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液压机液压系统的比例压力如何控制?

时间:2024-03-29 来源:火狐直播平台官网下载

  在液压机液压系统的比例压力控制中,大多采用比例压力阀进行压力控制。下面我们以某公司的一台RZU 800型8000 kN快速薄板冲压液压机为例介绍液压机比例压力控制的3种方法。

  首先采用开环来控制,控制原理图见图1。采用直动式比例压力阀1作为先导阀控制插装阀2。由PLC直接给比例阀1设定信号,由于系统本身是非线 MPa进行加压试验时,比例阀的设定值与实际压力值并不能成比例地对应起来(见图2),与理想的线MPa。另外当油温上升时,液压系统的压力增加值也非常大,在油温18和39℃进行测定,压力最大增加了1.2MPa。

  试验表明,虽然系统基本无超调,系统稳定时间也符合标准要求,但设定值与显示值受系统的非线性和油温的影响,出现很大偏差,不足以满足要求。

  图3为采用PID控制的闭环控制原理图,在开环控制基础上增加了PID控制器,同时在PLC软件中把压力传感器的反馈值与设定值K进行求差值运算然后输入PID控制器,PID控制器的输出控制比例阀。

  首先设置积分系数K1=0、微分系数KD=0,依次从小到大增加比例系数KP做试验,用示波器对压力进行仔细的检测,结果显示在KP为30时,系统基本无震荡和无超调,但系统设定压力与实际压力最大差值达到8%。继续增加KP值,系统开始发生震荡。KP=80,设定压力为10 MPa时,系统发生4次震荡才趋于稳定,震荡时间达到2.8 s,而且设定值与实际值最大差距仍然达到1.1MPa。

  把KP设为20,然后把K1设为4,把KD设为1,设定压力为10 MPa做试验,结果显示系统震荡加剧,系统经过大约3.2 s后才基本趋于稳定。可见加入积分项和微分项后,虽然提高了系统的最终压力精度,但系统震荡加剧,达到需要精度的时间也过长,仍然不能够满足液压机对系统的需要。

  经过多次改变KP、K1、KD的参数做试验,都不能在3~25 MPa范围内均达到系统的要求,可见普通PID控制管理系统很难满足系统的控制要求,而且参数设定过于依赖现场调试。

  图4为加人初始信号的闭环控制管理系统,在PID闭环控制管理系统基础上增加开环输入K和求和计算器PID的输出与开环设定K求和后再输出给比例阀。此种控制管理系统特别大程度上削弱了PID的输出,PID的输出只是把开环控制出现的差值进行修正。

  首先K1按第一部分开环控制进行取值,同时令K1=0、KD=0、KP=30做试验,结果在3~25 MPa范围内设定值与实际值非常接近,最大差值只有0.3Mpa,在示波器中检测系统的稳定时间均小于1.8s,系统的超调小于0.5MPa。减少KP值,适当加入积分和微分项,系统精度得到进一步提升,稳定时间更短。

  由于仅仅使用PID中的比例环节就可满足系统的要求,控制就变得很简单了,最后在该机床中取消了PID控制器,把比例环节由PLC来完成,得到的结果满足系统的需要。

  对比三种办法能够知道,加入初始信号的闭环控制算法具有控制结构相对比较简单、调试方便、系统稳定、精度高等优点,完全满足该液压机对压力控制的要求,同时也可推广到对速度、流量等领域的控制。