PDF《新型液压数控技 术 及其 在冶金》

机械科学与技术

4 年第 期・综述 ・ 新型液 压数控技术及其在冶金 工业 中的应用 杨 世祥 ( 北 京钢铁 设计 研 究总 院 邮编

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一、前言我院 发 明并 获得 国家 发 明专利 的新型数 字液压阀经 过几年的 实践 , 已经成功地 应用到多个领 域中.

早在

8 0 年代初 , 我 院即 率先 在国内研 制出了新 型 数字 液压缸,并成 功地应用在 国家 七五 重点科 研项 目―海底深 潜 机器 人走行 机构中.当时 由于计算 机 技术 和微电子 技术还不十分 普及和完善 , 因而 数控液压技 术仅限于在 一些 高科技领 域应用.随着微 电子 技术的不断 进步,尤其是微 处理器、单片机 的 出现 给数控 液压技术准备 了良好的物质 基础 . 其价格也由较 昂贵转变为可 以接受的状况 , 到 目前为 止,它的性能价 格比已经可以同比例 阀 相抗 衡,而它具有优良的 可 控性 、 抗 污染 及解决许 多工 程控制中 疑难 间题 的能力 , 连 伺服阀也 不 能相 比,这就 为它 的实 际应用 打下 了 良好 的基 础.此外,它与计 算 机接 口 十分 方便 , 不需 数模 ( D / A ) 转换,计算机 信号 可 直接经 功放 后 传给 数字阀 , 控制 油 缸或 油 马达 的方 向、速度和位 置.其原因是 这 种数 字缸 和 数字阀均 自带速度 检测 和位 置检测装 置,因而不 需要装 设 任何传感器 , 这不但大大 地 降低 了成 本,而且 提高 了可 靠性 , 这是任何 一个 需要实现高 精 度速 度控制 和位 置控制的伺服 系统 和比例系统所 无法比拟 的.下面介 绍这种 新型 数控 系统 的组 成及 其 应用 实例.示.在此 系统 中,首先由工 艺 人员提 出执 行机 构的动作要 求,再由计算机人 员 将工 艺 动作 要求变成 计算 机语 言输入 计算 机,工作 时,只需调 用不 同 的程序号 即可,十分方 便.如果需 要对某个 程 序进行 修正 , 则 只需 通 过键 盘输入新的数 据.对于重 要 的控制对 象,可加闭环 监控,其监控 方式可 用数字脉 冲发 生器 , 也可 用 位移 传感 器.一般 这种 监控 不进入计 算机 控 制程 序,只作故 障判 断和报警用 . 如果 被控 对 象十分重 要,也可将监 控信号 送入计算机 , 作为 自动调 节或对 策处 理用 . 当然 , 这 已构成 了 闭环 控制 系统 , 其计 算机 的功 能要求亦较 高,如我们在舞 阳钢铁 公司新建 的大 板 坯连 铸 机结 晶器 液位控制系统上就采用了STD工业控 制机 , 对 结晶器 液位 实现 闭环 控制 . 如 果被 控 对象 比较 简单,则反馈信号 可用开关 信号 , 如行程开关 、 光 电开关 等,此时信号 可 作为故 障判 断和 报警 用,并自动停 机,由人工 消除故 障后 再投 入工 作.图1

二、用计 算机控制 的数控 系统用计算机控 制 的数 控 系统框 图如 图1所

三、由微 电子技 术构成 的数 控 系统 在上一类数 控 系统 中,由于 使用 了计 算机技术 , 因而 对使 用者和 维护 者要 求较 高,不机械科学与技术

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9 年第 6期到十分必 要时,一般 不 采用 这种 构成方 式.在许多工 业控制液压领 域中,大量 需要 的 是速 度控制 系统 和位 置控 制系 统.为适 应更广泛 的 需要 , 我们开发 了适 合现 场维护和 操 作要 求的 傻瓜 型数控 液压系统 , 其构成框 图如 图2所示.图3器走~ . . 一 于班 电` 卜一叫 . 甲.峨, 甲- 二畜而苛 一一}~一.限但护御 . 〔 介火 . 母》 二= 亡_匕二二二二二到 图2该系统 实 际是 由两 部 分组 成,即电控 部 分和液 控 部分 . 使 用者 只需将 电控 部分 的输 出线 与液控部分 的步 进 电机 线 相连 , 即可 构成系统 . 而数 千倍 的速 度设 定和行 程设 定均 由使 用者 按工 艺要 求用 数控器上 的拨盘 任意 设定,不需任何专 门的电器 知识和液 压 知识 . 数控器 上设有专 门的操 作键和 与PLC(可编 程 序控 制器 ) 的联 接口,既可在控制 器 上直接 操作,也可 与PLC联网控 制.它的使用 方法 与普通电磁 阀完 全相 同,因而 该数 控 系统 可 与普通 液 压系统 混用 , 使用 非常方便 . 此外 , 由于它 有极 高的速度控 制 精度 和位置 控制精 度,因而更增 加 了它 的应用 范围,并且 该数控 器上还带有 速度改变控 制功 能,可实 现 基速 以 下的