切头剪论文.doc

基于切头剪（CS）的液压站动力系统

摘 要
在当今的工业控制系统中，有很多种能量供应方式。液压站也是被广泛应用的一种渠道。之所以采用它是因为自身也有好多优点。比如它实现起来比较方便，快捷，而且动作响应比较大。在切头剪系统里，就是靠H11液压站来作为动力源的。在本系统中，有27个流量开关（FQ），用来检测各路管道油位的高低。4个夹紧装置，它是切头剪得主要动力装置。2个压下辊。每一个都配有相应的液压缸来进行控制。液压缸的动作方向，力量都是有对应的现场阀台的电磁阀来进行控制的，这其中所有的动力源都来自H11液压站。

关键词：切头剪，流量开关，H11液压站。

一 液压传动的发展史
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质以水压机的形式将其应用于工业上诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油又进一步得到改善。
     第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用特别是1920年以后发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁•尼斯克(G•Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。
     第二次世界大战(1941-1945)期间在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 日本迅速发展液压传动1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。
     液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降
。
二 液压站的组成
一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。
    动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
    执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。
    控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
    辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。
    液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
    液压系统结构
    液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。
  本液压站有3台主泵和2台循环泵，还有一台加热器组成。另外，在本系统里还有一个储油罐，四个阀台，两个蓄能器等部分组成。至于它是如何实现能量控制，传递，进而对切头剪进行有目的的控制，将在以下部分进行介绍。

三 本液压站的控制机理
正常情况下，液压站的启动顺序是：首先启动加热器来对油箱的液体进行加热，当达到循环的最低温度时，在打开循环泵进行油管道的打油，冲洗等工作。等管路打通后就要启动主泵了。如果没有实现自动，启动前一定要拔掉相关管路上的焊条，以便打通管道，否则将会出现憋泵的情况，甚至会出现进线柜跳闸的现象，更严重的是会出现损坏软起的后果。本液压站的大致工作流程如下图所示：

加油口

主泵
M
油箱 抽油

一部分油返回
220V加热器
( 接法的热电阻 ) 蓄能站

热交换器（散热）

M

循环泵进行油管打油
图1：H11液压站的大体工艺图
以上就是该液压站的大体工艺图，现场有3台主泵（液压泵），2台循环泵，一个加热器。当环境温度小于20°C时，首先就必须启动加热器，否则油温过低，将太粘稠，不利于油的循环和利用。同时，为了在现场对油泵进行控制，特意在就地安装了5个现场操作箱来分别对3台主泵和2台循环泵进行就地控制。大体的操作箱界面如下：

MAIN PUMP 1#
START(按钮)

STOP（按钮）

LOCAL REMOTE
（选择 开关）

图2：H11液压站现场操作箱
基于这个操作箱的控制模块如下：

(选择开关) （启动按钮）（停止按钮）

1 5 2 6 8
就地 远程 启动 停止 DC24V

RDIOX

图3：油泵的现场操作箱
在液压站现场，实现自动后就可以在就地对油泵进行起停操作，只需把选择按钮选到就地位置即可。同时也可以进行远控，即：选到远程位置。
当外界管道具备启动条件时，就可以对本液压站油泵进行启动操作了。启动后主泵就从油罐里抽油，然后将油打入各处阀台，液压缸等装置，为了增加油的速度和冲击力，在各处都有相应的补充能量的装置，即：蓄能器。它里面装的都是氮气。各处的阀台都有电磁阀，比例阀等控制元件，进而对油的流向，动作进行有目的的控制。切头剪有多个液压缸，都是由H11提供动力源的。在该本体中有27个FQ（流量开关）用来检测各处管道的液位情况，流量开关只需接两根线，一个是电源24V,另一个便是信号。当液位达到它的检测位置时就返回DI模块一个24V的信号。切头剪系统就是很好的利用了H11液压站提供的动力，来进行切钢板的操作。

四 本液压站一般存在的问题以及处理方法
作为任何一个系统在运行时都会出现一些或多或少的问题，尤其是刚投入运行时。现根据实际情况作如下总结：
1. 循环泵不能正常启动。当输入指令，循环泵不能做出运转，一般由2种原因：（1）循环泵的控制信号出现问题。循环泵有两个反馈信号和一个控制信号，分别为：准备好信号，运行指示信号，给接触器线圈上电的信号。其中前两者都是24V的直流信号，最后一个是220V的交流信号。这时就需要检查一下这三个控制信号线是否出现了松动，脱落等情况。（2）油罐的液位已经低于最低位置。由于该液压站已经实行了连锁保护，所以当液位过低时就强制封锁了液压站所有油泵的启动控制信号，因此自然就启动不起来了。
2. 加热器无法工作。油箱温度过低时（本系统设为20°C）,为了稀释油的浓度，降低对电机的负荷，这时就必须首先对油进行加热操作，当油罐系统的温度显示不低于20°C时，才能启动循环泵。但是当加热器无法工作时，有以下2种原因：（1）控制线路或加热电阻（Pt）出现问题，这时需要检查控制线路，顺便检查一下热电阻。
（2）油罐温度已经达到温度上限值（本系统设定值为40°C）,自然就封锁启动信号。
3. 主泵启动后总是使得软起跳闸甚至电气室里MCC电源进线断路器跳闸。原因只有一个：那就是管路的阀门没有打开，致使液压油打不出去，才会出现憋泵现象，这时就需要去现场看看油路阀门是否打开，再进一步检查阀门控制线路。
4. 切头剪本体上的夹紧装置出现失控时，就需要检查它附近的阀台上的电磁阀是否得电，油路是否进油。
5. 当现场设备不存在任何问题时，依然不能启动任何一个油泵，这时问题极有可能出现在现场以及和它串联的急停按钮上，检查各处急停是否有被拍下去的情况，只需复位即可再次投入使用。
6. 当在液压站现场，每一个主泵都有一个压力表用来指示油泵管道内的压力，而且在油罐的系统外面还配有一个独立的液位检测系统。当发现该液住有明显的下降现象时，就说明外部管道有严重漏油的情况，这时需要做的就是立即停止液压站现场所有运行的油泵，进行管道的检查工作。

五 总结和展望
切头剪的硬件控制系统是我们宽厚板负责的第一个剪刀本体，H11液压站很好的为它提供了液压动力源，使得该装置各处用到液压装置的部分都能很好的完成切钢板的指标，而且精度比预期的还要理想。液压站的唯一不足之处便在于在投入运行时，当外界温度过低时需要对其油罐内的液体进行加热，这一般需要半个小时甚至更长的时间，而且油路管道时间久了，就会出现漏油情况。液压站系统的技术也随着逐渐被广泛应用而变的逐渐完善和提高。由于本次总结时间不是太充裕，能力还有欠缺，难免会出现不完善和错误的地方，希望能得到领导的指点，以便进一步的完善。