液压站控制系统（通用9篇）
液压站控制系统 篇1
摘要：针对莱钢中型型钢厂精整区液压站电机存在严重能源浪费的问题, 介绍其变频控制优化方案。
关键词：压力控制,变频器驱动控制,型钢
1 概述
莱钢中型型钢厂液压系统由5个液压站共计22台泵组成, 其中加热炉液压站液压泵采用流量控制, 其它4个站液压泵采用压力控制。每台液压泵驱动电机额定功率为75k W, 空载运行功率在25k W左右, 加载过程功率在65k W左右。观察发现, 压力控制的几个站具有变频改造节能空间。改造前, 采用压力控制的4个站运行方式如下:每个站有一套储能系统, 用以更好地保持系统压力, 一般情况下一台主泵和一台副泵工频运行, 一台备用。
2 现状分析
改造前, 受各区域现场液压设备数量和动作频次不同影响, 各个液压系统加载频率存在较大差异, 其中精整区2#、3#液压站加载频次相对较低, 尤其这2个站的副泵加载时间极少, 长时间处于空载运行状态, 存在严重的能源浪费情况。ODG趋势图任意一时间段 (15min) 液压泵加载信号时序图如图1所示。
可以看出, 辅泵的加载时间仅占全部时间的3%以下, 大多数时候设备处于空载运行状态, 主泵的加载时间也在50%以下, 存在严重的电能资源浪费情况, 因此, 系统优化控制改造有较大的节能空间。从中型型钢线各液压站室运行情况分析, 精整区2#、3#两个液压站变频器改造节能空间较大, 具有优化控制改造可行性。
3 控制系统优化方案与实施
3.1 原系统控制概况
中型线所有液压站电机均由MCC系统驱动, 除加热炉液压站采用流量控制外, 其余液压站均采用压力控制。正常情况下, 操作人员现场选择主辅泵, 先启动主泵, 后启动辅泵, 启动后即空载运行。采用压力控制的液压站运行方式如下:当系统压力低于12MPa时, 主泵加载阀得电加载;系统压力进一步降低至11.5MPa时, 副泵加载阀得电加载;压力继电器压差为2MPa型, 即系统压力达14MPa时, 主泵停止加载。所有泵启停、加载等信号均由公辅PLC自控系统统一控制。
3.2 系统主要控制原理
莱钢中型型钢厂液压站变频驱动控制系统优化方案如图2所示。
当选择变频器不使用时, 所有程序控制和改造前一致, 主泵、副泵均由MCC系统控制。
当选择变频器使用时, 主泵控制方式不变, 仍然使用MCC控制, 副泵驱动改为变频器驱动。在正常情况下, 主泵电机一直运行, 现场主泵加载压力继电器设为123MPa, 副泵加载压力继电器设为115 MPa, 当压力继电器信号达到加载压力时, 主泵加载;当压力继电器达到140 MPa时, 主泵卸载。主泵加载时, 变频器所控制的辅泵电机不启动。现场液压设备动作频繁, 当副泵压力继电器信号达到加载压力时, PLC程序输出变频器加速命令信号, 变频器2s加速至输出45Hz, 3s后PLC输出加载信号, 辅泵加载。不需要辅泵加载时, 变频器没有输出, 辅泵电机停转, 实现节能。
3.3 液压泵实际加载情况记录
控制系统优化改造前、后主副泵加载情况对比如图3所示, 可以看出, 液压站液压泵变频驱动控制优化后, 节电效果显著, 达到预期目标。
4 结语
该液压站液压泵变频驱动控制方式投入使用后, 实际副泵运行时间极少, 节能效果显著。系统运行由两用一备, 改成一用、“一热备”、“一冷备”形式, 系统运行可靠性显著增加, 主要设备 (泵头、电机) 维护成本有明显改观。
液压站控制系统 篇2
甲方：陕西略阳钢铁有限责任公司
乙方：西安油研液压有限公司
一、基本要求：
1.1、1#高炉炉顶设备的改造，是在钟式炉顶的基础上改造为无钟炉顶设备。改造后的炉顶设备驱动油缸数量为5台，比钟式炉顶驱动油缸多出3个。
1.2、所有阀块连接均采用高强度螺栓，其强度等级为12.9级。系统所选密封件必须为最优产品，以确保系统的密封效果。系统加压后，各连接处及阀的结合面不得渗油。各阀块进出口设置标牌，注明所控制油缸的名称。
1.4、所有控制油路块用阀台独立放置，以便维修。
二、控制要求
2.1 炉顶液压系统共20个控制点（柱塞阀、上密封阀
1、上密封阀
2、料流调节阀、下密封阀各1个，均压放散4个），另备用2个点，即站内20个控制点。
2.2电磁阀及其他电器元件采用24V电源。
2.3 阀台控制为两地控制，配置PLC接口，留手动和自动转换按钮。
控制柜内安装应急电源，发件之间设定连锁程序。阀台2组之间设置切换功能。（阀台一用一备）。手动工作时任何电磁阀工作需要泵站上溢流阀同时加载工作。柜子面板上要留各油缸开、关到位指示灯。
2.4站内设备运行信号及阀位信号在柜面显示并预留接口进主控系统。
2.5 电气元件采用施耐德产品。
2.6液压站阀台和电控柜的设计与制造，电气原理图需经甲方审核后方可制作，电控柜柜体为驼灰色(尺寸：600*400*1700)。
三、供货范围
3.1油路块及油路块垫铁各2台
3.2 高压球阀KHB-M42X2—1112 —01带接管，螺帽2件
3.3高压球阀KHB-M30X1.5—1112 —01 带接管，螺帽 24件
3.4电磁溢流阀DSG-03-3C4-D24-N1-5012个
3.5叠加式液控单向阀MPW-03-2-2012个
3.6叠加式单向节流阀MSW-03-X-3012个
3.7单向阀门CIT-10-04-052个
3.8高压球阀KHB-M36X2—1112 —01带接管，螺帽24件
3.9 电控柜GGD柜1面
3.10密封件（管接头、截止阀）200套
附注：两油路块必须与叠加式单向节流阀、叠加式液控单向阀、电磁溢流阀、高压球阀 KHB-M36X2—1112 —01 带接管配螺帽计 24件，单向阀门 CIT-10-04-05各2个，高压球阀 KHB-M42X2—1112 —01 带接管配螺帽计 2件。装配成总成供货。
甲方：陕西略阳钢铁有限责任公司乙方：西安油研液压有限公司
代表：代表：
液压站控制系统 篇3
关键词：提升机液压站故障处理
0引言
目前提升机是我国矿井提升机制动装置大多采用液压盘式闸制动装置，该装置由液压站与盘形闸和电控系统组成。其中液压站是机制动系统的驱动和调节压力机构，液压站的稳定可靠运行是矿井安全提升的必要保证，其性能和质量直接影响设备和人身的安全。使用表明恒减速控制液压站，在紧急制动时，能使平均制动力矩随负载变化而变化，能实现恒减速控制，符合提升系统恒减速要求。但由于该液压制动系统和控制系统较为复杂，使用与维护不当会出现制动减速度超限和制动力矩不足等多种故障，以致造成严重后果。
1提升机液压站的作用
提升机液压站可作为盘型制动器提供不同的油压值的压力油，以获得不同的制动力矩。在事故状态下，可以使制动器的油压迅速降到预先调定的某一值，经过延时后，制动器的油压迅速回到零，使制动达到全制动状态。供给单绳双滚筒提升机调绳装置所需要的压力油。
2提升机液压站常见故障分析及处理办法
2.1漏油及油压不稳长期使用后，安全制动装置中的各集油路之间，以及阀与集油路间大量泄漏，且油压下降导致松不开阀，原因是它们之间的螺钉松动，将螺钉拧紧即可消除故障；油压不稳原因是液压系统中混入空气，应排除空气，或是电液调压装置线圈的电流滤波不好，线圈上下振动，造成油压不稳，加装电解电容器加强滤波即可。
2.2油压值不能保证原因是系统内有空气吸入，油箱内的油有好多泡沫，或者是溢流阀、电磁换向阀内泄漏大，处理方法：检查油泵吸油口是否泄漏；油泵吸油处管接头是否拧紧：吸油过滤器的螺钉是否拧紧：检查吸油过滤器到油泵吸油口处的管路是否漏气；检查油泵端盖螺钉是否拧紧；清洗溢流阀阀芯，如果阀芯在阀体内活动不灵活，可以用手拿住阀芯在体内来回研磨：清洗电磁换向阀阀芯，要求阀芯在阀体内运动灵活，保证工作时阀芯到位。
2.3零油压制动器不松闸系统没有压力的原因：油泵旋转方向反了或油泵没有输出液：电液比例装置上的溢流阀阀芯卡死，阻尼孔堵塞：油泵吸油口不畅通，吸油过滤器堵塞；压力阀内有脏物，锥阀关不住。处理方法：纠正泵的旋转方向，排除油泵故障；把溢流阀拆开清洗，要求做到阀芯在阀体内运动灵活，用压缩空气把阻尼孔吹通；清洗过滤器滤芯，并检查吸油管路是否堵塞；拆开压力阀，把锥阀芯取下来清洗。
2.4残压过大残压过大会使制动器失去作用，其主要原因是：电液调压装置的控制杆上的档板离喷嘴距离太小i溢流阀节流孔太大。处理方法：将控制杆上档板调整或更换；将溢流阀节流孔更换直径小一些的节流孔。
2.5二级制动油压值保压性能故障产生二级制动油压值保压故障的原因有：油路块上的大溢流阀内有脏物卡住使阀芯关不严；单向节流截止阀开口太大，油大量泄出；电磁换向阀内有脏物，内泄漏太大。针对这一类故障可先取下阀芯清洗，去掉脏物，使阀芯到位，然后调整单向节流截止阀，使其开口尽量开得小，起到节流与补油作用。
3液压站使用过程中应注意的问题
由于液压站各元件及管道在加工、运装过程中，各种杂物如铁屑、磨料、灰尘等污垢在使用之前会进入系统，所以液压站在首次使用前，应将所有阀类、油管、油箱精洗干净，油管应用酸洗法清洗。工作过程中要经常检查各种阀、泵等元件的磨损情况，定期更换密封件，密封件不可有毛刺、飞边。油温应控制在65℃以内。液压站用油必须定期更换，如果在使用过程中发现油面有大量气泡，或油液很脏应立即更换，另外，液压站用油要从实际需要出发，要考虑液压油的粘度，既不能过大，也不能过小。粘度过大，内摩擦阻力大，流动性小，散热性差，启动困难，消耗功率多，还会加速磨损，易引起系统发热：粘度过小，则会发生渗漏而降低工作压力。在实际使用中，应根据系统所选用油泵的类型选用合适粘度的油液，油泵适用液压油推荐粘度。液压系统中如有空气存在，将影响系统的正常工作。从液压站到盘式制动器连接的油管及制动油缸内都不能存有空气。安装后第一次向制动油缸充油时，油压不宜过高，充油前，将所有油缸上的排气螺塞备运转一定时间后，可能还会有少量空气侵入，所以，当发现松闸时间较长时，应进行排气。液压站全部停止工作后，再重新开始工作时，应先开油泵电动机，然后使安全阀电磁铁通电，否则将会有空气被挤入油缸。
4改进液压系统
4.1调压装置为了提高提升机工作制动的可靠性，改善其调压性能，把原来十字弹簧控制的喷嘴挡板式调压装置改换成电液比例溢流阀调压装置。电液比例溢流阀是由比例电磁铁、压力先导阀、主阀、以及安全阀等组成，由比例电磁铁产生与输入电流成正比的力作用在压力先导阀的阀芯上，改变其节流孔的大小，从而控制压力阀进口的压力。这种装置具有结构紧凑、调压稳定、线性度好、跟随能力强、动态性能优良等特点。
4.2简化液压系统在满足系统功能的基础上，可以对液压系统及元器件进行简化，如采用集成阀块连接液压元件，以减少管路数：电磁阀选用结构最简单的二位二通电磁阀，降低元件出现故障的概率；设置电磁阀的故障监测功能，利用非接触传感器监测电磁阀阀芯的动作，当电磁阀的动作出现故障时，能够实施安全制动，并提供报警信号，显示发生故障的电磁阀。这样不仅提高元器件的可靠性，而且给液压站的维修带来极大的方便。
5结束语
液压站控制系统 篇4
集卷站是高速线材生产线上的关键设 备。集卷站若 不能稳定运行,就会影响整个工艺过程的生产节奏,继而降低产 品产量。整个集卷系统的运行主要靠液压传动和电气控制协 同完成,其主要特点是动作程序繁多、联锁控制复杂,这对集卷液压系统控制回路的设计提出了很高 的要求[1]。集卷筒内 芯棒升降是集卷动作程序的一道重要工序,其液压系统控制回路设计合理与否显得尤为关键。本文将对某高速线材厂集卷液 压系统内芯棒升降控制回路进行分析,找出系统设计中的不合理因素,提出并实施有效可行的改进方案。
1液压系统的工作原理
图1为某高速线材厂集卷液压系统内芯棒升降 控制回路原理图,内芯棒升降靠安装在底部的液压缸驱动。该液压系统主回路由三位四通电磁换向阀1、液控单向阀2和单向节流阀3组成。电磁换向阀采用Y型中位机能,电磁铁EVa得电,驱动电磁换向阀阀芯移到左位,油缸无杆腔进油,推动活塞杆 伸出,内芯棒空载上升,托卷盘关 闭。内芯棒 顶住鼻锥,电磁铁EVa失电,抱闸松开,钢卷顺着 鼻锥散落 到托卷盘上。直至最后一圈线材脱离鼻锥,抱闸抱紧,电磁铁EVb得电,驱动电磁换向阀阀芯移到右位,油缸有杆腔进油,推动活塞杆缩回,内芯棒下降,托卷盘张开。此后,双芯棒旋转,将钢卷送入水平等待位的运卷小车,另一芯棒回到垂直位,重复集卷工作。单向节流阀为出口节流控制,用于调节液压缸的输出速度,即内芯棒的上升和下降速度。液控单向阀具有定位锁定功能,当换向阀的电磁铁均失电时,换向阀阀芯处于中位,液控单向阀的控制油路立即与油箱连通,压力迅速降下来,单向阀及时关闭。
2液压系统故障分析与改进
该液压系统投入运行时,故障频发,内芯棒在升降过程中冲击较大,上升与下 降切换的 瞬间尤为 明显。将连接无杆腔的节流阀开口度调小,以控制内芯棒的下降速度,但并不能从根本上解决问题。加之抱闸的卡紧故障和松脱现象时有发生,造成工作油路压力波动,给液控单向阀的密封增加了负担[2]。导致的最终结果是,液控单向阀保压功能失效,需经常更换,不但增加了备件的储备,还造成生产中断,影响了高线生产 的连续性。
针对以上故障现象,分析得出原设计液压回路存在以下不足:内芯棒上升过程中,油缸有杆腔泄压,压力油进 入无杆腔,抗衡内芯棒重力匀速上升。内芯棒顶住鼻锥时,换向阀处于中位,密闭容腔靠液控 单向阀保 压。抱闸松 开,外负载突 增,此时,无杆腔压力油需抗衡内芯棒和鼻锥的双重重力,无杆腔压力陡增,对液控单向阀的密封冲击很大。抱闸抱紧,外负载突降为芯棒自重,内芯棒下降,油缸无杆腔泄压,压力油进入有杆腔。此时,连续经受负载干扰的工况条件下,压力波动 的冲击必然会使液控单向阀失效[3]。
结合以上分析,对原液压系统提出改进措施。为了保证有杆腔快速泄压,取消该油路的液控单向阀。为了保证无杆腔液压回路工作平稳,将原有的液控单向阀更换成平衡阀4,该平衡阀由溢流阀和单向阀集成[4]。内芯棒上升过程中,压力油经过单向阀快速提升内芯棒。电磁阀处于中位时,有杆腔泄 压,无杆腔油压用于抗衡内芯棒重力。当抱闸松开、负载 增加时,无杆腔增加的油压通过溢流阀排出,保护了单向阀免受压力波动的冲击。内芯棒下降过程中,连接有杆腔的控制油路打开溢流阀,使内芯棒能够平稳下降。
改进后的液压系统如图2所示。该系统投入运行后,内芯棒升降动作平稳,冲击消除。系统投入使用至今,尚未出现 故障,保证了高线生产的连续性。
3结语
液压站控制系统 篇5
关键词：装车站,总线型伺服阀,液压及控制系统,Atos Profibus总线,Contrologix PLC,工业网关
0 引言
我国煤炭资源北多南少、西富东贫, 煤炭消费基地主要在东部地区, 而煤炭的生产与供应基本在中、西部地区, 并且今后煤炭的生产有向西北部地区转移的趋势, 这种错位布局导致我国煤炭运输基本上形成了北煤南运、西煤东运的格局。因此, 精确快速的装车站在煤炭运输过程中起到了关键作用。目前, 装车站液压及控制系统存在故障频发、集成化程度低等问题。为解决该问题, 山东博润工业技术有限公司把当今最先进的总线型伺服阀引入到装车站液压及控制系统中, 具有一定的实用性。
1 Atos Profibus总线型伺服阀技术特点
Atos Profibus总线型伺服阀是Atos开发的最新、最先进的伺服阀, 具有如下特点:
(1) 结构:比例伺服阀[1]和伺服液压缸集成式安装;伺服轴放大器与比例伺服阀集成式安装。
(2) 控制指令:提供模拟量与总线 (Profibus) 2种控制方式;模拟量控制包含电压 (标准型) 、电流2种控制指令。
(3) 控制特性:高频响、滞环小、重复精度高。
(4) 实时控制:通过外部指令或内部信号发生器可实现位置或压力/力的实时控制。
(5) 位置控制:可实现位置闭环控制, 定位精度高。
(6) 压力/力控制:选项/SP、/SF、/SL的伺服轴, 除基本的位置控制外, 可实现压力/力闭环控制。
(7) 位置/力 (压力) 复合控制:可实现位置、压力/力的复合控制, 有位置控制优先、压力/力控制优先2种方式。
(8) 友好的图形交互界面:提供专为伺服轴开发的数字软件, 可实时在线调整伺服轴的控制参数, 并且在数字软件中开发了示波器功能, 可实时动态监控最多4个控制参数。
2 系统硬件组成
基于总线型伺服阀的装车站液压及控制系统由计算机、AB Contrologix PLC、以太网通信模块、AB交换机、集成了Atos Profibus总线型伺服阀和MTS直线位移传感器的液压油缸、液压站、工业网关及Profibus通信附件[2]组成。其网络拓扑如图1所示。
AB Contrologix PLC是该系统的核心, 通过添加相应通信模块可以支持Ethernet/IP、ControlNet、DeviceNet三层网络协议。该系统采用传输速率最快的Ethernet/IP总线, 通信速率达到100 Mbit/s。为了实现对Atos Profibus总线型伺服阀的控制, 系统中加入了Hilscher公司生产的Ethernet/IP从/Profibus主工业网关, 使得工业网关成为Ethernet/IP总线的一个从站。AB Contrologix PLC可实时与工业网关交换数据, 例如伺服阀的使能、当前位置的读取等;同时工业网关作为Profibus总线的主站, 通过接收来自PLC的指令实现对伺服阀的全面控制。
3 系统软件设计
基于总线型伺服阀的装车站液压及控制系统软件设计主要包括以下几个部分:
(1) 伺服阀参数配置:在系统运行前首先要通过Atos专用的配置软件配置伺服阀参数, 配置步骤如下:
① 通信参数设置:首先设置伺服阀各项参数:通过软件扫描硬件并设置正确的Profibus节点地址和波特率, 出厂设定的Profibus节点地址为126, 这个地址不能使用, 可以设置2～125之间的任何数值, 地址1留给作为主站的工业网关。这里设置Profibus节点地址为3, 波特率为1.5 Mbit/s。设置完通信参数后, 软件才可以设置和监控伺服阀其它参数。
② 油缸行程、速度和加减速度参数设置:油缸行程参数要根据所选油缸设置, 在设置时注意不要超过油缸的实际行程, 以防油缸运行过程中在最大行程位置发生撞击;速度设置值决定了油缸运动过程中速度的最高上限;加减速度根据工艺和需要进行设置;速度和加减速度可在运动过程中实时调整, 以满足不同工况。
③ 直线位移传感器参数设置及零点标定:Atos Profibus总线型伺服阀支持SSI数据格式的直线位移传感器 (如MTS RH系列) , 伺服阀可自动检测传感器参数, 一般不需要设置;零点标定需要在油缸杆全部收回的状态下进行, 设置相关参数使此时直线位移传感器的位移信号在零点附近。
④ PID参数整定:PID参数出厂默认值适合大多数情况, 在保证油缸动作稳定性的前提下, 可根据本身液压系统和实际工作情况适当调整参数, 从而满足快速响应的需求。如图2所示, 增加P值可以使油缸的响应速度加快, 但是P值过大容易造成油缸动作超调。每次调整完参数都需要做运动测试, 以保证运动的平滑。
配置完以上参数后, 点击Store User按钮, 以上所有改动的参数均写入伺服阀。
(2) 工业网关配置[3]:工业网关在该系统中起到协议转换的作用, 把AB Contrologix PLC不支持的Profibus总线协议转换为支持的Ethernet/IP总线协议, 从而实现系统的数据通信功能。在实现该功能前, 还需对工业网关做以下配置:
① 网络配置:在工业网关配置软件中导入伺服阀的GSD文件, 在线连接工业网关, 上传工业网关的硬件信息, 然后在Profibus网络上加入伺服阀节点, 设定地址, 地址必须与伺服阀内部的设定地址一致, 网关的IP地址设置为192.168.1.11, 子网掩码为255.255.255.0, 数据输入输出区设置为100, 该数据区大小不能小于伺服阀Profibus报文数据区的大小。
② IO数据映射:工业网关的输入数据区对应伺服阀Profibus报文的输出区, 输出区对应Profibus报文的输入区, 数据区数据格式为字节。表1和表2列出了伺服阀的输入输出数据区Profibus报文格式, 工业网关可根据需要选择相应的数据区进行IO映射, 如图3所示。PKW区是非实时性数据区, 在该数据区可根据需要修改加速度、减速度等参数, 是非必要的数据区;PZD区是实时性数据区, 可进行伺服阀使能、禁止、油缸目标位移设定、运行速度设定等操作, 也可实时读取伺服阀的状态、油缸的实际位移及实际运行速度。
以上配置完成后, 右键点击工业网关图标, 选择download, 将配置下载到工业网关中。
(3) 网关与AB Contrologix PLC系统的集成:要实现AB Contrologix PLC对伺服阀的控制, 还需要在编程软件RSLogix 5000中对工业网关进行配置及编程。
① 模块配置:在RSLogix 5000编程软件中找到硬件配置 (见图4) , 在Ethernet网络下加入一个ETHERNET―MODULE模块, 命名为NT100, 设置模块IP地址为192.168.1.11, 该地址与工业网关的IP地址必须一致, 数据格式改为SINT (字节) , 保证与工业网关中数据格式一致。
② PLC程序编写:完成以上配置后, 根据Profibus报文及控制字节详表 (见表3) 编制PLC控制程序, PLC部分梯形图程序如图5所示, 伺服阀上电后默认状态为Init, 在动作前应开启液压站, 压力保持在12 MPa左右。该压力是装车站实际运行中的工作压力, 然后在程序内使伺服阀处于Active, 即处于使能状态, 输入期望的油缸位移, 此时油缸动作, 并实时返回当前位移及速度。
③ 创建油缸动作曲线:在RSLogix 5000软件中建立实时曲线, 实时捕获油缸的位移及速度曲线。图6为油缸一个动作的实时曲线。从图6可看出, 油缸位移没有明显超调, 速度曲线基本属于梯形, 系统压力变化不明显。
4 结语
详细介绍了基于总线型伺服阀的装车站液压及控制系统的硬件及软件设计, 同时通过现场实际操作并调整参数, 使得油缸的动作曲线趋于平滑, 减少了高速运动过程中的冲击, 为装车站实现精确、快速、稳定的运行提供了保障。总线型伺服阀应用于现代化装车站液压及控制系统中尚属国内首例, 该系统运行一年多来, 6条装有伺服阀的油缸仍在可靠运行。实践表明, 总线型伺服阀的高集成化、高响应性及高可靠性满足了装车站对煤炭运输的需求。该系统中应用了Hilscher工业网关, 将2种不同的现场总线集成在一起, 为目前工业通信中出现的多种协议共存、相互间无法兼容的现状提供了一种可行方案。
参考文献
[1]苏东海, 任大林, 杨京兰.电液比例阀与电液伺服阀性能比较及前景展望[J].液压气动与密封, 2008 (4) :1-4.
[2]张胜前, 袁海峰.德国赫优讯netTAP100网关在杜尔涂装废气处理控制系统中的应用[J].国内外机电一体化技术, 2010 (1) :40-42.
液压站控制系统 篇6
关键词：DP/DP Coupler,Profibus-DP,DP Master Step7
1 简介
钱家营矿副井大罐液压站使用的是德国西马格生产的带恒减速功能的电-液控制系统的ST3-D型制动器, 该液压站由一个油箱带两个独立的液压系统 (即双泵双阀) , 一套工作, 一套备用, 由一套闸控系统控制。电控系统由中矿传动生产的ASCS-3全数字直流调节系统, 共有三台西门子S7-300PLC组成, 相互之间由MPI和Profibus-DP通讯网络交换数据。而实现液压站PLC主站和电控系统PLC主站之间的通讯, 需要使用西门子生产的DP/DP Coupler Profibus网络通讯耦合器, DP/DP Coupler可用于连接两个不同网络通讯速率的Profibus主站, 且站地址可以不同, 最多可实现244字节输入和244字节输出的数据通讯区, 两个主站网络之间电气隔离, 一个网段故障不影响另一个网段正常运行, 双路冗余供电。
2 组态DP/DP Coupler在两个主站Profibus-DP网络中的通讯
2.1 现场使用的硬件设备和软件
软件使用的是Step7V5.5sp3组态编程软件英文版并需要1个DP/DP Coupler耦合器和一条PC adapter USB编程电缆。
2.2 在液压站的Profibus-DP master中组态DP/DP Coupler
双击液压站的“Hardware”, 打开硬件组态, 在右侧的PROFIBUS DP网络中搜索6ES7158-0AD01-0XA0, 然后从硬件目录中将DP/DP Coupler拖拽至Profibus Master中, 并在其属性对话框中, 设置DP/DP Coupler的站地址为8, 网络行规为“DP”, 波特率为“1.5Mbit/s”, 其他属性保持为默认。
接下来组态与电控系统网络2的通信接口区, 打开DP/DP Coupler的硬件目录, 选中“32Bytes Input consistent”拖拽至DP/DP Coupler的硬件列表框中, 生成Q地址分别为400-431、432-463、464-495、496-527、528-559, 编译并保存, 下载到对应的PLC中。
2.3 在电控系统的Profibus-DP Master中组态DP/DP Coupler
双击电控系统BHPLC站的“Hardware”, 打开硬件组态, 在右侧的PROFIBUS DP网络中搜索6ES7158-0AD01-0XA0, 然后从硬件目录中将DP/DP Coupler拖拽至Profibus Master中, 并在其属性对话框中, 设置DP/DP Coupler的站地址为10, 网络行规为“DP”, 波特率为“1.5Mbit/s”, 其他属性保持为默认。
接下来组态与液压站网络1的通信接口区, 打开DP/DP Coupler的硬件目录, 选中“32 Bytes Output consistent”拖拽至DP/DP Coupler的硬件列表框中, 生成I地址分别为256-287、288-319、352-383、384-415、416-447, 编译并保存, 下载到对应的PLC中。
3 STEP7软件编程
3.1 DP/DP Coupler数据区的编程
为保证两个主站网络之间所对应的数据通讯在一个通讯周期内完成, 需要在液压站的STEP7软件编程中调用SFC15 (DPWR_DAT) , 而在电控系统的STEP7软件编程中调用SFC14 (DPRD_DAT) , 完成五组连续数据区的发送与接收过程。
此时, 检查数据是否接收正确, 分别打开液压站主站PLC中的DB62块和电控系统BHPLC中的DB62块, 查看相对应的位数据是否一致, 如果一致, 则表明通讯成功。如果不一致, 则需要查找出问题所在进行解决。经试验得知, 通讯成功。
3.2 MPI通讯自定义全局变量
具体通信数据交换如图2所示。
4 结束语
M250内圆磨床液压站的改造 篇7
液压系统主要完成以下动作:(1)工作台连续往复运动,速度可无级调整;(2)砂轮的液压修整;(3)工作台油缸的排气;(4)工作台液动和手动之间的液压联锁;(5)床身导轨利用液压系统的压力润滑油;(6)开关阀处于“关”的位置时,分配阀移向右端,使油缸两腔连通,并接通压力油,这样可以保证空气不会进入油缸,因油缸两腔承压面积相等,故轴向力平衡,手摇工作台时轻巧。此机床利用床身底腔作为液压油池,加油时可打开床身后门,换油时用油泵把旧油吸出,油池经清洗再注入新油。
1 机床的配置参数
(1)机床的液压系统压力:10 kg/cm2。
(2)润滑系统压力:1 kg/cm2。
(3)工作系统压力:10 kg/cm2。
(4)液压泵的流量:25 L/cm2。
(5)冷却泵的流量:45 L/cm2。
(6)液压电机型号:JO212-4型(功率0.8 k W)。
(7)机床外形尺寸:3 760 mm×1 650 mm×1 830 mm。
(8)砂轮转速:2 450 r/min、4 200 r/min。
2 液压传动系统的设计计算
2.1 确定液压系统的主要参数
液压系统的主要参数有压力和流量,根据原来机床的液压配置选择合适液压泵[1]。
(1)确定液压泵的最大工作压力Pp
式中:P1为液压缸或液压马达最大的工作压力,MPa;∑ΔP为从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。∑ΔP的准确计算要待元件选定并绘出管路后才能执行,初算时可根据经验数据选取:管路简单、流速不大的,取∑ΔP=(0.2~0.5)MPa;管路复杂的、进口有调速阀的,取∑ΔP=(0.5~1.5)MPa。
(2)确定液压泵的流量Qp
多液压缸或液压马达同时工作时,液压泵的输出流量为:
式中:K为系统泄漏系数,一般取1.1~1.3;∑Qmax为同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量,m3/s,可根据标准查得。
(3)选择液压泵的规格
根据以上求得的Pp和Qp值按系统中拟定的液压泵形式,从产品样本或手册中选择相应的液压泵,考虑到一定的压力储备,所选的泵一般要比最大工作压力大25%~60%[2]。
2.2 根据散热和储油量要求计算油箱容量
原机床的床身储油量为160 L,新油箱容量要根据原储油量来制定,一般油面的高度是油箱高h的0.8倍[2],V=0.8abh cm3。式中:V为油箱的有效容积,cm3;a为油箱的宽度,cm;b为油箱的长度,cm;h为油箱的高度,cm。
一般机床的液压系统正常工作温度是30~55℃,最高允许温度为55~70℃。
2.3 计算液压系统的冲击压力
(1)当迅速打开或关闭液流通路时,在系统中产生的冲击压力[2]:
直接冲击(即t<τ)时,管道内压力增大值ΔP=αρΔν;
间接冲击(即t>τ)时,管道内压力增大值P=αρΔν(τ/t)。
式中:α为管道内液流中冲击波的传播速度,m/s;ρ为液体密度,kg/m3;Δν为关闭或开启液流通道前后管道内流速差,m/s;τ=2 L/α,τ即管道长度为L时,液流往返所需时间,s;t为关闭或打开液流通道的时间,s。
(2)急剧改变液压缸运动速度时,由于液体及运动机构的惯性作用而引起的压力冲击,其压力增大值为[2]ΔP=(∑LiΡA/Ai+M/A)Δν/t。
式中:∑Li为液体在第i段管道内的长度,m;Ρ为液压油密度,kg/m3;A为液压缸活塞面积,m2;Ai为第i段管道内的截面积,m2;M为与活塞连动的运动部件重量,kg;Δν为液压缸的速度变化量,m/s;t为液压缸速度变化Δν所需时间,s。
计算得出冲击压力小于初始设计压力,符合机床要求。由此计算出所需液压站的大小及各项液压参数。
3 改造前后效果对比
改造前,机床的液压电机、液压泵全部安装固定于床身上(见图1),液压油路走线都在床身内,长期使用后,液压的自激振荡、液压油液的温度、电机的振动、工件的直波纹等都是精加工时需要克服的问题。由于加工时需要用切削液冷却,有时切削液泄漏会进入液压油使液压油变质,频繁更换液压油带来了更多的使用成本,而设备的维修也使设备停机时间延长,影响生产。
改造后,液压系统与床身脱离,共设置有3个电机:1个主液压电机,1个液压油循环电机和1个液压油冷却电机(见图2)。对液压油加装了油冷却系统,使液压油保持恒温;床身作为一个中间过渡油箱,当床身的液压油达到设定的液位时,液位感应开关发送信号,抽油泵开始抽油回主液压箱,主液压电机以此循环工作;对床身实行全密封处理,杜绝冷却液漏进液压油的可能,使设备更加高效稳定地工作。
4 结论
改造后的液压系统与床身各自独立,避免了因长期使用所带来的液压泵或电机的自激振荡及液压不稳定现象,使机床运行更平稳,延长了使用寿命。现在齿轮加工精度能达到0.002 mm,远远超过了要求的加工精度,有效保证了高速列车的安全有效运行,也大大减少了停机时间,保证了生产效率和产品质量。该设计已取得实用新型专利,具有推广价值。
摘要：M250内圆磨床是齿轮精加工的重要设备,由于机床的液压系统故障导致设备无法加工出满足要求的齿轮零部件,通过改造,使液压系统与床身独立,并设计、制作了新的液压站,改造后效果良好。
关键词：M250内圆磨床,液压站,参数,改造
参考文献
[1]宋军民,周晓峰.液压传动与气动技术[M].2版.北京:中国劳动社会保障出版社,2009.
方坯中间包滑动水口液压站的改进 篇8
一、液压站原理及存在的问题
(一) 工作原理
该液压系统工作原理如图1所示。启动液压泵后, 当H型中位机能换向阀两边电磁铁都失电时, 阀芯处于中位, 泵出的油经换向阀直接回油箱, 系统处于等待工作前的卸荷状态。由于所选泵为叶片泵, 故在吸油口设吸油过滤器保护。当换向阀的电磁铁a得电, 油缸无杆腔进油, 活塞推动新水口替换掉旧水口, 到位后系统压力升高到溢流阀调定的压力12MPa时, 溢流阀溢流, 保持系统压力稳定在12MPa。当溢流阀出现故障时, 安全阀接替工作, 其调定压力略高于溢流阀以确保系统安全。当换向阀的电磁铁b得电, 有杆腔进油, 活塞杆缩回。节流阀是用来调定伸缩速度的, 活塞推动水口前进太快、太慢都不符合要求, 太快则冲击力大易损坏新水口;太慢则钢水易在新、旧水口交换时漏出。更换水口时要求活塞杆前进速度在50～80mm/s之间。
(二) 问题及其原因
1.在使用一段时间后, 当油泵起动, 换向阀在中位时, 即系统处于卸荷状态下, 油缸的活塞杆总是在缩回后又慢慢伸出暴露在空气中, 这样既不安全又易使活塞杆锈蚀而磨损密封件。其原因主要是换向阀的中位机能为H型, 在使用一段时间后回油过滤器堵塞产生一定的背压, 而H型机能的换向阀在中位时使油缸的有杆腔与无杆腔相通, 两腔压强相等, 等于回油过滤器产生的背压, 因无杆腔活塞的有效面积大于有杆腔活塞的有效面积, 在两腔之间形成一个“差动回路”, 在无杆腔内作用于活塞上的力大于有杆腔, 从而使得活塞杆总是在收回后又自动伸出。
2.为保证系统安全, 设置了溢流阀和安全阀 (这两个都是溢流阀) 。但是在使用中, 当溢流阀的调定压力调不上去的时候, 安全阀也毫无办法。同样, 当安全阀掉压或压力调不高时, 溢流阀也不能调高压力。所以, 只要有一个阀的压力调不上去, 则整个系统压力就上不去。
3.系统所选油泵的排量为10.4m L/r, 电机为Y132M1-6 (B5) 型, 系统流量约为10L/min, 计算可得活塞杆伸出的最大速度约为53.3mm/s。但在节流阀完全打开的情况下, 实际测得的速度只有46mm/s。这个速度偏慢, 会引起漏钢。这主要是设计时未充分考虑到流量损失。
二、系统改进
1.将换向阀更换为中位机能M型的, 使换向阀在中位时油缸的有杆腔和无杆腔油路断开, 避免产生“差动回路”。要求经常检查回油滤芯堵塞情况, 并及时更换。
2.没必要用两个溢流阀, 拆掉其中一个, 并将阀块上暴露出的两油口堵死。
3.若该系统换用一个排量大的油泵来提高速度, 则会涉及到很多相关尺寸的改动, 所以考虑更换电机。原电机转速是960r/min, 而与其有相同安装连接尺寸的Y132S-4 (B5) 型电机的转速是1440r/min, 其他要求都满足。这样在不改变油泵的情况下, 系统流量由10L/min上升为15L/min, 实际测得活塞杆伸出的速度为76mm/s, 通过调节节流阀的节流口大小可得到活塞杆伸出的最佳速度。
三、效果
该液压系统改进后近三年的运行情况表明, 没有出现任何故障, 且能很好地满足工况需求, 延长了中包使用寿命, 提高铸机作业率。
致作者
尊敬的各位作者:
感谢你们对我刊的信任和支持, 从全国各地寄来你们的研究成果, 使我刊得以顺利出版。但一些作者所附联系地址不详, 致使刊物邮寄发生差错, 甚至无法送达。因此, 敬请各位作者来稿时务必在文末附上详细地址, 包括:城市、街道、门牌号、单位 (学校) 名称、部门 (学院、系、班级) , 以及邮政编码, 以保证样刊顺利寄送到你的手中。最好同时附上联系电话, 方便及时联系。
摘要：安钢第一炼轧厂方坯连铸机中间包水口快换项目于2007年完成, 采用了油缸推动水口实现在线更换, 可保证中包20h连续使用。由于驱动钢水包滑动水口的YZJl型液压站在使用中暴露了一些问题, 通过分析, 对液压系统进行改进。
烧结破碎机液压站的使用与维护 篇9
南京钢铁联合有限公司 (以下简称“南钢”) 新厂烧结车间360 m2区域的破碎机采用的是液压调辊方式、电动控制, 其大大降低了操作工人的劳动强度, 液压的应用是一把双刃剑, 应用得好, 生产会非常简单顺利;应用得不好, 生产时则可能会有各种问题出现。因此, 需要对液压系统有比较全面的了解。
1 工作原理
液压系统主要作用是进行产品粒度的调整和机器过载保护 (见图1) 。以对辊破碎机为例, 电动机带动油泵转动向液压系统输出压力油, 溢流阀调整系统的压力。当工作压力为4.5 MPa时, 单个油缸施加在轴承上的推动力为180 kN, 左右油缸同时施加在辊轴上的推力为360 kN。在正常破碎物料时, 在移动辊不退让的前提下选择偏低的压力, 这样当有超硬度物体或不可破碎的异物落入两辊时, 移动辊可以灵敏地退位, 防止损坏辊子表面或主机的事故。
当超硬度材料或不可破碎的异物通过两辊子时, 由于辊子受到挤压力超过了液压系统的压力, 移动辊子将后移, 与此相关联的轴承座向后移动, 推动活塞向里缩, 油缸后腔压力升高, 系统管路、蓄能器吸收部分压力, 来不及吸收的部分则通过溢流阀溢流, 释放部分高压时, 降低系统压力, 异物通过后, 蓄能器释放出存到压力, 使辊子迅速前移, 恢复到调整的工作位置, 从而实现了机器的过载保护 (试压14 MPa, 安全阀调定压力15 MPa) 。
1.油标;2.空滤器;3.粗滤器;4.定量油泵;5.电动机;6.单向阀;7.安全阀;8.截止阀;9.压力表;10.单向阀;11.精滤器;12.三位四通换向阀;13.液控单向阀;14.溢流阀;15.电接点温度计;16.流量阀;17.压力继电器;18.蓄能器;19.液压油缸;20.二位换向阀
2 液压系统的使用和维护
(1) 油缸中的液压油应经常保持正常油面;
(2) 液压油要保持清洁, 要求其过虑精度d<10 μm;
(3) 液压油需要定期更换, 首次加入的液压油半年更换一次, 以后一年更换一次;
(4) 液压回路里的空气应完全排除干净;
(5) 液压系统正常工作压力的调定范围为最高8 MPa, 最低4.5 MPa或以下;破碎机的液压站虽然不复杂, 但须经常维护。
3 液压系统常见故障、原因及处理措施
液压系统常见故障、原因及处理措施见表1。
4 结束语
通过了解破碎机液压站的工作原理及使用、维护注意事项, 保证了生产的顺利进行。
摘要：介绍了南京钢铁联合有限公司烧结车间360 m2区域破碎机液压站工作原理、使用与维护注意事项。