专利名称：四缸节能淬火机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制系统，尤其是一种用于热处理的四缸节能淬火机控制系统。
背景技术：
热处理是一项广泛应用的基础加工工艺，它是在严格控制的加热和冷却条件下对金属材料进行处理的一种工艺，通过改变材料内部的显微组织来达到人们所要求的使用性能。传统的淬火设备，通过采用继电器，可实现自动控制淬火过程，但是这样的控制系统的工作可靠性差、淬火设计故障率高且维修成本高。20世纪80年代以来，出现了应用计算机作为控制核心的淬火控制系统，这样的控制系统工作可靠性高、淬火设计故障率低，具有友好的人机交互界面，但是由于采用计算机作为控制核心，导致控制系统的设备比较复杂，不容易将整套设备全都布置在淬火工位附近，对应用场合的场地环境有较高的要求。而且复杂的控制设备造成用电设备的增加，并且产生较高的能耗。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种采用可编程控制器PLC作为控制核心的四缸节能淬火机控制系统，具有操作方便的人机交互界面，故障率低，工作可靠，并且控制系统结构简单紧凑，能耗低。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种四缸节能淬火机控制系统，包括人机交互单元、电气控制单元和动作执行单元，其中所述人机交互单元与所述电气控制单元之间采用双工通信方式连接，根据外部操作指令向所述电气控制单元发送指令信号，并且根据所述电气控制单元发送的输出信号向外部传递信息；所述电气控制单元，包括PLC，与所述人机交互单元连接，根据所述人机交互单元发送的指令信号产生控制信号，并且根据自身的工作状态向所述人机交互单元发送输出信号；所述动作执行单元，包括四液压缸淬火机，与所述电气控制单元连接，根据所述电气控制单元输出的控制信号执行机械动作。优选地，所述人机交互单元是触摸屏。优选地，所述动作执行单元还包括速度调节单元，根据所述电气控制单元的控制信号调节所述四液压缸淬火机的机械动作速率。进一步地，所述速度调节单元包括变频器和液压泵电动机；其中所述变频器的输入端与所述电气控制单元连接，输出端与所述液压泵电动机连接，并且根据所述电气控制单元的控制信号产生变频电流；所述液压泵电动机的输入端与所述变频器的输出端连接，根据所述变频器产生的变频电流产生可变转速动力输出。本实用新型的有益效果是采用触摸屏作为人机交互界面，可以在一块屏幕上实现输入和输出，相比计算机系统的人机交互界面，大大简化了控制系统的结构，减少了占地空间，便于操作，且人机交互界面友好。采用了 PLC的电气控制单元可以使四缸节能淬火机控制系统的结构大为简化，有效降低控制系统设备的能耗，同时还保持了高的工作可靠率， 使故障率稳定地保持在低水平。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例1的系统架构示意图；图2是本实用新型实施例1的系统控制流程图；图3是本实用新型实施例1的自动控制时序图；图4是本实用新型实施例1的人机界面组态图；图5是本实用新型实施例2的系统架构示意图；图6是本实用新型的四液压缸淬火机部分结构示意图。图中1. 一号油缸，2. 二号油缸，3三号油缸，4.工件，5.电磁阀，6.四号油缸， 7.工作台。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。实施例1。如
图1所示，本实施例中所示四缸节能淬火机控制系统，包括人机交互单元、电气控制单元和动作执行单元，其中所述人机交互单元与所述电气控制单元之间采用双工通信方式连接，根据外部操作指令向所述电气控制单元发送指令信号，并且根据所述电气控制单元发送的输出信号向外部传递信息；所述电气控制单元，采用PLC作为控制单元的核心，与所述人机交互单元连接，根据所述人机交互单元发送的指令信号产生控制信号，并且根据自身的工作状态向所述人机交互单元发送输出信号；所述动作执行单元，包括四液压缸淬火机，与所述电气控制单元连接，根据所述电气控制单元输出的控制信号执行机械动作。图6所示为本实施例中所用四液压缸淬火机的结构示意图，图中一号油缸1、二号油缸2、三号油缸3和四号油缸6是动作执行机构，上述每个油缸均与一个电磁阀5连接， 工件4被放置在工作台7的伸出部位上，并且可以通过从一号油缸1伸出的导杆进行夹持。 通过电磁阀5就可以控制对应油缸中液压油的通断和流向，从而使油缸产生伸缩运动。如图2所示，为本实施例的系统控制流程。本实用新型的控制流程包括手动、自动和试片三种控制流程，流程中各个步骤的时序关系如图3所示。结合图4和图6具体说明如下1)手动流程适用于需要进行手动淬火或设备检修的场合，选择进入手动控制流程后，首先是淬火机加电，同时PLC发出手动控制信号；然后液压油泵(未图示)开始工作，向液压系统提供动力，此时操作者可以通过手动按下设置在淬火机上的功能按钮使淬火机执行相应的动作，松开按钮则动作停止。2)自动流程适用于自动加工的场合，并且需要预先在PLC中存储程序和参数。启动自动控制流程后，首先是淬火机加电、油泵工作；然后PLC自动控制淬火机进行“初始化 —启动一夹紧一落下一摆动一松夹一前后摆一卸荷一初始化”的自动淬火流程。流程中各
4部件对应的动作具体为一号油缸1伸出时为夹紧、一号油缸1回缩时为松夹；二号油缸2 的伸缩动作控制工件4的前后摆动；三号油缸3的伸缩动作控制工作台7的抬升和落下，以及工件4的上下摆动；卸荷和进行装料时四号油缸6回缩，淬火时四号油缸6处于伸出位置；初始化时工作台7处于抬升位置、一号油缸1回缩、二号油缸2不动、四号油缸6回缩。3)试片流程适用于测试调整和单件加工的场合，和自动流程类似，需要预先在 PLC中编入程序和参数，然后控制淬火机进行“初始化一启动一夹紧一落下一前后摆一初始化”的试片流程。进一步地，上述试片流程中还附加了管理流程，如图4所示，可以对试片流程进行附加的计件管理。通过初始化、参数设置管理还可以对上述三种控制流程的参数进行具体的设置和调整，一方面可以使控制系统适应不同的工件加工需求，另一方面还可以使控制系统在出现意外的软件故障后可以方便地恢复数据，提高了系统的适应性和可维护性。应当理解，本实施例中的自动流程和试片流程是为了便于陈述控制原理而举例， 其他符合本实施例控制原理的流程同样可以用于本实施例。本实施例中采用触摸屏作为人机交互单元。如图4所示，所述触摸屏开机后显示主画面，主画面由五个部分组成，分别对应“手动”、“自动”、“试片”、“管理”和“参数设置”， 主要用来实现自动、手动、试片、管理和参数设置之间的切换。此外，还可以根据使用需要， 再附加用户管理界面，这样可以保证只有具备授权资格的用户才能登陆相应的画面。上述主画面的五个部分中手动画面对应图2中所示的手动控制流程；自动画面对应图2中所示的自动控制流程；试片画面对应图2中所示的试片控制流程；管理画面对应图2中所示的管理流程；参数设置画面对应图2中所示的手动、自动和试片三个控制流程的初始化、参数设置管理。由于所述触摸屏和所述电气控制单元中的PLC之间采用双工通信方式连接， 所以可以通过操作触摸屏上相应的画面使所述电气控制系统进入到具有上述对应关系的控制流程中，同时还可以在触摸屏上显示出相应的控制流程参数信息，提供了友好的人机交互界面。实施例2。在实施例1的基础上，所述动作执行单元中还可以包括速度调节单元， 如图5所示，根据所述电气控制单元的控制信号调节所述四液压缸淬火机的机械动作速率。这样，在不需要淬火时可以调整液压油泵处于低压状态，降低淬火机中油缸的运动速率，从而达到进一步节能的目的。本实施例其他未说明部分均与实施例1相同。具体地，本实施例中所述速度调节单元包括变频器和液压泵电动机。其中所述变频器的输入端与所述电气控制单元连接，所述变频器的输出端与所述液压泵电动机连接， 并且根据所述电气控制单元的控制信号产生变频电流；所述液压泵电动机的输入端与所述变频器的输出端连接，根据所述变频器产生的定频电流产生可变转速动力输出。当淬火机处于闲置等待状态时，电气控制单元向变频器发出控制信号，变频器产生相对于工作状态的低频电流，并使得液压泵电动机产生较低的可变转速动力输出，从而降低液压系统的油压，达到降低淬火机机械动作速率、降低能耗的目的。以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求1.一种四缸节能淬火机控制系统，包括人机交互单元、电气控制单元和动作执行单元， 其特征在于所述人机交互单元与所述电气控制单元之间采用双工通信方式连接，根据外部操作指令向所述电气控制单元发送指令信号，并且根据所述电气控制单元发送的输出信号向外部传递信息；所述电气控制单元，包括PLC，与所述人机交互单元连接，根据所述人机交互单元发送的指令信号产生控制信号，并且根据自身的工作状态向所述人机交互单元发送输出信号；所述动作执行单元，包括四液压缸淬火机，与所述电气控制单元连接，根据所述电气控制单元输出的控制信号执行机械动作。
2.根据权利要求1所述的四缸节能淬火机控制系统，其特征在于，所述人机交互单元是触摸屏。
3.根据权利要求1所述的四缸节能淬火机控制系统，其特征在于，所述动作执行单元还包括速度调节单元，根据所述电气控制单元的控制信号调节所述四液压缸淬火机的机械动作速率。
4.根据权利要求3所述的四缸节能淬火机控制系统，其特征在于，所述速度调节单元包括变频器和液压泵电动机；其中所述变频器的输入端与所述电气控制单元连接，输出端与所述液压泵电动机连接，并且根据所述电气控制单元的控制信号产生变频电流；所述液压泵电动机的输入端与所述变频器的输出端连接，根据所述变频器产生的变频电流产生可变转速动力输出。
专利摘要本实用新型公开一种四缸节能淬火机控制系统，包括人机交互单元、电气控制单元和动作执行单元，所述人机交互单元与电气控制单元之间采用双工通信方式连接，根据外部操作指令向电气控制单元发送指令信号，并且根据电气控制单元发送的输出信号向外部传递信息；所述电气控制单元，包括PLC，与所述人机交互单元连接，根据人机交互单元发送的指令信号产生控制信号，并且根据自身的工作状态向人机交互单元发送输出信号；所述动作执行单元，包括四液压缸淬火机，与电气控制单元连接，根据电气控制单元输出的控制信号执行机械动作。本实用新型具有操作方便的人机交互界面，故障率低，工作可靠，并且控制系统结构简单紧凑，能耗低。
文档编号C21D1/62GK202033639SQ201120076649
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者孙蓓蓓 申请人:淄博职业学院