液壓壓塊機控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液壓壓塊機控制系統，涉及壓塊機控制【技術領域】。本實用新型包括PLC，分別與PLC連接的操作按鈕、報警裝置、液壓控制系統，給PLC提供穩定工作電壓的電源模塊。通過液壓控制系統中泵和油缸及各種液壓閥實現能量的轉換，調節和輸送，完成各種動作循環。該控制系統能夠實現壓塊機的快進、工進、快退等動作。液壓控制方式是壓塊機控制系統具有較長的生命周期和較高的工作效率。
【專利說明】液壓壓塊機控制系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及壓塊機控制【技術領域】，具體是一種液壓壓塊機控制系統。
【背景技術】
[0002] 目前市場上壓塊機是各式各樣的，但根據其動力裝置可以分為以下類型：機械式 產品壓塊機、液壓式產品壓塊機、電動式產品壓塊機和氣動式產品壓塊機。其中液壓式產品 壓塊機在市場上居多，因為其能很方便實現高壓力和不同工作速度的要求且傳動平穩，噪 聲小等諸多優點。根據其自動化控制程序又可分為：手動控制、半自動化控制和全自動化控 制。在國內大多數是半自動化控制機床，因此對于自動化控制的研究有待提高。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術存在的不足，本實用新型提供一種液壓壓塊機控制系統，實現液壓 壓塊機的自動控制。
[0004] 本實用新型是以如下技術方案實現的：一種液壓壓塊機控制系統，包括PLC，分別 與PLC連接的操作按鈕、報警裝置、液壓控制系統，給PLC提供穩定工作電壓的電源模塊，所 述的液壓控制系統包括頂升油缸、水平油缸、手動換向閥、電液換向閥I、電液換向閥II、單 向閥I、電液比例溢流閥、冷卻器、截止閥、液壓過濾器I、液壓過濾器II、葉片液壓泵、液位 液溫計、液位傳感器、雙聯液壓泵、溫度變送器、單向閥II、變量液壓泵、齒輪液壓泵、液壓過 濾器III、電磁溢流閥、溢流閥、電液比例換向閥和測壓接頭；所述的雙聯液壓泵依次通過單 向閥I，電液換向閥II和電液換向閥I連接水平油缸，形成差動回路控制水平油缸快速和 慢速的變換；雙聯液壓泵通過電液比例換向閥給頂升油缸1提供壓力油控制頂升油缸的伸 出和縮回；變量液壓泵連接至電液換向閥I，給電液換向閥I提供控制壓力油，同時變量液 壓泵通過單向閥II連接至水平油缸，給水平油缸伸出時提供壓力油；電液比例溢流閥并連 在變量液壓泵和電液換向閥I中間，齒輪液壓泵通過液壓過濾器III給電液比例換向閥提供 控制用壓力油；電液溢流閥連接在雙聯液壓泵的出口處；測壓接頭連接在頂升油缸上，液 位液溫計安裝在油箱的側面；液位傳感器、溫度變送器設置在油箱上，手動換向閥分別連接 水平油缸和電液比例換向閥；葉片液壓泵依次連接液壓過濾器、冷卻器構成過濾冷卻系統， 截止閥和液壓過濾器連接構成液壓油過濾系統，溢流閥用于將外部壓力油流回油箱；所述 的液位液溫計、液位傳感器，溫度變送器分別與PLC的輸入端連接，所述的報警裝置、電液 換向閥I、電液換向閥II、電液比例溢流閥、電液溢流閥以及電液比例換向閥分別與PLC的 輸出端連接。
[0005] 本實用新型的有益效果是：在液壓壓塊機控制系統中使用PLC和液壓控制系統， 使自動控制精確度提高，液壓設備以其"柔性"動力傳動和單一的直線驅動力，使系統具有 較長的生命周期和較高的工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006] 圖1是壓塊機PLC的電氣系統框圖；
[0007] 圖2是壓塊機控制系統的液壓圖；
[0008] 圖3是控制系統的電氣連接圖；
[0009] 圖4是控制系統的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0010] 整個控制系統由液壓部分和電氣部分組成，其基于PLC的電氣控制系統框圖如圖 1所示。PLC是整個控制系統構成的核心，動作傳輸信號采用按鈕、限位開關直接和PLC輸 入端相連，簡單易于實現。為保證系統的安全，所有的液壓缸的回位都有行程開關作為位置 指示。液壓缸的伸出是按時間控制，其回縮是行程控制。當液壓缸在規定時間內的回位動 作信號沒有返回，則控制系統立即報警以提醒工作者注意，但系統本身并不動作。
[0011] 如圖2所示，液壓系統主要由四種主要元件組成，即動力原件（液壓泵）、執行元 件（液壓缸）、控制元件（電磁閥）、輔助元件（油箱、油路和濾油閥）。液壓壓塊機的所 有動作都是由液壓缸來完成的，因此是全液壓設備。執行機構也比較簡單，全部是液壓缸， 而且每個液壓缸的動作都是類似的。不同的液壓缸動作完成不同的壓塊動作。設備中用不 同的電磁閥通斷電來控制不同的液壓缸動作，從而輸出動力，實現屑壓塊機的每一步動作。
[0012] 液壓控制系統包括頂升油缸1、水平油缸2、手動換向閥3、電液換向閥I 4、電液換 向閥II 5、單向閥I 6、電液比例溢流閥7、冷卻器8、截止閥9、液壓過濾器I 10、液壓過濾器 Π 11、葉片液壓泵12、液位液溫計13、液位傳感器14、雙聯液壓泵15、溫度變送器16、單向 閥II 18、變量液壓泵19、齒輪液壓泵20、液壓過濾器III 21、電磁溢流閥22、溢流閥23、電液 比例換向閥24和測壓接頭25 ;所述的雙聯液壓泵15依次通過單向閥I 6,電液換向閥II 5 和電液換向閥I 4連接水平油缸2,形成差動回路控制水平油缸2快速和慢速的變換；雙聯 液壓泵15通過電液比例換向閥24給頂升油缸1提供壓力油控制頂升油缸1的伸出和縮回； 變量液壓泵19連接至電液換向閥I 4,給電液換向閥I 4提供控制壓力油，同時變量液壓泵 19通過單向閥II 18連接至水平油缸2,給水平油缸2伸出時提供壓力油；電液比例溢流閥 7并連在變量液壓泵19和電液換向閥I 4中間，起到對變量液壓泵19進行調壓的目的。
[0013] 齒輪液壓泵20通過液壓過濾器III 21給電液比例換向閥24提供控制用壓力油；電 液溢流閥22連接在雙聯液壓泵15的出口處；在不需要雙聯液壓泵15提供壓力油時，通過 電液溢流閥22對雙聯液壓泵15進行卸載，節省能源。
[0014] 測壓接頭25連接在頂升油缸1上，可以通過它測量頂升油缸1壓力。液位液溫計 13安裝在油箱的側面，它是利用雙金屬片熱脹冷縮靈敏度相當高的特點，測量油液的溫度， 具有準確度高，讀數容易的特點；同時可以直接觀察油箱內油液的位置。液位傳感器14、溫 度變送器16設置在油箱上，使系統在規定的液位、油溫范圍內工作。如果液位不足或油溫 超高，則液位傳感器14、溫度變送器16自動發出信號使電氣控制系統報警或停機。
[0015] 手動換向閥3分別連接水平油缸2和電液比例換向閥24 ;手動換向閥同時對壓力 表具有保護作用，延長壓力表的使用壽命。
[0016] 葉片液壓泵12依次連接液壓過濾器11、冷卻器8構成過濾冷卻系統，葉片液壓泵 12將油箱中液壓油抽出，經液壓過濾器11過濾，冷卻器8冷卻起到對油箱中液壓油過濾冷 卻的作用。截止閥9和液壓過濾器10連接構成液壓油過濾系統，可以將向油箱加入液壓油 時，對液壓油進行過濾。設置液壓油過濾系統，每注入新的油液，需經過濾，再進油箱，濾除 了油液內臟物顆粒。溢流閥23用于將外部壓力油流回油箱。
[0017] 所述的液位液溫計13、液位傳感器14,溫度變送器16分別與PLC的輸入端連接， 所述的報警裝置、電液換向閥I 4、電液換向閥II 5、電液比例溢流閥7、電液溢流閥22以及 電液比例換向閥24分別與PLC的輸出端連接。
[0018] 在油箱上蓋板上垂直安裝空氣過濾器17,維持油箱內油液的清潔，避免液壓泵出 現空穴現象。
[0019] 液壓缸有水平油缸和頂升油缸，不同的液壓缸動作完成不同的壓塊動作。所述的 水平油缸通過活塞桿的伸縮驅動上蓋總成作直線運動，實現上蓋總成的封腔、開腔、推塊等 作業。所述的頂升油缸采用拉桿式結構。設備中用不同的電磁閥通斷電來控制不同的液壓 缸動作，從而輸出動力，實現壓塊機的每一步動作。液壓系統中，液壓泵為整個液壓系統提 供動力，卸荷閥用來控制整個系統的加壓或卸荷，以達到工作目的。溢流閥用來平衡系統的 壓力，使系統始終工作在所設定的壓力范圍內，起到了保護的作用。在一次壓塊運行過程 中，料門打開，使壓料及時進入壓料箱。用來控制水平動作的電磁閥選用三位四通閥，電磁 鐵斷電情況下，液壓油路被封鎖，不產生壓力。頂升油缸選用三位四通閥和兩位四通閥，動 作執行方式基本一致。
[0020] 為了保證設備的安全，在所述的頂升油缸1、水平油缸2的回位位置均安裝有位移 傳感器，所述的位移傳感器與PLC連接。所述的位移傳感器采用磁致伸縮位移傳感器，在頂 升油缸1、水平油缸2上安裝磁性物質，頂升油缸1、水平油缸2上分別對應設置三個磁致伸 縮位移傳感器。磁性伸縮位移傳感器是一種非接觸式位置檢測開關，這種非接觸位置檢測 不會磨損和損傷檢測對象物，響應速度高。當有磁性物質接近圖示的磁性開關傳感器時，傳 感器動作，并輸出開關信號。
[0021] 液壓缸的伸出是按時間控制，而液壓缸的縮回是按行程控制。一旦在一定時間內 液壓缸的回位動作信號還沒有返回，則控制系統立即報警（報警只是提示操作者注意，控 制系統本身并沒有動作）。
[0022] 如圖3所示，所述的PLC采用西門子S7-200系列PLC，供電采用AC220V電壓，輸出 電壓為DC24V，I/O點數為24入16出。系統的啟動按鈕、行程開關與PLC的輸入端相連； 電磁閥與報警器等執行元件與PLC的輸出端相連，根據控制要求，我們確定了輸入輸出點 數。PLC輸出端直接和主要控制號、指示信號、報警信寫及控制器件相連。各種控制邏輯以 及時間控制完全在PLC內部通過編程實現。
[0023] 如圖4所示，每臺液壓缸依次動作，以完成每步動作，并通過相應電磁閥的通斷來 進行"步"與"步"之間的轉換。例如：我們按下壓塊機的啟動按鈕，系統開始進入自動運行 狀態。進入壓塊機先執行排料動作一次，然后進入待料狀態。電子秤稱重完成后開始放料， 當接到放料結束信號后，水平油缸收回至中位，蓋板將型腔封嚴，頂升油缸向上頂升、加壓； 壓塊被壓實后，頂升油缸下降，水平油缸再收回至后位，型腔打開；頂升油缸再次向上頂升， 將壓塊頂出型腔，水平油缸伸出將壓塊推出，一次壓塊循環結束。
[0024] 用PLC控制動力機構，通過泵和油缸及各種液壓閥實現能量的轉換，調節和輸送， 完成各種動作循環。該系統能夠實現壓塊機的快進、工進、快退等動作。液壓壓塊機的自 動控制部分采用PLC控制，PLC輸出端子與設備的執行元件（電磁閥)相連，通過驅動液壓 設備電磁閥，從而控制液壓缸的動作，使設備執行正確的動作，一旦自動運行過程中出現故 障，系統的報警裝置便會被啟動，出現故障的部分有相應的指示燈指示，待操作人員檢修。 液壓設備以其"柔性"動力傳動和單一的直線驅動力，使系統具有較長的生命周期和較高 的工作效率。
[0025] 液壓壓塊機執行機構屬于順序控制結構，均采用液壓缸，每個液壓缸的動作類似， 液壓缸動作完成之后必須回到原來的位置上，以保證設備不受損壞，否則就會啟動報警裝 置。其自動過程順序如下：
[0026] ①來料信號有效時，說明原料已經準備好。這時，將液壓系統的卸荷閥關閉，使液 壓系統轉為工作狀態。然后第一個動作就是將料門打開，并延時一定時間，以允許來料進入 壓料箱。
[0027] ②延時時間到，當接到放料結束信號后，水平油缸收回至中位，蓋板將型腔封嚴。 [0028] ③頂升油缸向上頂升、加壓。
[0029] ④壓塊被壓實后，頂升油缸下降，水平油缸再收回至后位，型腔打開。
[0030] ⑤頂升油缸再次向上頂升，將壓塊頂出型腔，水平油缸伸出將壓塊推出。
[0031] ⑥停留一定時間后，就結束了一個自動循環。
[0032] 工作過程：原料準備好后，將液壓系統的電液溢流閥22關閉，使液壓系統轉為工 作狀態。當接到放料結束信號后，電液換向閥II 5的2線圈通電，水平油缸收回至中位，蓋 板將型腔封嚴。電液比例換向閥24的4線圈通電，頂升油缸1伸出、加壓。壓塊被壓實后， 電液比例換向閥24的5線圈通電，頂升油缸1縮回，頂升油缸下降，電液換向閥II 5的2線 圈通電水平油缸2縮回，水平油缸收回至后位，型腔打開。電液比例換向閥24的4線圈通 電，頂升油缸1再次向上頂升，將壓塊頂出型腔；電液換向閥I 4線圈1通電和電液換向閥 II 5線圈3通電時，水平油缸2差動連接，快速伸出，此時泵15和泵19提供的液壓油同時 提供給水平油缸2使其快速伸出將壓塊推出，停留一定時間后，就結束了一個自動循環。電 液比例換向閥24的4、5線圈斷電，頂升油缸1停止。電液換向閥I 4和電液換向閥II 5的 線圈全部斷電，水平油缸2停止。
【權利要求】
1. 一種液壓壓塊機控制系統，其特征在于：包括PLC，分別與PLC連接的操作按鈕、報 警裝置、液壓控制系統，給PLC提供穩定工作電壓的電源模塊，所述的液壓控制系統包括頂 升油缸（1)、水平油缸（2)、手動換向閥（3)、電液換向閥I (4)、電液換向閥II (5)、單向閥I (6)、電液比例溢流閥（7)、冷卻器（8)、截止閥（9)、液壓過濾器I (10)、液壓過濾器II (11)、 葉片液壓泵（12)、液位液溫計（13)、液位傳感器（14)、雙聯液壓泵（15)、溫度變送器（16)、 單向閥II (18)、變量液壓泵（19)、齒輪液壓泵（20)、液壓過濾器111(21)、電磁溢流閥（22)、 溢流閥（23)、電液比例換向閥（24)和測壓接頭（25);所述的雙聯液壓泵（15)依次通過單向 閥I (6)，電液換向閥II (5)和電液換向閥I (4)連接水平油缸（2)，形成差動回路控制水平 油缸（2)快速和慢速的變換；雙聯液壓泵（15)通過電液比例換向閥（24)給頂升油缸（1)提 供壓力油控制頂升油缸（1)的伸出和縮回；變量液壓泵（19)連接至電液換向閥I (4)，給電 液換向閥I (4)提供控制壓力油，同時變量液壓泵（19)通過單向閥II (18)連接至水平油缸 (2)，給水平油缸（2)伸出時提供壓力油；電液比例溢流閥（7)并連在變量液壓泵（19)和電 液換向閥I (4 )中間，齒輪液壓泵（20 )通過液壓過濾器III (21)給電液比例換向閥（24 )提 供控制用壓力油；電液溢流閥（22 )連接在雙聯液壓泵（15 )的出口處；測壓接頭（25 )連接 在頂升油缸（1)上，液位液溫計（13)安裝在油箱的側面；液位傳感器（14)、溫度變送器（16) 設置在油箱上，手動換向閥（3)分別連接水平油缸（2)和電液比例換向閥（24);葉片液壓泵 (12)依次連接液壓過濾器（11)、冷卻器（8)構成過濾冷卻系統，截止閥（9)和液壓過濾器 (10)連接構成液壓油過濾系統，溢流閥（23)用于將外部壓力油流回油箱；所述的液位液溫 計（13)、液位傳感器（14)，溫度變送器（16)分別與PLC的輸入端連接，所述的報警裝置、電 液換向閥I (4)、電液換向閥II (5)、電液比例溢流閥（7)、電液溢流閥（22)以及電液比例換 向閥（24)分別與PLC的輸出端連接。
2. 根據權利要求1所述的液壓壓塊機控制系統，其特征在于：在油箱上蓋板上垂直安 裝有空氣過濾器（17)。
3. 根據權利要求1或2所述的液壓壓塊機控制系統，其特征在于：在所述的頂升油缸 (1)、水平油缸（2)的回位位置均安裝有位移傳感器，所述的位移傳感器與PLC連接。
4. 根據權利要求3所述的液壓壓塊機控制系統，其特征在于：所述的位移傳感器采用 磁致伸縮位移傳感器，在頂升油缸（1 )、水平油缸（2)上安裝磁性物質。
【文檔編號】F15B21/02GK203879831SQ201420044152
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】吳光林, 陳宏振, 戚海永, 劉盛賢, 趙英剛, 陳學永, 趙曉倩 申請人:江蘇建筑職業技術學院