導航：安全管理網>> 安全論文>> 機械安全論文>>正文

快速鍛造液壓機液壓控制系統研究

文檔作者：魏運華文檔來源：蘭州蘭石重工有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年07月20日
下載地址：點擊這里	文件大小： 548.85 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：548.85 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

下一篇：聯合站大罐門式快查型液壓安全閥設計探索

上一篇：基于安全特性電子液壓制動前后軸制動力分…

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

第39卷第3期化工機械313
快速鍛造液壓機液壓控制系統研究
魏運華+
(蘭州蘭石重工有限公司)
摘要針對快速鍛造液壓機的特點，選用大流量比例閥構成機組液壓控制系統，利用計算機和PLC組
成現場控制網絡來構建機組的控制系統，采用預測多模式模糊控制技術對快速鍛造液壓機的大慣量運
動部件進行平穩、無沖擊振動和準確的位置控制。經過多臺快速鍛造液壓機的使用表明：該方法使控制
系統的復雜程度大大降低．可靠性顯著增強，機組的控制性能得到保證。
關鍵詞鍛造液壓機控制系統控制技術
中圖分類號TQ050．5 文獻標識碼A 文章編號0254-6094(2012)03-0313-04
隨著鍛造液壓機在新材料制備、關鍵零件鍛
造方面得到大量應用，用戶對鍛件質量的要求也
日益增加，鍛造技術正在向著高質量、高精度、高
效率的方向發展。傳統鍛造液壓機由于鍛造速度
低、精度差、能耗高，已經無法滿足現代化的鍛造
生產要求。快速鍛造液壓機鍛造速度快、控制精
度好、生產效率高、生產環保，正在逐步取代傳統
鍛造液壓機。蘭石重工有限公司經過多年的努
力，研制出了8—45MN系列快鍛液壓機組產品，
并在全國得到廣泛的應用。筆者簡要介紹了該公
司快速鍛造液壓機組的控制系統特點。
1 快速鍛造液壓機的組成
快速鍛造液壓機組組成如圖1所示。主要由
以下幾部分組成：
a．主機，包括本體、橫向移砧裝置、移動工
作臺及上砧快換裝置等，鍛造時鍛件放在工作臺
的下砧上，由主機帶動上砧對其進行鐓粗或拔長；
b．液壓系統，驅動主機完成鍛造操作；
c．鍛造操作機，鍛造時完成鍛件的送進、翻
轉等操作；
d．電氣控制系統，完成系統的各種控制功
能。
潢陽移砧裝竹／
·▲▲t■
、液壓系統
圖1 液壓機組結構示意圖
萬方數據
314 化工機械2012焦
2快速鍛造液壓機液壓系統
快速鍛造液壓機的特點是鍛造速度快，能在
較小行程下實現快速鍛造，要求快速鍛造液壓機
的液壓控制系統能在高壓大流量、工作循環次數
較高的狀態下安全、正常、穩定工作，并且沖擊和
振動小。因此快速鍛造液壓機采用大流量比例插
裝閥作為液壓系統的主要控制元件，圖2所示為
16MN快速鍛造液壓機的液壓控制系統原理圖。
圍2液壓控審l系統原理圖
快速鍛造液壓機的鍛造過程有正常鍛造和快
速鍛造兩種，正常鍛造由以下幾個過程組成：
a．快速空程下降。主泵泵組出來的壓力油
經V2進入主缸，同時回程缸的油液經V4、V5直
接排到充液罐，在重力的作用下主缸柱塞快速下
降，充液罐的液體對主缸進行補液，防止主缸吸
空。
b。慢速加壓。在壓機上砧接近鍛件時，V4
閥關閉，回程缸油液經V5和支撐閥排出，主缸壓
力開始上升，充液閥關閉，主缸柱塞在油泵壓力的
作用下慢速下降，同時完成對鍛件的加工。
c．主缸卸壓。在壓機加壓完畢后主缸中的
壓力能需要快速、無沖擊地釋放掉，采用比例插裝
閥XVl、XV2和XV3來排泄主缸油液，實現主缸
高壓油的先慢后快的排放要求，消除液壓系統的
沖擊震動。
d．壓機回程。在工缸中的壓力降到很低
時，回程缸排液閥V5關閉，主泵油液經V3進入
回程缸，壓機回程。
快速鍛造液壓機的快鍛過程與正常鍛造有一
定差別：主缸和回程缸分別經V2和V3同時進
液，v4和V5均關閉，液壓機液壓油路為一差動
回路，實現每分鐘約80次的快速鍛造工作。
為了提高快速鍛造液壓機的性能．機組的主
控閥均為比例插裝閥，在具體應用中，根據不同的
工藝要求配合泵的流量進行比例控制，使壓機運
行平穩。
3控制系統組成
快速鍛造液壓機組執行部件多且較為分散，
采用集中控制系統布線復雜，因此采用了現場總
線控制結構。由PLC系統、網絡控制模塊和計算
機組成現場控制網絡，這種結構將機組控制功能
按對象分散，實現分布控制。
快速鍛造液壓機組控制網絡結構如圖3所
示。控制總線采用西門子PROFIBUS·DP現場總
線。PLC及控制計算機通過控制網絡直接讀寫
各節點的數據，再由每一節點進行輸入／輸出控
制。
萬方數據
第39卷第3期化工機械315
主站啦Lc控制柜) 工業控制t蘭苧
電源ICPUl輸入l輸m
模塊I模塊l模塊I模塊
從站(輔助起動柜)
通信l輸入I輸出
模塊l模塊I模塊
從站(模擬顯示屏) 囊酮塊膜塊恢塊l I
黯從站(操作臺) 模塊l模塊l模塊l
飄從站(。操作機) 模塊l模塊l模塊l
圖3控制網絡結構示意圖
控制計算機通過通信口與PLC網絡進行通
信，從PLC中獲取系統的壓力、位移及溫度等實
時參數以及控制臺開關與系統運行狀態等信號，
同時向PLC寫入有關控制參數。控制計算機通
過人機對話進行參數的設定、編輯與修改，實時顯
示壓機及操作機夾鉗和大車的位置，接受控制臺
的狀態信息，協調壓機和操作機之間的運動關系，
并根據接受的命令和數據以及位移傳感器的位置
反饋信號構成壓機位置閉環控制和操作機夾鉗旋
轉及大車行走位置閉環控制。
監測計算機通過網卡與控制計算機進行信息
交換：PLC及控制計算機采集的壓力、位移等參數
在監測計算機上以曲線及圖表進行實時動態顯
示；顯示控制計算機進行壓機和操作機位置閉環
控制的控制參數與位移、壓力、速度的相關曲線，
以便于進行控制參數的調整；完成系統的故障顯
示、記錄及打印等工作；鍛造的鍛件數據在監測計
算機上記錄、打印及管理等。
4控制策略
快速鍛造液壓機的運動部分有一百多噸，流
量每分鐘數千升．最高鍛造次數每分鐘80次，控
制精度達-I-1mm，同時能與操作機聯動。由于快
速鍛造液壓機組生產的鍛件價格比較昂貴，鍛造
時尺寸不能有超調，否則容易鍛成廢品，同時鍛造
過程中鍛造力經常變化，因此快速鍛造液壓機的
控制策略應該對外負載干擾不敏感，能根據系統
的各種反饋自動進行調整，并且這種控制策略應
簡單可行、實時性強。由于快速鍛造液壓機的液
壓控制系統是非線性、時變系統，很難構造出一個
完善的控制模型，因此，在實際應用中筆者采用了
一種預測型多模式模糊控制系統。
快速鍛造液壓機在一個運動行程內，只有壓
機壓下時的最終位置需要進行精確控制，其他動
作轉換位置均沒有精度控制要求，僅起觸發相應
的控制閥組動作的開關作用，它們與壓機的行程
位移、速度有關。
根據快速鍛造液壓機的工作特點，采樣多模
式控制策略，在壓機的位置距離目標位置較大時
采用Bang．Bang控制(即開關控制)，相應閥組開
到最大值；在壓機位置趨向目標位置時采用速度
控制，調整閥組的開啟規律，控制壓機的速度；在
壓機位置接近目標位置時采用位置控制，控制壓
機的準確位置。
圖4所示為預測型多模式控制系統框圖，由
預測部分、Bang-Bang控制、Fuzzy速度控制、Fuzzy
位置控制、控制對象及傳感器組成直接數字反饋
控制系統。
鯖定值
Bang-Bang控制
翟卜÷匹至巫1斤i而
傳感器
圖4多模式預測控制系統結構框圖
當控制開始時，偏差e較大，即當leI≥E。(E
為Bang．Bang控制時e的邊界值)，系統的控制量
取最大，實行非線性Bang-Bang控制，以實現對給
定值的快速跟蹤。
當偏差e逐漸減小到E．

網友評論 more

機械安全論文最新內容

05-05