[发明专利]一种锻造液压机活动横梁的速度控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于锻造液压机活动横梁速度控制技术领域，特别涉及一种锻造液压机活动横梁的速度控制系统及方法。

背景技术

锻造液压机在进行恒应变速率等温锻造时，其活动横梁的速度按指数规律下降，即需要实现无级调速。但是，一些锻造液压机的活动横梁速度只有有限的几种，不能满足恒应变速率等温锻造的工艺需求。为了实现活动横梁的无级调速，通常采用阀控(节流控制)和泵控(容积控制)两种方式。阀控方式控制精度较高，可以满足等温锻造工艺对活动横梁工作速度的要求；但由于节流调速回路不可避免地存在着溢流损失和节流损失，致使其效率很低，油温上升快。泵控方式主要采用比例流量泵实现活动横梁的无级调速。既没有溢流损失，又没有节流损失，其工作效率决定于泵和油缸的效率，效率较高，发热少，广泛应用于功率较大的液压系统中。但比例流量泵惯性大，动态性能不及比例流量阀，低速稳定性差，且控制精度比阀控方式要低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种锻造液压机活动横梁的速度控制系统及方法。本发明能在满足活动横梁速度控制精度的前提下，大大减少能耗和液压系统发热量。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

技术方案一：

一种锻造液压机活动横梁的速度控制系统，包括液压缸、管路和用于提供工质的油箱、可编程逻辑控制器、比例流量泵、在比例流量泵控制端设置的比例放大器、至少一个比例流量阀、在每个比例流量阀控制端设置的对应的功率放大器、在每个功率放大器输入端设置的对应的PID控制器、以及用于测量活动横梁位移的位移传感器，所述比例流量泵的入口通过管路连接油箱；所述每个比例流量阀的入口对应设置有一个电液换向阀，每个比例流量阀通过管路、以及对应的电液换向阀连接比例流量泵的出口；液压缸的工质入口通过管路分别连接所有比例流量阀的出口；

所述可编程逻辑控制器的信号输入端电连接位移传感器，所述可编程逻辑控制器的信号输出端分别电连接比例放大器的输入端以及所有电液换向阀的控制端，所述可编程逻辑控制器的模拟量输出模块分别电连接所有PID控制器的输入端；所述比例放大器的输出端电连接比例流量泵的控制端；每个PID控制器的输出端电连接对应的功率放大器的输入端，所述每个功率放大器的输出端电连接对应的比例流量阀的控制端。

本技术方案的特点和进一步改进在于：

所述一种锻造液压机活动横梁的速度控制系统，还包括至少一个定量泵，每个定量泵的入口通过管路连接油箱，所有定量泵的出口汇成一个总管道，总管道分别连接所有的电液换向阀；每个定量泵的入口处设置有对应的电磁溢流阀，所述可编程逻辑控制器的数字量输出模块分别电连接所有电磁溢流阀的控制端。

所述一种锻造液压机活动横梁的速度控制系统还包括触摸屏，所述可编程逻辑控制器通过I/O接口电连接触摸屏。

所述每个PID控制器为带参数自整定功能的PID控制器。

所述位移传感器采用无接触式位移传感器；

所述比例流量泵采用A7V117EP1RPFOO型斜轴式轴向柱塞比例流量泵，所述比例放大器采用VT-2000比例放大器；

所述比例流量阀的个数为2，其中一个比例流量阀采用EFG-10-500型比例流量阀，另一个比例流量阀采用2FRE10-40B/60L型比例流量阀。

技术方案二：

一种锻造液压机活动横梁的速度控制方法，基于上述一种锻造液压机活动横梁的速度控制系统，包括以下步骤：

S1：可编程逻辑控制器控制开启任意一个电液换向阀，并控制关闭其余的电液换向阀；比例流量泵将工质从油箱抽出，并将工质送入处于开启状态的电液换向阀中，工质通过电液换向阀之后被送入至相应的比例流量阀中，工质通过比例流量阀之后，被送入至液压缸中，工质的压力通过液压缸活塞传递至活动横梁，活动横梁开始移动加载；锻造液压机对锻件进行恒应变速率等温锻造；位移传感器实时测量活动横梁的位置，可编程逻辑控制器在每个采样周期获取一次来自位移传感器的活动横梁位置数据；

S2：可编程逻辑控制器存储有锻件初始高度、以及锻件应变速率，可编程逻辑控制器根据锻件初始高度、锻件应变速率、以及进行等温锻造的时间，计算出进行等温锻造时活动横梁的速度设定值；可编程逻辑控制器在每个采样周期计算一次活动横梁的速度设定值；可编程逻辑控制器将当前采样周期计算出的活动横梁的速度设定值输出至对应的PID控制器；