河南液壓伺服系統油源有級變量節能系統
2024/4/24 8:30:24 來源: 堅盛液壓
河南液壓伺服系統中,伺服閥要求液壓油源提供穩定的恒定壓力,所以液壓伺服系統大部分都采用溢流閥來控制壓力。但是在大型液壓伺服系統中,很大的溢流量導致能源浪費嚴重。采用變量泵實現節能的方法,雖然效率高,但是大流量的變量泵存在成本高、擺角反應慢、噪聲大等缺點。定量泵節能相對于變量泵來說成本比較低、使用維護簡單,更為重要的是,定量泵溢流閥組成的液壓油源相比于恒壓變量泵,具有穩壓性能好、動態響應快的優點,是液壓伺服系統的首選液壓動力源。因此,采用定量泵間歇性工作的節能方式,根據不同工況下液壓系統流量需求的不同,通過對泵的卸荷和加載來實現流量的有級變量控制,從而實現大型液壓伺服系統的節能。設計中油源的總流量不是連續變化的,而是以單臺泵流量為級差變化的,所以此系統為有級變量節能控制系統。
(↿)定量泵液壓油源有級變量節能控制系統的總體方案該定量泵液壓油源有級變量節能控制系統總體設計方案包括液壓油源、溢流閥調壓閥組、PLC控制器、油箱附件等部分。
工作原理是:系統的油源流量跟隨系統流量平均值的變化而變化,并通過兩者之間的偏差實現對負載流量的反饋控制。PLC從伺服控制器得到系統所需要的流量平均值,同時根據加載的液壓泵數量得到油源流量﹔PLC將油源流量與流量平均值進行比較,當油源流量大于流量平均值時進行卸載﹔當油源流量小于流量平均值時進行加載,實現油源流量始終近似跟隨負載流量平均值的變化而變化。
(2)定量泵液壓油源有級變量節能系統組成
①液壓泵電機組 該定量泵液壓油源為由5臺200L∕min液壓泵電機組和1臺100L∕min液壓泵電機組構成的1100L∕min的大型液壓油源。每一臺泵電機組都有獨立的安全和啟動卸荷回路,實現軟啟動和緩慢卸荷,同時由安全閥限定該泵電機組的壓力上限。安全和啟動卸荷回路由電磁閥、溢流閥和蓄能器等組成。系統的節能是通過PLC對卸荷回路的電磁閥進行控制,達到卸荷節能的效果。當電磁閥得電時,液壓泵電機加載﹔當電磁閥斷電時,液壓泵電機組卸荷。
②調壓閥組 調壓閥組用于設定系統的工作壓力,給系統提供恒定的供油壓力。調壓閥組包括比例溢流閥及啟動卸荷回路,可實現系統壓力的遠程設定控制,也可以對整個液壓油源進行遠程啟動或遠程卸荷。
③PLC控制器 系統采用的PLC控制器的型號為S7‐CPU224CN,EM223擴展I∕O模塊,EM235模擬量采集模塊。PLC控制液壓油源進行加載、卸載動作,實現有級變量節能控制的要求。實時控制的過程中,PLC控制器根據接收到的系統流量平均值Q系 和油源流量Q的關系對油源進行閉環控制。除此之外,PLC控制器還要實時控制油溫、液位和系統壓力。
(3)流量
液壓伺服系統工作時,伺服控制器不斷采集液壓缸的實際位移信號,實現閉環反饋控制。根據指令和實測的液壓缸位移,伺服控制器可以計算出系統流量平均值并發送給PLC控制器,PLC控制器將系統流量平均值與油源流量值進行比較,然后發出信號控制液壓油源的啟動卸荷回路,執行加載和卸載動作。系統加載和卸載按照100L∕min流量級差,保證液壓油源的供油流量略大于系統所需要的流量平均值。