一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，通过实时监测油缸活塞杆运动速度、油缸两腔压力以及伺服电机转速的信号，反馈给PLC可编程控制器并通过内置PID逻辑运算，给定伺服驱动器输入信号控制伺服电机的转速，同时控制恒压变量泵所带比例压力阀的调定压力，最终实现对密炼机上顶栓速度和压砣压力的闭环控制，即对上顶栓的上升、下降、加压和浮砣的工作过程进行实时监控和调节，极大程度地减少了能源消耗，提高了系统工作效率。利用伺服驱动器控制伺服电机转速，进而调节恒压变量泵的输出流量来适应系统要求，最大限度地减少了溢流损失；系统减少了节流损失，降低油液发热量。

A hydraulic control system for the top bolt oil cylinder on the mixer

The invention discloses a hydraulic control system for the top bolt oil cylinder on the mixer. Through the real-time monitoring of the motion speed of the cylinder piston rod, the two chamber pressure of the cylinder and the speed of the servo motor, it is fed back to the PLC programmable controller and through the built-in PID logic operation, and the input signal of the servo driver is given to control the speed of the servo motor. At the same time, the adjusting pressure of the proportional pressure valve with the constant pressure variable pump is controlled, and the closed loop control of the top bolt speed and the weight pressure on the mixer is realized, which is to monitor and adjust the working process of the upward, descending, pressurizing and floating weight of the top bolt, which greatly reduces the energy consumption and improves the working efficiency of the system. Rate. The servo motor is used to control the speed of the servo motor, and then the output flow of the constant pressure variable pump is adjusted to meet the requirements of the system, and the overflow loss is reduced to the maximum. The system reduces the loss of throttle and reduces the heat of the oil.

【技术实现步骤摘要】
一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统
本专利技术涉及密炼机工作状态控制领域，尤其涉及一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统。
技术介绍
密炼机是橡胶制品进行混炼加工生产所采用的主要设备，主要由密炼室、加料压料装置、卸料装置、传动装置等部分组成。上顶栓作为密炼机的核心部件，其主要作用是通过安装在上顶拴上的压砣给密炼室内的胶料提供稳定的压力，并且要求压砣跟随胶料的体积变化而变化，主要动作过程包括上顶栓上升、上顶栓下降、加压、浮砣等。上顶栓控制方式主要包括气动和液压两种方式。密炼机早期多采用气动方式控制上顶栓，不仅体积大，工作噪声大，压力不稳定，而且气体的可压缩性使得对压力的控制也不精确。与气动控制方式相比，液压方式控制的上顶栓可以产生稳定的压力，保证炼胶质量，降低能量消耗，减小噪声，减少成本，提高混炼效率。所以近几年来上顶栓多采用液压控制方法。目前的液压控制方法基本上全是通过伺服阀、电磁换向阀、节流阀、溢流阀来控制工作油液的压力，流向和流速，完成上顶栓升降以及加压等工况，是一种阀控节流控制方式，液压泵保压时供油量不变，多余油液均溢流，存在成本高、结构复杂、能耗大、发热量严重、噪音高、振动大、油液过滤精度要求高、节流损失大等缺陷。而且上顶栓上升、上顶栓下降、加压、浮砣等工况都需要通过上顶栓PLC往给定板输入电流信号和开、闭环切换信号来实现。虽然液压控制方式可通过开环控制做到压砣的快速升降，但是在加压和浮砣时，由于浮砣要求上顶栓受油压与胶料的合力接近为零，而在炼胶过程中，胶料对上顶栓的压力一直处于快速变化状态，因此很难通过闭环控制实现对压砣的高精度压力控制。实际应用时，现有密炼机压砣的压力控制采用的是开环控制。而且在使用时需要考虑上顶栓PLC与密炼机主PLC的类型及通讯，现场调试复杂。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，具体方案为：包括检测油缸活塞杆的速度信号信息、油缸无杆腔和有杆腔的压力信号信息以及伺服电机的转速信息的检测单元；接收所述检测单元传送的数据信息的控制单元，所述控制单元根据油缸活塞杆的速度信息、无杆腔和有杆腔的压力信息以及伺服电机的转速信息采用PID闭环控制方式设计出对上顶栓的控制指令；其中上顶栓的控制指令包括伺服电机的转速和恒压变量泵的电磁比例压力阀调定压力信息；接收所述控制单元传送的控制指令信息驱动密炼机伺服电机的运转速率的执行机构，所述执行机构根据接收到的指令信息控制密炼机上顶栓的上升、下降、加压和浮砣动作的运行。所述检测单元包括用于检测油缸活塞杆的速度信号的速度传感器、检测伺服电机的转速信号的旋转编码器、用于检测油缸无杆腔和有杆腔的压力信号的压力传感器。所述控制单元至少包括接收检测单元传送的信号信息将模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块和PLC可编程控制器，所述A/D转换模块与PLC可编程控制器的输入端相连接，所述PLC可编程控制器的输出端连接有D/A转换模块，所述D/A转换模块与伺服驱动器和伺服电机的输入端相连接，所述伺服驱动器还通过伺服电机与恒压变量泵相连接；所述PLC可编程控制器根据接收到的油缸活塞杆运动速度、油缸两腔压力以及伺服电机转速信息采用PID逻辑运算输出伺服电机的转速信息、同时控制恒压变量泵的带比例压力阀的调定压力、对上顶栓速度和压砣压力进行闭环控制。所述执行机构包括控制油缸升降动作的阀门组件和压力控制组件，所述阀门组件和压力控制组件设置在恒压变量泵与油缸的连通管路上；该连接管路上设置有过滤器、第一单向阀和第二单向阀，所述恒压变量泵的出油口与过滤器相连接，所述过滤器的出油口与第一单向阀的进油口相连接，所述第一单向阀的出油口与第二单向阀的进油口相连接，所述第二单向阀的出油口与阀门组件相连接，所述阀门组件的出油口与油缸的进油口相连接；所述压力控制组件的进油口与油缸的有杆腔相连接，所述压力控制组件的出油口与油箱1相连接。所述阀门组件至少包括：第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀，所述第一插装阀的B口与油缸的无杆腔相连，所述第一插装阀的A口与油箱相连；所述第二插装阀、第三插装阀的A口与第二单向阀的出油口相连，所述第二插装阀的B口与油缸的无杆腔相连，所述第三插装阀的B口与油缸的有杆腔相连；所述压力控制组件至少包括第二溢流阀、比例压力阀、用于调节油缸内有杆腔的液体流量和压力的节流阀和在浮砣工况下控制油缸有杆腔内油液流回油箱的电磁换向阀；所述第二溢流阀、比例压力阀、节流阀和电磁换向阀的进油口与油缸有杆腔相连接，所述第二溢流阀、比例压力阀、节流阀和电磁换向阀的出油口和油箱1相连接。所述执行机构还包括蓄能器、第一溢流阀和手动泵；所述第一溢流阀的进油口与第二单向阀的进油口和手动泵的出油口相连接，所述第一溢流阀的出油口与油箱和手动泵的进油口相连接，所述蓄能器设置在单向阀与阀门组件之间的连接管路上。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，通过实时监测油缸活塞杆运动速度、油缸两腔压力以及伺服电机转速的信号，反馈给PLC可编程控制器并通过内置PID逻辑运算，给定伺服驱动器输入信号控制伺服电机的转速，同时控制恒压变量泵所带比例压力阀的调定压力，最终实现对密炼机上顶栓速度和压砣压力的闭环控制，即对上顶栓的上升、下降、加压和浮砣的工作过程进行实时监控和调节，极大程度地减少了能源消耗，提高了系统工作效率。利用伺服驱动器控制伺服电机转速，进而调节恒压变量泵的输出流量来适应系统要求，最大限度地减少了溢流损失；系统减少了节流损失，降低油液发热量。同时伺服驱动器驱动伺服电机的转速可在一定区间内任意变化，使得系统供油流量范围加大、调速范围增大、系统低速稳定性好，另外本设计提出的控制方法简单，能够保证密炼机能够高效、稳定、可靠地运行。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术系统工作原理图；图2为本专利技术系统的结构示意图。1、油箱；2、伺服电机；3、恒压变量泵；4、过滤器；5、溢流阀；6.1第一单向阀；6.2、第二单向阀；6.3、第三单向阀；7、蓄能器；8、第一溢流阀；9、手动泵；10、第一插装阀；11、第二插装阀；12、第三插装阀；13、第二溢流阀；14、比例压力阀；15、节流阀；16、电磁换向阀；17、压力传感器；18.1第一油缸；18.2第二油缸；19、横梁；20、上顶栓；21、压砣；22、速度传感器；23、A/D转换模块；24、PLC可编程控制器；25、D/A转换模块；26、伺服驱动器；27、旋转编码器。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1-图2所示的一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，具体方案包括：检测单元、控制单元和执行机构。所述检测单元检测油缸活塞杆的速度信号信息、无杆腔和有杆腔的压力信号信息以及伺服电机的转速信息。所述控制单元根据油缸活塞杆的速度信息、无杆腔和有杆腔的压力信息以及伺服电机的转速信息采用PI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，其特征在于包括：检测油缸活塞杆的速度信号信息、油缸无杆腔和有杆腔的压力信号信息以及伺服电机的转速信息的检测单元；接收所述检测单元传送的数据信息的控制单元，所述控制单元根据油缸活塞杆的速度信息、无杆腔和有杆腔的压力信息以及伺服电机的转速信息采用PID闭环控制方式设计出对上顶栓的控制指令；其中上顶栓的控制指令包括伺服电机的转速和恒压变量泵的电磁比例压力阀调定压力信息；接收所述控制单元传送的控制指令信息驱动密炼机伺服电机的运转速率的执行机构，所述执行机构根据接收到的指令信息控制密炼机上顶栓的上升、下降、加压和浮砣动作的运行。

【技术特征摘要】
1.一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，其特征在于包括：检测油缸活塞杆的速度信号信息、油缸无杆腔和有杆腔的压力信号信息以及伺服电机的转速信息的检测单元；接收所述检测单元传送的数据信息的控制单元，所述控制单元根据油缸活塞杆的速度信息、无杆腔和有杆腔的压力信息以及伺服电机的转速信息采用PID闭环控制方式设计出对上顶栓的控制指令；其中上顶栓的控制指令包括伺服电机的转速和恒压变量泵的电磁比例压力阀调定压力信息；接收所述控制单元传送的控制指令信息驱动密炼机伺服电机的运转速率的执行机构，所述执行机构根据接收到的指令信息控制密炼机上顶栓的上升、下降、加压和浮砣动作的运行。2.根据权利要求1所述的一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，其特征还在于：所述检测单元包括用于检测油缸活塞杆的速度信号的速度传感器、检测伺服电机的转速信号的旋转编码器、用于检测油缸无杆腔和有杆腔的压力信号的压力传感器。3.根据权利要求2所述的一种密炼机上顶栓油缸液压控制系统，其特征还在于：所述控制单元至少包括接收检测单元传送的信号信息将模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块和PLC可编程控制器，所述A/D转换模块与PLC可编程控制器的输入端相连接，所述PLC可编程控制器的输出端连接有D/A转换模块，所述D/A转换模块与伺服驱动器和伺服电机的输入端相连接，所述伺服驱动器还通过伺服电机与恒压变量泵相连接；所述PLC可编程控制器根据接收到的油缸活塞杆运动速度、油缸两腔压力以及伺服电机转速信息采用PID逻辑运算输出伺服电机的转速信息、同时控制恒压变量泵的带比例压力阀的调定压力、对上顶栓速度和压砣压力进行闭环控制。4.根据权利要求1所述的一种密炼机上顶栓油...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，郭志民，杨京兰，陈强，崔宇卓，
申请(专利权)人：大连华锐重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21