专利名称：液压往复装置的电气控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器运动的电气控制领域，尤其涉及液压往复装置的电气控制系统。
背景技术：
化学纤维原丝通过牵引机牵引，经过托丝杆、分丝器及导丝轮进入喂入轮，通过喂 丝辊牵引使化学纤维原丝垂直落入收丝桶内，收丝桶放在收丝小车上，通过小车的前后往 复运动，使纤维原丝在桶内有规律排布，以便后处理工序进行处理、烘干打包。传统的收丝 桶往复机电气控制系统原理示意图如图1所示2是收丝桶；6是可编程控制器；8、9是正、 反向铁接近开关；11是铁挡块；12是启动按钮；13是停车按钮；17是变频器；18是传动电 机；19是减速箱；20是传动链条。由于是采用变频控制，铁接近开关定位的方法，因变频器 产生高次谐波，对接近开关产生干扰，易造成控制失灵从而产生大量废丝。
发明内容
本发明的目的在于为解决上述问题，用液压往复装置替代传统的收丝桶往复机， 设计一种控制换向平稳，控制可靠，维护简单的液压往复装置的电气控制系统。技术设想通过方便设定运行参数的触摸屏设定正向运行速度和反向运行速度， 并经可编程控制器(PLC)转换成正负模拟量信号给电液比例调节阀从而控制液压往复装 置正反向速度的快慢；通过触摸屏设定正向加速速率、正向减速速率、反向加速速率、反向 减速速率来控制液压往复装置正反向换向的平稳性；通过铁挡块感应正、反向铁接近开关， 反馈信号给PLC，并在PLC内部进行编程，来控制液压往复装置正反向自动换向。技术方案1、液压往复装置的电气控制系统，包括可编程控制器，与可编程控制器输入端相 连接的启动按钮、停止按钮、正向铁接近开关、反向铁接近开关，用于感应铁接近开关的铁 挡块，其特征在于还有与可编程控制器用PPI通信电缆相连的触摸屏，与可编程控制器输 出端相连的电液比例调节阀、液压马达控制器，与液压马达控制器相连的液压马达；可编程 控制器中设置有，用于控制液压往复装置工作过程的可编程控制器控制模块，触摸屏中设 置有，用于与可编程控制器结合，在触摸屏上设置系统参数、显示系统运行状态的触摸屏控 制模块。技术效果由于采用了可编程控制器作为本发明的控制核心，用正负模拟量信号 控制液压往复装置正反向速度，并用反馈信号控制换向，使得控制可靠；采用触摸屏设定正 反向加减速速率，通过PLC控制，使得控制换向平稳；同时，使得系统的调整维护简单。
图1 传统的收丝桶往复机电气控制系统原理示意图。图2 液压往复装置电气控制系统原理示意图。图3 液压往复装置电气控制系统电路部件连接示意图。
图4 液压往复装置电气控制系统电气控制原理示意框图。图5 液压往复装置电气控制系统可编程控制器控制程序流程框图。图6 触摸屏画面中参数设定画面示意图。图7 触摸屏画面中状态显示画面示意图。图8 液压往复装置电气控制系统触摸屏控制程序流程框图。附图中各部件编号顺序为
1:液压马达2:收丝桶3:正向驱动油管4:反向驱动油管5:驱动油缸6 可编程控制器(PLC)7:触摸屏8:正向铁接近开关9:反向铁接近开关 10:电液比例调节阀11 铁挡块12 启动按钮13 停止按钮14 液压马达控制接触器15:PPI通讯电缆16:液压站17:变频器18:传动电机19 减速箱20 传动链条
具体实施例方式如图2所示，本发明的液压往复装置中，液压站16内安装有液压马达1、电液比例 调节阀10，正向驱动油管3和反向驱动油管4的一端连接电液比例调节阀10，另一端连接 驱动油缸5，构成一个装有液压油的密闭的液压往复装置，液压马达1为该装置提供液压动 力，液压站16内的液压油，经电液比例调节阀10调节，通过正向驱动油管3和反向驱动油 管4使驱动油缸5作正反往复运动，收丝桶2安装在驱动油缸5上。触摸屏7设定的参数 值通过PLC 6运算转换成正负模拟量(-10v-+10v)信号控制电液比例调节阀10，电液比例 调节阀是一种输出液体的流量流速随输入信号大小线性变化的液压阀，模拟量信号的正负 极性决定液体流向，从而方便地实现自动换向；模拟量信号绝对值的大小，决定它输出到正 向驱动油管3、反向驱动油管4中液体的流量流速，即控制了驱动油缸5正反向运行速度的 快慢。如图3所示，可编程控制器采用西门子公司生产的S7-200PLC型，触摸屏采用西门 子TP177型，其它电路部件均采用西门子、施耐德、欧姆龙等公司生产的系列产品。西门子TP177触摸屏7的设定参数通过变量经PPI通讯电缆15传送给西门子 S7-200PLC 6，PLC 6的运行参数通过变量回馈给触摸屏7实时显示，从而实现二者间数据 的双向传送；启动按钮12接入PLC6的输入点II. 0，停止按钮13接入PLC6的输入点II. 1， 按下启动按钮12，输出点Q0. 0动作，液压马达控制接触器14得电，液压马达1运转，按下停 止按钮13，液压马达1停止运转；正向铁接近开关8接入PLC6的输入点10.0，反向铁接近 开关9接入PLC6的输入点10. 1，铁挡块11安装在和驱动油缸5相连接的钢板上，通过铁挡 块11感应正、反向铁接近开关并反馈信号给PLC 6，PLC 6的VO端点输出正负模拟量信号 到电液比例调节阀10。图4是液压往复装置电气控制系统电气控制原理示意框图。
图5是设置在可编程控制器中的可编程控制器控制模块的液压往复装置电气控 制系统可编程控制器控制程序流程框图。如4、5所示，S7-200PLC 6和TP177触摸屏7上电后，按下启动按钮12，液压马达 1运转，可编程控制器控制程序按触摸屏7设定的正向加速速率VW2线性加速到设定的正 向运行速度VW0，经PLC 6转换成相应的正电压模拟量信号控制驱动油缸5正向运动，当运 行到正向铁接近开关8时，通过安装在与驱动油缸5相连接钢板上的铁挡块11感应正向铁 接近开关8的信号送入PLC 6中，可编程控制器控制程序按触摸屏7设定的正向减速速率 VW4线性减速至停止，延时0. 5S后可编程控制器控制程序按触摸屏7设定的反向加速速率 VW8线性加速至反向运行速度VW6，经PLC6转换成相应的负电压模拟量信号控制驱动油缸 5反向运动，当运行到反向铁接近开关9时，铁挡块11感应反向铁接近开关9的信号送入 PLC 6中，可编程控制器控制程序按触摸屏7设定的反向减速速率VWlO线性减速至停止，延 时0. 5S后，可编程控制器控制程序按触摸屏7设定的正向加速速率VW2线性加速至正向运 行速度VWO继续正向运动，至此已完成一个运动周期；当按下停止按钮时，PLC 6输出OV信 号至电液比例调节阀10，液压马达1停止运行。
S7-200PLC 6中设置的可编程控制器控制模块的可编程控制器控制程序，采用 STEP7 V4.0 SP3软件编写，是为控制液压往复装置工作过程而设置的，在程序编制中，根据 各步动作的连锁要求，加入正反向运行连锁信息和正反向加减速连锁信息；根据液压往复 装置的工作流程，在依次完成的动作之间，采用正反向铁接近开关信号的脉冲上升沿、下降 沿控制正反向加、减速子程序的调用。图8是设置在触摸屏7中的触摸屏控制模块的液压往复装置电气控制系统触摸屏 控制程序流程框图。如图6、7、8所示，设定系统参数值时，PLC 6调用触摸屏控制程序，将在触摸屏7的 参数设定画面上设定的系统参数值，写入到PLC 6，PLC 6经过运算后输出模拟量直流电压 信号至电液比例调节阀，相应的信息通过状态显示画面显示。输入参数值的过程是，在触摸 画面上触摸所要预置参数的功能框，这时触摸屏7提示参数预置的范围，若符合要求则写 入，并进入下一个参数预置，否则提示操作错误。正向运行速度VWO的最大值为600毫米/ 秒，对应PLC 6的最大输出电压为+10V，正向加速速率VW2、正向减速速率VW4的取值范围 0. 3 0. 6毫米/毫秒；反向运行速度VW6的最大值也为600毫米/秒，对应PLC 6的最大输 出电压为-IOV ；反向加速速率VW8、反向减速速率VWlO的取值范围0. 3 0. 6毫米/毫秒； 当启动按钮按下时，图7的状态显示画面中“液压马达运行”指示框闪亮，停止时显示“液压 马达停止”指示框不闪亮；正向运行时“正向运行”指示框闪亮，反向运行时“反向运行”指 示框闪亮；“正向速度显示VW12”指示正向运行时的实际速度值，“反向速度显示VW14”指示 反向运行时的实际速度值，单位毫米/秒。触摸屏7中设置的触摸屏控制模块的触摸屏控制程序，采用WINCCFLE、XIBLE 2007软件编写。触摸屏控制程序与可编程控制器结合，控制在触摸屏上设置系统参数、显示 系统运行状态。
权利要求
液压往复装置的电气控制系统，包括可编程控制器(6)，与可编程控制器(6)输入端相连接的启动按钮(12)、停止按钮(13)、正向铁接近开关(8)、反向铁接近开关(9)，用于感应铁接近开关的铁挡块(11)，其特征在于还有与可编程控制器(6)用PPI通信电缆(15)相连的触摸屏(7)，与可编程控制器(6)输出端相连的电液比例调节阀(10)、液压马达控制器(14)，与液压马达控制器(14)相连的液压马达(1)；可编程控制器(6)中设置有，用于控制液压往复装置工作过程的可编程控制器控制模块，触摸屏(7)中设置有，用于与可编程控制器结合，在触摸屏上设置系统参数、显示系统运行状态的触摸屏控制模块。
全文摘要
本发明涉及液压往复装置的电气控制系统，包括可编程控制器，与可编程控制器输入端相连接的启动按钮、停止按钮、正向铁接近开关、反向铁接近开关，用于感应铁接近开关的铁挡块，其特征在于还有与可编程控制器用PPI通信电缆相连的触摸屏，与可编程控制器输出端相连的电液比例调节阀、液压马达控制器，与液压马达控制器相连的液压马达；可编程控制器中设置可编程控制器控制模块，触摸屏中设置触摸屏控制模块。本发明的突出效果是控制换向平稳，控制可靠，维护简单。可广泛应用于化纤行业液压往复装置的电气控制。
文档编号G05B19/05GK101957608SQ20091004394
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者夏旺平 申请人:邵阳纺织机械有限责任公司