液压机控制系统研究

　　近年来，我国工业快速发展，液压机以液体为介质，以液体静压力为基础，通过传递能量完成各种工艺加工。液压机在汽车工业、电器仪表、航空航天等领域应用广泛，具有成本低、加工工序少、尺寸和形状加工精度高、机械性能好等优点，液压机控制系统直接影响到产品加工的性能和质量。为了更好地满足产品生产需求，应高度重视液压机控制系统研究，采用先进的科学技术，不断提高液压机控制系统的可靠性和稳定性。

　　一、液压机控制系统功能需求

　　液压机控制系统设计应实现网络化、智能化、数字化的液压机控制，其研究设计功能需求主要包括以下内容：第一，开发智能化监控系统，在监控系统界面中监测液压机运动位置、电磁阀通断状态、液压机运行数据和工作压力等；第二，选择合适的加工工艺参数，液压机在双动或者单动运行环境中，加工和制作各种工件的工艺参数，如垫缸顶出时间、滑块保压时间、垫缸压力和行程、滑块压力和行程等参数[1]，设计工艺参数数据库和良好的人机交互界面，为用户多样化的工艺选择；第三，控制系统自诊断，一旦液压机发生运行故障，应实时报警，自动储存液压机故障次数和时间，结合液压机故障实际情况，显示故障原因，为用户提供有针对性的维修方法。

　　二、液压机控制系统设计应用

　　1、整体设计思路

　　液压机控制系统基于工控机和PLC控制器的两级控制结构，工控机作为控制系统上位机， 下位机采用技术成熟、可靠性高的PLC，工控机主要用于修改和设定控制系统工作参数，实现液压机控制算法，自动控制加工工艺过程，在线监视液压机工况，完成信息交换等。PLC通过串行口和工控机相连，实现数据通信。基于层次划分的液压机控制系统，具有较高的灵活性和可靠性，复杂零件加工成形的精度较高。同时，液压机控制系统采用电液比例技术和插装阀液压控制，实现液压垫和内外滑块的比例调压、比例调速，为了更加准确地测定液压机压边和拉伸形成，在机床右立柱上设置位移传感器，实时监测液压垫、压边滑块和拉伸滑块的行程位置[2]，和PLC控制模块一起构成液压机控制系统的闭环反馈环节。

　　2、系统结构设计

　　液压机控制系统由数据采集、电气系统、监控系统、机械系统和液压系统组成。监控系统是整个液压机控制系统的关键，主要用于显示和采集液压机状态信息，并且根据压边控制数据和系统控制模型，计算液压机拉伸位移产生的压边力数据，实时监控液压机的操作执行情况。同时，以作业形式将液压机成形工艺数据保存在控制系统中，实现液压机的自动化工艺控制，并且监控系统利用电气系统和PLC进行数据通信，可监控电气系统的运行情况。在液压机控制系统中，电气系统一方面将液压机状态信息反馈给PLC，便于PLC进行闭环控制，另一方面，把PLC和上位机发送的数据和指令转化为电控制信息，控制液压机的相关执行部件，实现液压机的自动化操作，并且电气系统爱具有瞬态响应、提高控制鲁棒性、闭环控制和开关自锁等功能[3]。另外，机械系统以液压机模具为主，还包括其他一些结构部件，主要考虑液压机系统控制方式和结构形式，将电气系统发送的控制量和控制指令转化为液压机具体的压力调整和机械动作。