液壓制磚設備自動控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及液壓制磚設備技術領域，特別是一種液壓制磚設備自動控制裝 置。
【背景技術】
[0002] 當前用于液壓制磚設備的自動控制方案多以單向加壓、單機分體、開關量控制為 主，產生了壓制大尺寸制品成型困難，磚坯上下密度不一致，對于含水量不同的物料不能調 節(jié)壓制參數(shù)，沒有充分考慮壓機設備的組網要求等問題。傳統(tǒng)的壓機控制方案采用點對點 的模式，PLC模塊在控制柜內，光電開關、編碼器等傳感設備和執(zhí)行元件在設備上，這樣就需 要從設備到控制柜大量布線，由此產生了干擾、走線等一系列問題，現(xiàn)有控制技術始終未形 成機電一體化的全方位解決方案。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型目的是克服現(xiàn)有技術存在不足，提供一種液壓制磚設備自動控制裝 置。本
[0004] 實用新型的目的可以通過以下措施來達到：一種液壓制磚設備自動控制裝置，包 括帶有上、下油缸充液的液壓雙向加壓機構和壓力控制系統(tǒng)，還包括由編程控制器、液壓機 構對雙向加壓液壓壓磚機和配套碼坯機進行控制，通過液壓閥、伺服閥門、傳感器集成塊、 編程控制器、變頻器、柱塞栗、齒輪栗工作，實現(xiàn)制磚設備的進料、壓制、頂出、取坯、碼坯動 作，通過觸摸屏和上位機進行人機對話；其特征在于：壓力控制系統(tǒng)的加壓采用雙閉環(huán)壓 力控制，液壓雙向加壓機構采用控制雙向壓密液壓成型加壓；壓力傳感器和位移傳感器分 別與油缸活塞相連接，主站PLC的CPU置于控制柜內，主站與分站之間連接數(shù)據線；壓力控 制系統(tǒng)采集的壓力內環(huán)是由油缸進口壓力傳感器提供電流信號輸入給A/D轉換模塊，位置 外環(huán)是由安裝在上、下油缸間的位移傳感器磁尺提供電流信號輸入給A/D轉換模塊，該電 流信號經過PID運算調節(jié)輸出信號驅動伺服閥門的開度來實現(xiàn)精確定位，伺服閥門閥芯的 開口量與輸入電流的大小成正比；PID運算后的輸出數(shù)據存入PLC內部數(shù)據寄存器，經過 PLC的D/A轉換成模擬量輸出信號后，傳送給比例放大器。
[0005] 雙閉環(huán)壓力控制中，主站PLC把壓力內環(huán)、位置外環(huán)反饋來的實時信息進行分析， 將其與系統(tǒng)要求達到的狀態(tài)信息相比較，預知下一時刻執(zhí)行元件的狀態(tài)并發(fā)出調整后的控 制信號。
[0006] 壓力控制系統(tǒng)采集壓力內環(huán)由油缸進口壓力傳感器提供4-20mA電流信號輸入給 A/D轉換模塊，位置外環(huán)由安裝在上、下油缸間的位移傳感器磁尺提供4-20mA電流信號輸 入給A/D轉換模塊。
[0007] 本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下特點：1、實現(xiàn)了液壓傳動下的雙向加壓，系 統(tǒng)壓力高、成型壓力大，改變了物料與模具側板摩擦而造成壓力衰減使磚坯上下密度比一 致的弊端；2、物料適應性強，雙向加壓增加排氣次數(shù)，提高了磚坯的成品率；3、壓制成型過 程中可根據物料成份調節(jié)成型壓力；4、壓制成型階段采用雙閉環(huán)控制，磚坯成型尺寸誤差 減小，壓制精度達到±0.1 mm ;5、與傳統(tǒng)控制方案相比減少了現(xiàn)場布線、提高了通訊速率、 減小了干擾。
【附圖說明】
[0008] 圖1為自動控制系統(tǒng)構成圖。
[0009] 圖2為液壓制磚設備雙閉環(huán)控制流程圖。
[0010] 圖3為液壓制磚設備整體自控流程圖。
[0011] 圖4為液壓制磚設備自控系統(tǒng)中的液壓自控示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 如圖1、圖2所示，本實用新型帶有上、下油缸充液的液壓雙向加壓機構和壓力控 制系統(tǒng)，由編程控制器、液壓機構對雙向加壓液壓壓磚機和配套碼坯機進行控制，通過液壓 閥、伺服閥門、傳感器集成塊、編程控制器、光電開關、物料探頭、變頻器、調速電機、柱塞栗、 齒輪栗的工作，實現(xiàn)制磚設備的進料、壓制、頂出、取坯、碼坯動作，通過觸摸屏和上位機進 行人機對話；根據工況選擇預制的多種控制方式，增強了控制系統(tǒng)的通用性和可操作性。
[0013] 本實用新型應用液壓技術實現(xiàn)上、下油缸同時加壓，在加壓方式上采用可控制雙 向壓密液壓成型，壓力控制系統(tǒng)的加壓采用雙閉環(huán)壓力控制方式。當物料注滿后，喂料機 構返回；喂料機構返回到原點后上油缸動作，推動上模插入模具中，完成對物料的第一次加 壓；當上模具運行到下始點時，下模具在下油缸的推動下開始上行對物料第二次加壓；當 下模具上行到中位時第二次加壓結束。此時上、下油缸的互連閥打開，液壓系統(tǒng)達到高壓 (30MPa)，上、下油缸共同動作，實現(xiàn)對物料的第三次加壓。至此壓制環(huán)節(jié)結束，生產線將轉 入碼坯環(huán)節(jié)。通過三次加壓，使物料三次排氣，上下均勻受力，避免了單向加壓的壓磚機容 易出現(xiàn)的物料分層現(xiàn)象，實現(xiàn)磚坯的均勻密實，增加了強度。
[0014] 磚坯的厚度控制是通過控制上、下油缸的相對位置，即調節(jié)伺服閥門的開度實現(xiàn) 的，同時還要保證液壓系統(tǒng)有一定的壓力。自控程序采用雙閉環(huán)控制，壓力內環(huán)是由油缸進 口壓力傳感器提供4-20mA電流信號輸入給A/D轉換模塊，位置外環(huán)是由安裝在上、下油缸 間的位移傳感器磁尺提供4-20mA電流信號輸入給A/D轉換模塊，該電流信號經過PID運算 調節(jié)輸出信號，PID調節(jié)根據這兩個數(shù)據來調節(jié)伺服閥門的開度以實現(xiàn)精確定位。當系統(tǒng) 剛開始壓制過程時，壓力值比較重要，則此時程序以壓力內環(huán)控制為主。當系統(tǒng)壓制過程快 結束時，位置值比較重要，則此時程序以位置外環(huán)控制為主（見圖2)。
[0015] 在電氣伺服控制系統(tǒng)中，PID控制算法的模擬表達式為：
[0017] 如圖1所示，本控制裝置壓機與壓機之間以及壓機與附屬傳感器之間的通訊采用 標準工業(yè)總線PR0FIBUS方式。
[0018] 采用本方案的總線通訊方式后，主站PLC的CPU置于控制柜內，在設備的傳感器和 執(zhí)行元件集中部位設分站，主站與分站數(shù)據傳輸僅靠一條數(shù)據線進行，這樣就大大減少了 布線量、提高了數(shù)據傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0019] 如圖3、圖4所示，液壓制磚設備自動控制的工作流程主要分為壓制成型和碼坯兩 個環(huán)節(jié)。壓制成型環(huán)節(jié)由雙向加壓液壓壓磚機來完成，從