六面顶高压合成压机自动控制系统技术方案

一种六面顶高压合成坟机自动控制系统，包括：主机及其附属设备，还有Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换器，存贮器，可控硅变流器，液压阀组、泵组，电压、电流、压力变送器，开关量输出、输入板，顶锤、阀组位置采集器、位移传感器，六面顶，合成块。由计算机控制，使此设备能进行合成工艺自动跟踪、异常状态分析处理、工艺方案库管理、动态过程显示和记录打印等，实现控制的自动化、智能化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Automatic control system of six sides top high pressure synthetic press

One of the six top high pressure synthesis of grave machine automatic control system, including the host and auxiliary equipment, and A / D, D / A converter, memory, thyristor converter, hydraulic valve and pump group, voltage, current, pressure transmitter, switch output, input board, piston, valve position. The displacement sensor, six top, synthetic block. By computer control, the equipment can process automatic tracking, abnormal state analysis, process plan library management, dynamic process display and record printing, and realize automatic and intelligent control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种设备的自动控制系统，特别涉及的是一种六面顶高压合成压机的计算机自动控制系统。六面顶高压合成压机是目前合成金刚石超硬材料的典型设备，它以石墨等为原料，根据产品品质的要求，遵照适合的合成工艺进行操作，控制油压驱动三对顶锤形成六面同步挤压并控制功率加热，使合成腔内的合成块处于高压高温状态，从而生成金刚石。金刚石的合成工艺与原辅材料的品质，以及产品的品质要求有关，不同的原辅材料以及不同的产品品质要求，所制定的合成工艺也不相同。合成工艺的操作是一个复杂的操作，它不仅有工序转换的控制，而且还有工序过程中的状态控制，每一个工序或工序中的状态不仅控制开关量，而且还要控制模拟量。同时，由于金刚石是在高压高温这样的特定条件下生成的，再加上六面顶的特有状况，任何操作的失误，工作状态的失控都必然造成三对顶锤形不成六面同步挤压的条件，很容易造成设备出现异常情况，合成失败，甚至出现爆锤等事故的发生。因此，采用什么办法来记忆合成工艺方案，采用什么控制方法来执行工艺，采用什么措施来监控设备运行状态是实现压机自动控制的技术关键及技术难点。目前传统的六面顶高压合成压机主要是凭人工操作的控制方法，因而存在以下几方面的不足和严重缺陷(1)不能实现智能化控制；(2)压力控制为简单的继电器控制，稳态控制精度差，不能达到±0.2MPa，动态响应时间长，不能达到1s，并且压力运行曲线不连续；(3)设备工作状态监控不完备，须人工进行大量的异常工作状态判别处理，特别是没有监控顶锤位移同步差，从而不能预测爆锤前兆，不能及时有效地制止设备事故的发生；(4)没有合成工艺方案记忆功能，大量的工艺须人工记忆，因而工序控制的准确性，可靠性差；(5)没有合成工艺自动跟踪控制，须进行大量繁杂的人工操作，因而无法克服人工操作带来的产品品质离散性大等不足；(6)不能全部反映设备的各种运行状态和数据，没有合成过程的数据存贮和记录打印，从而不能为合成工艺的优选、编制提供充分的理论依据。本专利技术的目的是为了克服以上的不足和缺陷，满足工艺需要而提出的一种崭新的自动控制方法——六面顶高压合成压机计算机自动控制系统，实现六面顶高压合成压机控制的自动化、智能化，使设备的控制具备合成工艺自动跟踪、异常工作状态分析处理、工艺方案库管理、动态过程显示和记录打印等功能，提高设备控制的可靠性、稳定性和安全性，稳定提高产品品质。本专利技术是一个六面预高压合成压机自动控制系统。它包括操作控制台1、显示器2、打印机3、工艺方案库外存贮器4、运行记录库外存贮器5、主机(计算机)6、开关量输入板7、顶锤位置采集器8、阀组位置采集器9、A/D转换器10、位移传感器11、压力变送器12、电压变送器13、电流变送器14、D/A转换器15、液压泵组16、液压阀组17、六面顶18、合成块19、可控硅变流器20、开关量输出板21各组成部分。附图说明图1.所示的是本专利技术的六机顶高压合成压机自动控制系统组成方框图。操作控制台1连接到主机6上，向主机发送操作命令信号；显示器2连接到主机6上，接受主机的显示控制命令；打印机3连接到主机6上，接受主机6的打印控制命令；工艺方案库外存贮器4连接到主机6上，互相传递合成工艺方案信息；运行记录库外存贮器5连接到主机6上，互相传递运行记录信息；开关量输入板7连接到主机6上，向主机6发送设备的开关量信息；顶锤位置采集器8连接到六面顶18上，采集顶锤位置的状态；阀组位置采集器9连接到开关量输入板7上，向开量输入板7发送阀组位置状态信息；阀组位置采集器9连接到液压阀组17上，采集阀组位置的状态；A/D转换器10连接到主机6上，向主机6发送设备的模拟量信息；位移传感器11连接到A/D转换器10上，向A/D转换器10发送顶锤位移信息；位移传感器11连接到六面顶18上，采集顶锤位移量；压力变送器12连接到A/D转换器10上，向A/D转换器10发送液压压力信号；压力变送器12连接到液压阀组17上，采集液压的运行压力；电压变送器13连接到A/D转换器10上，向A/D转换器10发送加热电压信号；电压变送器13连接到可控硅变流器20上，采集加热的运行电压；电流变送器14连接到A/D转换器10上，向A/D转换器10发送加热电流信号；电流变送器14连接到可控硅变流器20上，采集加热的运行电流；D/A转换器15连接到主机6上，接受主机6的模拟量控制信号；开关量输出板21连接到主机6上，接受主机6的开关量控制信号；液压泵组16连接到D/A转换器15上，接受D/A转换器15的压力控制信号；液压泵组16连接到开关量输出板21上，接受开关量输出板21的压力控制启动信号；液压阀组17连接到液压泵组16上，接受液压组16的压力；液压阀组17连接到开关量输出板21上，接受开关量输出板21的阀组开关控制信号；六面顶18连接到液压阀组17上，接受液压阀组17的液压控制信号，驱动六个顶锤工作；合成块19连接到六面顶18上，接受六面顶18的六面同步挤压力；可控硅变流器20连接到D/A转换器上，接受D/A转换器15的加热功率控制信号；可控硅变流器20连接到开关量输出板21上，接受开关量输出板21的加热控制启动信号；合成块19连接到可控硅变流器20上，接受可控硅变流器20的加热。图2.所示的是本专利技术的六面顶高压合成压机自动控制系统的主程序流程图，其工作步骤如下A、主程序开始；B、系统初始化；C、查找程序入口地址，根据入口地址，分别转D1a步，D2步，D3步执行；D1a、控制方案确定；D1b、开定时中断，中断程序投入运行；D1c、工艺自动跟踪；D1d、运行记录；D1e、动态显示D1f、合成过程结束？，若断别为N，转回D1c步循环；若判别为Y，转回C步循环；D2、工艺方案管理，出口转回C步循环；D3、记录打印，出口转回C步循环。图3.所示的是本专利技术的主程序中的系统初始化程序流程图，其工作步骤如下A、系统初始化开始；B、关中断；C、清数据缓冲；D、设置寄存器；E、清开关量输出；F、清模拟量输出；G、清显示缓冲；H、置控制初值；I、返回。图4.所示是本专利技术的主程序中的控制方案确定程序流程图，其工作步骤如下A、控制方案确定开始；B、查询工艺方案地址；C、取工艺方案，按工序展开，共有七个工序D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7；D1、顶锤前进；D2、充液；D3、加压加热；D4、稳压冷却；D5、卸压；D6、顶锤回程；D7、合成结束；E、置最初工序；F、返回。图5.所示的是本专利技术的主程序中的开定时中断后运行的中断程序流程图，其工作步骤如下A、中断程序开始；B、关中断；C、保护现场；D、动态采集；E、异常状态分析处理；F、动态控制；G、恢复现场；H、中断返回。图6.所示的是本专利技术的主程序中的开定时中断后进行的中断程序中的动态采集程序流程图，其工作步骤如下A、动态采集开始；B、启动A/D取压力信号；C、启动A/D取电压信号；D、启动A/D取电流信号；E、计算加热功率；F、启动A/D取顶锤位移信号；G、模拟信号标准化处理；H、取阀组开关状态；I、取顶锤位置状态；J、开关信号标准化处理；K、返回图7.所示的是本专利技术的主程序中的开定时中断后进行的中断程序中的异常状态分析处理程序流程图，其工作步骤如下A、异常状态分析处理开始；B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六面顶高压合成压机自动控制系统，它包括：主机、显示器、打印机、操作控制台、工艺方案库外存贮器、运行记录库外存贮器、Ａ／Ｄ转换器、Ｄ／Ａ转换器、六面顶、可控硅变流器、液压阀组、液压泵组、电流变送器、电压变送器、压力变送器、开关量输入板、开关量输出板、合成块、顶锤位置采集器、阀组位置采集器、位移传感器，其特征在于主机分别与操作控制台、显示器、打印机、工艺方案库外存贮器、运行记录库外存贮器、开关量输入板、开关量输出板、Ａ／Ｄ转换器、Ｄ／Ａ转换器相接，顶锤位置采集器分别与开关量输入板和六面顶相接，阀组位置采集器分别与开关量输入板和液压阀组相接，位移传感器分别与Ａ／Ｄ转换器和六面顶相连，电压变送器和电流变送器分别与Ａ／Ｄ转换器及可控硅变流器相接，液压泵组分别与Ｄ／Ａ转换器、开关量输出板、液压阀组相接，液压阀组还和开关量输出板及六面顶相接，六面顶又和合成块相接，可控硅变流器还和六面顶开关量输出板、Ｄ／Ａ转换器及合成块相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹庆忠，张奎，曹庆文，胡炜，张战，夏恒青，梁杰，王利伟，魏根全，李钢领，钟顺伟，陈超杰，李国华，胡新英，
申请(专利权)人：河南黄河实业集团公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]