加压的特殊结构形式研发一套相适应的新型电气控制装置是非常必要的。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统，针对采用双油缸同时加压的特殊结构，硬件上配置2个压力传感器，控制上作平均和过滤运算，减少压力取样误差，提高压力控制精度。在发生传感器故障时又可以改为选用正常的单个传感器作为压力反馈，增加系统冗余性。配置两个横梁位移传感器，对压力采集值作平均和过滤运算，减少取样误差，提高压力控制精度。在发生传感器故障时又可改选用单个传感器作为压力反馈，增加系统冗余性。配置两个横梁位移传感器，实时比较两个位移传感器值，有效避免出现主油缸工作面倾斜却继续加压情形，保护了主油缸，保证了产品整体性能。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统，包括控制单元、传感器单元和执行阀单元，

所述传感器单元包括第一主缸压力传感器、第二主缸压力传感器、第一横梁位移传感器、第二横梁位移传感器和顶出位移传感器；

所述控制阀单元包括主缸压力比例阀、横梁比例阀和顶出伺服阀；

所述控制单元根据输入的控制指令以及所述传感器单元的反馈信号，对所述控制阀单元发出控制信号，实现第一主液压缸、第二主液压缸精确加压、活动横梁柔和升降和顶出液压缸的精密定位。

作为上述方案的改进，所述双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统还包括存储单元，其用于间隔预定时间存储所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器反馈的数值。

作为上述方案的改进，所述控制单元能够根据存储单元存储的数值判断所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器反馈的最新数值是否错误。

作为上述方案的改进，所述控制单元能够将所述第一横梁位移传感器和第二横梁位移传感器的反馈数值进行算术比较，从而判断是否出现主油缸工作面倾斜。

作为上述方案的改进，所述控制单元能针对横梁运动和主缸加压分别提供开环和闭环控制模式，满足不同产品压制工艺的需求。

作为上述方案的改进，采用高精度ssi位移传感器作反馈，采用高性能plc为控制单元，采用高性能伺服阀为执行单元，运行专有的pid算法，最大程度保证顶出定位的精确性。

相应地，本发明实施例还提供了一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制方法，上文所述的双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统对压机进行控制，所述控制单元根据输入的控制指令、预先输入的控制程序以及所述传感器单元的反馈信号，对所述控制阀单元发出控制信号，控制第一主液压缸、第二主液压缸、横梁和顶出液压缸的动作。

作为上述方案的改进，所述控制单元对第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的反馈数值取平均数，作为压制压力的主要参数。

作为上述方案的改进，所述存储单元间隔预定时间对第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的反馈数值取样，并储存；每次获取第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的反馈数值时，与存储单元中的历史数值进行比对，当现有数值和历史数值的差大于预定值时，判定此传感器出现故障，发出警报。

作为上述方案的改进，当控制单元判定所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的其中一个出现故障时，自动屏蔽故障的压力传感器，并将正常的压力传感器数值作为压制压力的主要参数，继续运行。

作为上述方案的改进，当控制单元判定所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的其中一个出现故障时，允许用户人工指定它们其中一个压力传感器作为压制压力的主要参数，并屏蔽另一传感器。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供了一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统，其针对采用双油缸同时加压的特殊结构，硬件上配置两个压力传感器，控制上作平均和过滤运算，减少压力取样误差，提高压力控制精度。在发生传感器故障时又可以改为选用正常的单个传感器作为压力反馈，增加系统冗余性。时比较两个横梁位移传感器数值，有效避免出现主油缸工作面倾斜却继续加压情形，保护了主油缸，保证了产品整体性能。

附图说明

图1是一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统的电气连接图；

图2是一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统的控制原理图；

图3是一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统对应的工序图。

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。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统，包括控制单元、传感器单元和控制阀单元。

所述传感器单元包括第一主缸压力传感器（即附图中的主缸压力传感器1）、第二主缸压力传感器（即附图中的主缸压力传感器2）、第一横梁位移传感器（即附图中的横梁位移传感器1）、第二横梁位移传感器（附图中的横梁位移传感器2）和顶出位移传感器（即附图中的顶出ssi位移传感器）；它们设置在对应的第一主缸（即附图中的主液压油缸1）、第二主缸（即附图中的主液压油缸2）、横梁和顶出机构上。其中，控制单元可以采用倍福公司的cx1010plc，作为控制核心，控制输入输出量，人机界面可以采用富士通公司的hakko触摸屏，用于显示和输入参数；第一主缸压力传感器、第二主缸压力传感器可采用hydac公司数字式压力传感器，用于检测主缸压力；第一横梁位移传感器、第二横梁位移传感器可采用mts公司磁致伸缩非接触模拟量位移传感器，用于实时检测横梁位置；顶出位移传感器可采用mts公司磁致伸缩非接触ssi位移传感器，用于实时检测顶出位置。

所述控制阀单元包括主缸压力比例阀、横梁比例阀和顶出伺服阀；其中，主缸压力比例阀和横梁比例阀可以采用atos公司大通径比例阀，用于主缸的加压和卸压以及横梁的升降控制；所述顶出伺服阀可以采用moog公司大通径伺服阀，实现顶出机构精确定位。

所述控制单元根据输入的控制指令以及所述传感器单元的反馈信号，对所述控制阀单元发出控制信号，控制第一主液压缸、第二主液压缸、横梁液压缸和顶出液压缸的动作。例如，当用户输入主缸加压的控制指令或按下主缸加压的按钮，控制单元对控制阀单元发出开阀的控制信号，将主缸压力比例阀打开，所述第一主缸和第二主缸开始充液加压，当传感器单元反馈的主缸压力信号达到预定值时，控制单元对控制阀单元发出关阀的控制信号，将主缸压力比例阀关闭，所述第一主缸和第二主缸停止充液加压。

本发明提供了一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统，其针对采用双油缸同时加压的特殊结构，硬件上配置两个压力传感器，控制上作平均和过滤运算，减少压力取样误差，提高压力控制精度。在发生传感器故障时又可以改为选用正常的单个传感器作为压力反馈，增加系统冗余性。

优选地，所述双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统还包括存储单元，其用于间隔预定时间存储所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器反馈的数值。所述控制单元能够根据存储单元存储的数值判断所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器反馈的最新数值是否错误。

优选地，所述双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统对横梁升降运动和主缸加压可分别提供开环和闭环控制模式满足不同工艺需求。

优选地，所述双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统采用高精度ssi位移传感器作反馈，运用pid算法，闭环控制伺服顶出。

相应地，本发明实施例还提供了一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制方法。

在此先简述液压机压制工艺流程，如图3所示，其过程按照先后顺序可划分为12个工步：

①顶出机构下降填料------〉②横梁下行-------〉③主缸一次加低压------〉④一次排气-----〉⑤主缸二次加中压------〉⑥二次排气------〉⑦主缸三次加高压------〉⑧主缸保压------〉⑨主缸卸压------〉⑩横梁上行--------〉⑪顶模上行-------〉⑫循环等待

首先顶出机构下降形成固定布料模腔，通过布料机构放入原料，检测到布料机构回到安全后位后，横梁带动主缸开始下行，到达接触原料位置后，主缸开始第一次加低压，达到压力后主缸卸压，横梁抬起小段距离，进行一次排气动作，排气完成后横梁下降，主缸开始第二次加中压，达到压力后主缸卸压，横梁抬起小段距离，进行二次排气动作，排气完成后横梁下降，主缸开始第三次加高压，达到设定高压后，主缸开始保压设定时间，然后卸压，当卸压时间到后，横梁上升同时顶出装置顶出砖坯，当横梁上升到自动高位及完全顶出砖坯后进入循环延时等待，准备下一次循环动作。

上述工艺中的关键点是主缸加压过程主缸位移以及压力的控制，以及横梁和顶出装置精确移动控制。因此，本方法的核心在于如何精确控制双主缸的压力，提高系统的运行可靠性和冗余度。

本双缸同步加压粉末成型压机电气控制方法采用上文所述的双缸同步加压粉末成型压机电气控制系统对压机进行控制，所述控制单元根据输入的控制指令、预先输入的控制程序以及所述传感器单元的反馈信号，对所述控制阀单元发出控制信号，控制第一主液压缸、第二主液压缸、横梁和顶出液压缸的动作。在正常工作情况下，所述控制单元对第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的反馈数值取平均数，作为压制压力的主要参数。

优选地，所述存储单元间隔预定时间对第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的反馈数值取样，并储存；每次获取第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的反馈数值时，先初步判断数值是否在合理范围内，再与存储单元中的历史数值进行比对，当现有数值和历史数值的差大于预定值时，判定此传感器出现故障，发出警报。

根据本发明的一种实施方式，当控制单元判定所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的其中一个出现故障时，控制单元自动屏蔽故障的压力传感器，并将正常的压力传感器数值作为压制压力的主要参数，继续运行。

需要说明的是，此方法用于当前因为生产等原因无法马上停机的情况，此时作为参考的主缸压力是两个主缸其中之一的压力反馈，仅作为应急手段，当情况允许时，应马上找出故障原因，排除故障后重新开机生产。

根据本发明的另一种实施方式，当控制单元判定所述第一主缸压力传感器和第二主缸压力传感器的其中一个出现故障时，允许用户人工指定它们其中一个压力传感器作为压制压力的主要参数，并屏蔽另一传感器。

需要说明的是，本实施方式与第一种实施方式的不同之处在于，当传感器出现故障时，本系统会自动停机并发出警报，此时用户可以排除故障后重新开机，或者人工指定正常的压力传感器为压制压力的主要参数，并继续运行。

本发明提供了一种双缸同步加压粉末成型压机电气控制方法，其针对采用双油缸同时加压的特殊结构，硬件上配置两个压力传感器，控制上作平均和过滤运算，减少压力取样误差，提高压力控制精度。在发生传感器故障时又可以改为选用正常的单个传感器作为压力反馈，增加系统冗余性。

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。