專利名稱：應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣自動(dòng)化控制裝置，具體地說(shuō)是一種應(yīng)用于重 型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化控制裝置。
技術(shù)背景目前，液壓機(jī)控制方面以繼電器為主控元件，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用PLC控制，但編程簡(jiǎn)單，缺少必要的人機(jī)對(duì)話環(huán)節(jié)，自 動(dòng)化程度低，相應(yīng)控制功能簡(jiǎn)單，適應(yīng)性不強(qiáng)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種應(yīng)用于重型液 壓機(jī)的電氣自動(dòng)化控制裝置。以提高重型液壓系統(tǒng)的高速化、高 效化、低能耗、穩(wěn)定性、安全性，降低生產(chǎn)成本，能夠完成自動(dòng) 化加工，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷、調(diào)整、故障預(yù)處理。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自 動(dòng)化控制裝置，它以PLC控制器和顯示觸摸屏為核心，完成輸入、計(jì)算、處理、控制輸出的應(yīng)用軟件存儲(chǔ)于PLC的存儲(chǔ)器中，顯示 觸摸屏與PLC通過(guò)MPI數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。所述PLC控制器 的輸入接口包括重型液壓機(jī)的操作按鈕信號(hào)輸入接口，該操作 按鈕由人工進(jìn)行手動(dòng)操作；檢測(cè)信號(hào)輸入接口，該檢測(cè)信號(hào)由設(shè)置在重型液壓機(jī)系統(tǒng)上的檢測(cè)壓機(jī)各設(shè)備工作情況的傳感器提供;所述PLC控制器的輸出接口包括:控制主電路信號(hào)輸出接口 ， 該主電路的信號(hào)輸出端與油泵裝置的啟動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)加熱器輸入 端連接；控制電磁閥信號(hào)輸出接口，該電磁閥與為重型液壓機(jī)加 工服務(wù)的液壓裝置連接；控制比例閥信號(hào)輸出接口，該比例閥與 主泵裝置連接；所述顯示觸摸屏的顯示窗口包括全部設(shè)備運(yùn)行 狀態(tài)主運(yùn)行畫(huà)面；手動(dòng)控制油泵、加熱器、冷卻水閥啟?？刂飘?huà) 面；動(dòng)態(tài)顯示模擬量曲線畫(huà)面；顯示并記錄報(bào)警內(nèi)容和時(shí)間報(bào)警畫(huà)面；設(shè)置重型液壓機(jī)工作參數(shù)的參數(shù)設(shè)置畫(huà)面。依照本案實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化控制裝置， 具有如下七個(gè)功能① 切換功能可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與半自動(dòng)控制的切換。在通常情況 下使用半自動(dòng)檔，當(dāng)要檢修或調(diào)試的時(shí)候，切換到手動(dòng)檔。當(dāng)切 換到手動(dòng)檔時(shí)，重型液壓機(jī)的行程大于半自動(dòng)檔的行程，可在進(jìn) 一張新板前，切換到手動(dòng)檔，提高液壓機(jī)間隙，容易板材通過(guò)， 當(dāng)板材進(jìn)入重型液壓機(jī)后，再切換到半自動(dòng)檔，這時(shí)行程小，可 節(jié)約加工時(shí)間。② 自動(dòng)報(bào)警功能發(fā)生異常情況，可通過(guò)顯示觸摸屏隨時(shí)報(bào) 警，顯示故障發(fā)生的具體時(shí)間和報(bào)警內(nèi)容，并對(duì)報(bào)警進(jìn)行記錄， 以備査看。PLC將根據(jù)模擬量輸入X1-X32進(jìn)行計(jì)算和處理，當(dāng) 出現(xiàn)異常(包括X27-X32模擬量輸入斷線)時(shí)，將報(bào)警。③ 故障預(yù)處理功能當(dāng)重型液壓機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC可根據(jù) 故障類型，進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)的處理，把故障造成的危害降到零或最 小。④ 模擬量曲線顯示功能可對(duì)X27-X32共6路模擬量輸入數(shù) 值以曲線的形式進(jìn)行顯示，便于重型液壓機(jī)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置和系 統(tǒng)調(diào)試。 運(yùn)行參數(shù)設(shè)置功能對(duì)于不同的材料，重型液壓機(jī)的工作壓力和其它的一些運(yùn)行參數(shù)將有所不同，通過(guò)顯示觸摸屏參數(shù)設(shè)置畫(huà)面可方便快捷地完成對(duì)控制參數(shù)的修改，并通過(guò)PLC對(duì)控制 參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存。 運(yùn)行工況顯示功能對(duì)重型液機(jī)各控制部件的狀態(tài)用動(dòng)畫(huà) 的形式進(jìn)行顯示。⑦緊急停車復(fù)位功能配備有"急停"按鈕，當(dāng)在工作過(guò)程 中發(fā)生異常，或中途突然停電后恢復(fù)時(shí)，按下此按鈕使重型液壓 機(jī)各部件回到加工前的初始狀態(tài)。本發(fā)明與目前由傳統(tǒng)控制器件組成的控制系統(tǒng)比較，其積極 效果是能完成對(duì)高壓力、大流量的控制，控制裝置自動(dòng)化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能, 抗干擾能力強(qiáng)，適合鋼材加工廠生產(chǎn)線的惡劣的工作環(huán)境。它解 決了過(guò)去傳統(tǒng)控制器故障率高、生產(chǎn)效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大的 諸多問(wèn)題。本系統(tǒng)不僅功能強(qiáng)大、控制靈活、方便，而且工作穩(wěn) 定，且易于計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，具有廣闊的市場(chǎng)前景。本發(fā)明可應(yīng)用于板材成型；管、線、型材擠壓；粉末冶金、 塑料及橡膠制品成型；膠合板壓制、打包；人造金剛石、耐火磚 壓制和炭極壓制成型；輪軸壓裝、校直等的液壓機(jī)上。


圖l為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的PLC開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊電氣原理圖。圖3為本發(fā)明的PLC開(kāi)關(guān)量輸入/輸出擴(kuò)展模塊電氣原理圖。圖4為本發(fā)明的PLC模擬量輸入/輸出模塊電氣原理圖。圖5為本發(fā)明的電磁閥控制電路圖。圖6為本發(fā)明的油泵控制回路電路圖。圖7為本發(fā)明的電機(jī)控制電路圖。圖8為本發(fā)明的加熱器控制電路9為本發(fā)明的控制柜面板布置IO為本發(fā)明的PLC功能表具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施詳述本發(fā)明。如圖l所示，本實(shí)施例給出的應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng) 化控制裝置，由輸入、控制運(yùn)算、輸出和顯示觸摸屏四大部分組成，其中① 輸入部分由操作按扭、開(kāi)關(guān)量信號(hào)檢測(cè)和模擬量信號(hào)檢測(cè) 三部分組成。操作按鈕由人工進(jìn)行手動(dòng)操作，處理緊急情況。信 號(hào)檢測(cè)是系統(tǒng)的傳感器自動(dòng)監(jiān)測(cè)重型液壓機(jī)的工作情況， 一旦出 現(xiàn)異常情況，馬上報(bào)警提示操作者，并進(jìn)行相應(yīng)的故障預(yù)處理， 如緊急停機(jī)處理，從而避免事故的發(fā)生。② 控制運(yùn)算部分以PLC控制器為核心，完成輸入、處理、控制輸出。PLC控制器功能強(qiáng)大，并且抗干擾能力強(qiáng)。其輸入接口包括重型液壓機(jī)操作按鈕信號(hào)輸入接口和檢測(cè)信號(hào)輸入接口 ， 其輸出接口包括控制主電路信號(hào)輸出接口、控制電磁閥信號(hào)輸 出接口和控制比例閥模擬量信號(hào)輸出接口 。③輸出部分包括油泵裝置、液壓裝置和比例閥控制。油泵裝 置由PLC輸出的信號(hào)控制主電路，給電機(jī)發(fā)送指令，完成油泵的啟動(dòng)和停止。液壓裝置是固定裝置，由PLC控制器給定的信號(hào)，經(jīng)電磁閥控制液壓設(shè)備，給主缸及輔助缸加壓，以完成對(duì)板材的加工。比例閥控制隨工作工況的不同而不同，由PLC輸出模擬量 動(dòng)態(tài)控制比例閥開(kāi)度，用來(lái)控制主泵流量。
顯示觸摸屏HMI經(jīng)MPI通訊電纜與PLC連接，顯示觸摸屏 對(duì)液壓機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)曲線顯示、報(bào)警、參數(shù)設(shè)置、 設(shè)備控制、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示等。如圖2、 3、 4所示，PLC控制器的信號(hào)輸入接口共設(shè)32路， 其中Xl-X7共7路對(duì)應(yīng)重型液壓機(jī)電氣控制柜及機(jī)旁操作箱上本 地急停SB1 (機(jī)旁急停SB2)、機(jī)旁手動(dòng)SA3、機(jī)旁半自動(dòng)SA3、 機(jī)旁手動(dòng)壓下SB3、機(jī)旁手動(dòng)回程SB4、機(jī)旁半自動(dòng)開(kāi)始SB5、 機(jī)旁半自動(dòng)停止SB6，圖9給出了重型液壓機(jī)控制裝置電氣控制 柜操作面板布置圖；X8-Xll共4路對(duì)應(yīng)電機(jī)控制柜的KMl-KM4 的反饋信號(hào)，當(dāng)PLC對(duì)Y1-Y4進(jìn)行控制輸出時(shí)，對(duì)控制裝置進(jìn)行 控制輸出信號(hào)的反饋；X12-X15共4路對(duì)應(yīng)軟啟動(dòng)故障信號(hào)RQ、 輔助泵過(guò)熱信號(hào)JR1、循環(huán)泵過(guò)熱信號(hào)JR2、控制泵過(guò)熱信號(hào) JR3，當(dāng)油泵發(fā)生故障時(shí)，將信號(hào)通過(guò)這4路信號(hào)傳送給控制裝 置；X16-X19共4路對(duì)應(yīng)重型液壓機(jī)位置檢測(cè)傳感器四個(gè)檢測(cè)模 塊XK4-XK7的輸入，當(dāng)重型液壓機(jī)運(yùn)行到指定位置時(shí)，便會(huì)觸發(fā) 位置傳感器，將信號(hào)通過(guò)這4路信號(hào)傳送給控制裝置；X20-X22 共3路對(duì)應(yīng)于油箱上主泵蝶閥限位XK1、輔助泵蝶閥限位XK2、 循環(huán)泵蝶閥限位XK3，當(dāng)?shù)y沒(méi)打開(kāi)時(shí)，將信號(hào)通過(guò)這3路信號(hào) 傳送給控制裝置，用來(lái)限制油泵運(yùn)行；X23-X26共4路對(duì)應(yīng)于油 箱上高壓過(guò)濾器堵信號(hào)FR1、循環(huán)過(guò)濾器1堵信號(hào)FR2、循環(huán)過(guò)濾器2堵信號(hào)FR3、控制過(guò)濾器堵信號(hào)FR4，當(dāng)發(fā)生過(guò)濾器堵塞 時(shí)，將信號(hào)通過(guò)這4路信號(hào)傳送給控制裝置；X31對(duì)應(yīng)油溫溫度 ST，油溫通過(guò)這路信號(hào)傳送給控制裝置；X32對(duì)應(yīng)油箱油位SL， 油位高低通過(guò)這路信號(hào)傳送給控制裝置；X27-X30共4路對(duì)應(yīng)于 重型液壓機(jī)油管上主泵壓力輸入SP1、控制油壓力輸入SP2、輔 助缸壓力輸入SP3、主缸壓力輸入SP4，各部位的油壓值通過(guò)這 4路信號(hào)傳送給控制裝置。PLC控制器的信號(hào)輸出接口共21路，其中Yl-Y4共4路為 控制主電路信號(hào)輸出接口，對(duì)應(yīng)接觸器KM1-KM4，完成觸摸屏控 制畫(huà)面對(duì)油泵的啟停操作，圖6給出了油泵控制回路電路圖，圖 7給出了電機(jī)控制電路圖；Y5-Y17共13路為控制電磁閥信號(hào)輸 出接口，分別對(duì)應(yīng)電磁閥DT1-DT13，完成X16-X19、 X30輸入檢 測(cè)信號(hào)的控制輸出，圖5給出了電磁閥控制輸出電路圖。其直接 控制對(duì)象為電磁閥，通過(guò)對(duì)電磁閥的組合控制，實(shí)現(xiàn)了圖10所 示重型液壓機(jī)PLC輸出功能。Y18為控制電磁閥信號(hào)輸出接口 ， 對(duì)應(yīng)電磁閥DT14，完成對(duì)X31輸入檢測(cè)信號(hào)的自動(dòng)控制輸出； Y19、 Y21 (模擬量)共2路為控制比例闊信號(hào)輸出接口，完成對(duì) 比例閥的控制；Y20為控制主電路信號(hào)輸出接口，對(duì)應(yīng)于接觸器 KM5，完成對(duì)X31輸入檢測(cè)信號(hào)的自動(dòng)控制輸出，圖8給出了加 熱器控制電路圖。顯示觸摸屏HMI共有5個(gè)畫(huà)面，主運(yùn)行畫(huà)面完成對(duì)XI-X32、 Y1-Y21共53路輸入、輸出信號(hào)的顯示；控制畫(huà)面完成對(duì)Y1-Y4、 Y18、 Y20共6路對(duì)應(yīng)于主泵、輔助泵、循環(huán)泵、控制泵、冷卻 水閥、加熱器的手動(dòng)啟?？刂疲?duì)相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行 顯示；模擬量曲線畫(huà)面完成對(duì)X27-X32模擬量輸出的曲線顯示； 報(bào)警畫(huà)面完成對(duì)X12-X15、 X23-X26共8路輸入信號(hào)和其它綜合 故障的報(bào)警顯示；參數(shù)設(shè)置畫(huà)面完成對(duì)PLC運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。
權(quán)利要求
1. 一種應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化控制裝置，它以PLC控制器和顯示觸摸屏為核心，完成輸入、計(jì)算、處理、控制輸出的應(yīng)用軟件存儲(chǔ)于PLC的存儲(chǔ)器中，顯示觸摸屏與PLC通過(guò)MPI數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，其特征在于a.該P(yáng)LC控制器的輸入接口包括重型液壓機(jī)的操作按鈕信號(hào)輸入接口，該操作按鈕由人工進(jìn)行手動(dòng)操作；檢測(cè)信號(hào)輸入接口，該檢測(cè)信號(hào)由設(shè)置在重型液壓機(jī)系統(tǒng)上的檢測(cè)壓機(jī)各設(shè)備工作情況的傳感器提供；b.該P(yáng)LC控制器的輸出接口包括控制主電路信號(hào)輸出接口，該主電路的信號(hào)輸出端與油泵裝置的啟動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)加熱器輸入端連接；控制電磁閥信號(hào)輸出接口，該電磁閥與為重型液壓機(jī)加工服務(wù)的液壓裝置連接；控制比例閥信號(hào)輸出接口，該比例閥與主泵裝置連接；c.該顯示觸摸屏的顯示窗口包括全部設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)主運(yùn)行畫(huà)面；手動(dòng)控制油泵、加熱器、冷卻水閥啟?？刂飘?huà)面；動(dòng)態(tài)顯示模擬量曲線畫(huà)面；顯示并記錄報(bào)警內(nèi)容和時(shí)間報(bào)警畫(huà)面；設(shè)置重型液壓機(jī)工作參數(shù)的參數(shù)設(shè)置畫(huà)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化 控制裝置，其特征在于該P(yáng)LC控制器的信號(hào)輸入接口共32路， 其中Xl-X7共7路對(duì)應(yīng)重型液壓機(jī)電氣控制柜及機(jī)旁操作箱上本 地急停SB1、機(jī)旁急停SB2、機(jī)旁手動(dòng)SA3、機(jī)旁半自動(dòng)SA3、機(jī) 旁手動(dòng)壓下SB3、機(jī)旁手動(dòng)回程SB4、機(jī)旁半自動(dòng)開(kāi)始SB5、機(jī) 旁半自動(dòng)停止SB6共7路操作按鈕開(kāi)關(guān)量的信號(hào)輸入；X8-X15 共8路對(duì)應(yīng)電機(jī)控制柜的主泵接觸器信號(hào)KM1、輔助泵接觸器信 號(hào)KM2、循環(huán)泵接觸器信號(hào)KM3、控制泵接觸器信號(hào)KM4、軟啟 動(dòng)故障信號(hào)RQ、輔助泵過(guò)熱信號(hào)JR1、循環(huán)泵過(guò)熱信號(hào)JR2 、 控制泵過(guò)熱信號(hào)JR 3共8路運(yùn)行反饋開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入；X16-X19 共4路對(duì)應(yīng)重型液壓機(jī)位置檢測(cè)傳感器四個(gè)檢測(cè)模塊XK4- XK7的輸入；X20-X26、 X31-X32共9路對(duì)應(yīng)于油箱上主泵蝶閥限位 XK1、輔助泵蝶閥限位XK2、循環(huán)泵蝶閥限位XK3、高壓過(guò)濾器堵 信號(hào)FR1、循環(huán)過(guò)濾器1堵信號(hào)FR2、循環(huán)過(guò)濾器2堵信號(hào)FR3、 控制過(guò)濾器堵信號(hào)FR4、油溫溫度ST (模擬量)、油箱油位SL (模 擬量)共7路開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入和2路模擬量信號(hào)輸入；X27-X30 共4路對(duì)應(yīng)于重型液壓機(jī)油管上主泵壓力輸入SP1、控制油壓力 輸入SP2、輔助缸壓力輸入SP3、主缸壓力輸入SP4共4路模擬 量信號(hào)輸入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化 控制裝置，其特征在于該P(yáng)LC控制器的信號(hào)輸出接口共21路， 其中Yl-Y4共4路為控制主電路信號(hào)輸出接口，對(duì)應(yīng)接觸器 KM1-KM4，完成觸摸屏控制畫(huà)面輸入信號(hào)的控制輸出，控制主泵 電機(jī)、輔助泵電機(jī)、循環(huán)泵電面、控制泵電機(jī)的起停；Y5-Y17 共13路為控制電磁閥信號(hào)輸出接口 ，分別對(duì)應(yīng)電磁閥DT1-DT13， 完成X16-X19、 X30輸入檢測(cè)信號(hào)的控制輸出；Y18為控制電磁 閥信號(hào)輸出接口，對(duì)應(yīng)電磁閥DT14，完成對(duì)X31輸入檢測(cè)信號(hào) 和觸摸屏控制畫(huà)面輸入信號(hào)的控制輸出；Y19、 Y21 (模擬量)共 2路為控制比例閥信號(hào)輸出接口，完成對(duì)比例閥的控制；Y20為 控制主電路信號(hào)輸出接口，對(duì)應(yīng)于接觸器腿5，完成對(duì)X31輸入 檢測(cè)信號(hào)和觸摸屏控制畫(huà)面輸入信號(hào)的控制輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化 控制裝置，其特征在于該顯示觸摸屏共有5個(gè)畫(huà)面，主運(yùn)行畫(huà)面， 完成對(duì)X1-X26共26路開(kāi)關(guān)量輸入、X27-X32共6路模擬量輸入、 Y1-Y20共20路開(kāi)關(guān)量輸出、Y21共1路模擬量輸出的顯示；控 制畫(huà)面，完成對(duì)Y1-Y4、 Y18、 Y20共6路對(duì)應(yīng)于主泵Ml、輔助 泵M2、循環(huán)泵M3、控制泵M4、冷卻水閥、加熱器的啟停控制， 并對(duì)相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行顯示；模擬量曲線畫(huà)面，完成對(duì) X27-X32共6路模擬量輸出的曲線顯示；報(bào)警畫(huà)面，完成對(duì) X12-X15、 X23-X26共8路輸入信號(hào)和其它綜合故障的報(bào)警顯示； 參數(shù)設(shè)置畫(huà)面，完成對(duì)PLC運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及電氣自動(dòng)化控制裝置，具體地說(shuō)是一種應(yīng)用于重型液壓機(jī)的電氣自動(dòng)化控制裝置。該裝置以完成信號(hào)輸入、處理、控制輸出功能的PLC控制器和顯示觸摸屏為核心，其輸入接口包括重型液壓機(jī)操作按鈕信號(hào)輸入接口和設(shè)置在重型液壓機(jī)上的檢測(cè)壓機(jī)工作情況的傳感器信號(hào)輸入接口；其輸出接口包括控制主電路信號(hào)輸出接口、控制電磁閥信號(hào)輸出接口和控制比例閥模擬量信號(hào)輸出接口。本發(fā)明能提高重型液壓系統(tǒng)的高速化、高效化、低能耗、穩(wěn)定性、安全性，降低生產(chǎn)成本，能夠完成自動(dòng)化加工。本發(fā)明不僅功能強(qiáng)大、控制靈活、方便，而且工作穩(wěn)定，且易于計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。
文檔編號(hào)G05B19/05GK101271322SQ20081009730
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者丁錄軍, 王建忠 申請(qǐng)人:中冶京唐建設(shè)有限公司