ＭＸ加工中心（xīn）液足油路泄漏監控設計
2016-7-28 來源： 安微理工大學研究生 作者（zhě）：陶高（gāo）群
液壓油作（zuò）為控製軌道移動、工（gōng）件的裝夾以及刀具的加緊裝置動作的重要介質。為滿保液壓係統的穩定運（yùn）行，保證ＭＸ加工中也、在化（huà）體（tǐ）生產線上的有效工（gōng）作（zuò）。對液壓係統的監控和預茗是非常關鍵的（de）一（yī）項工作。下麵就ＭＸ加工中也的回轉台部（bù）分的液壓控製現狀（zhuàng）進行分析。
１、液壓油路現狀（zhuàng）分析
ＭＸ加工中也、回轉（zhuǎn）台部分的液壓傳動主要（yào）用於工件的（de）裝夾。現有的（de）液壓監控主要針對夾具部分夾緊件的液圧油缸的位置監控。在（zài）夾具（jù）液壓缸動作（zuò）時，采用易福口壓力傳感器對夾緊和鬆開時液壓壓力進行實時監控對比，來判斷缸體是否運動到位。如圖１所示。
圖１夾具部（bù）分液廟係統圖（tú）
如夾具部分（fèn）液壓係統圖（tú）所示，當（dāng）機床進行夾緊動作時，１號（hào）電子壓力傳感器實時監控壓力值達到（dào）４Ｍｐａ時，ＣＰＵ即認為夾具夾緊（jǐn）已經達到理想狀態（tài）。同理，當進行鬆開夾具動作時，２號電子壓力傳感器顯示的壓力值為１．８Ｍｐａ時，ＣＰＵ就會（huì）認為機（jī）床己經（jīng）夾（jiá）具鬆開動作。
但此監控方案存在安全隱患。作為缸體生產線上一個重要工段，ＭＸ加工中心、在經（jīng）過長期的生產運行之後，夾具卡（kǎ）爪液壓缸（gāng）內密封（fēng）裝置在複雜的工況（kuàng）條件（jiàn）下出現老（lǎo）化現象。磨損的密封件（jiàn）會使缸體在反複運動過程中（zhōng）吸入空（kōng）氣，在妃體（tǐ）內形成彈性介質，使缸體出現未能達到（dào）預定的位置Ｗ及工作（zuò）無力甚至不（bú）靈敏等故障。當液壓缸進行夾緊動作時，１號電子（zǐ）壓力傳感器（qì）的監控（kòng）得到的（de）壓力值已經到了預定（dìng）４Ｍｐａ，但由於缸體卡滯、不靈敏未達到夾緊的預定效果，輕則影響（xiǎng）加工精度，重則造成人身安全事故。
由（yóu）於監控方案的缺陷（xiàn），ＭＸ加工中屯、回轉台分配器由（yóu）於格蘭圈破損，當出現泄漏故障時，由於無法及時檢測報警，導致油品的大量（liàng）的流失及浪費，因泄漏問題給ＭＸ加工中也的工作環境造成的汙染，需花大量的人力物力對工（gōng）作（zuò）環境進行排汙清理，給技改項目的推（tuī）進增加不（bú）必要（yào）的工作量，嚴重（chóng）影響了生產（chǎn）工作效率（lǜ），因此，在（zài）原有的監控基礎上增加液壓體積流量的（de）監控是非常重要的。這對車間生產現實需要、精益生產Ｗ及對公司未來實施全過程質量管理的戰略具有深（shēn）遠的意義。
２、液壓油路（lù）流（liú）量監控方案設計
為防止上述的（de）安（ān）全隱患發生Ｗ及彌補方案缺陷（xiàn），ＭＸ加工中屯、回轉台夾緊液壓係統的位置監控（kòng）方式采用電子壓力（lì）傳感器＾＞１及流量計混合（hé）監控方案。如圖２所示，在對夾具的液壓缸進出口（kǒu）端進行壓力實時（shí）監控的同時進行流量實時監控。當液壓缸進行夾緊動（dòng）作時，１號電子（zǐ）壓力傳感器的監控得到的壓力值已經到了預定４Ｍｐａ且通過一號流量（liàng）計的流（liú）量介質總（zǒng）體積（jī）在預先設（shè）定範圍內時，ＣＰＵ即認為夾具夾緊已經（jīng）達到理想狀（zhuàng）態。同（tóng）理，當進行鬆（sōng）開夾具動（dòng）作時，２號電子壓（yā）力傳感器盈示的壓力值為１．８Ｍｐａ時（shí）且（qiě）通（tōng）過二號流量計的流量介質總體（tǐ）積在預先設（shè）定範圍內時，ＣＰＵ就會認為機床已經夾（jiá）具鬆開動作。
電子壓力傳感器Ｗ及流量計（jì）混合（hé）監控方案通過兩組信號來（lái）確保夾具姑體夾緊和鬆開（kāi）動作的順利（lì）完成。此外在生產實際中，這種監控方案還能實現多個有益功能：１）、當夾具（jù）液壓係統Ｗ及回轉台分（fèn）配器出現微量（liàng）漏油（yóu）現（xiàn）象，機床便可（kě）發出（chū）預警信號並思示泄漏值；２）、現場操作人員可根據液壓缸行程的大小判斷毛巧鑄件的尺寸誤差大小，如誤差超過了設定範圍，機床可報答。
圖２改進（jìn）後夾具部汾巧任係統圖（tú）
３、流量計的選型
３.１流（liú）呈計（jì）的簡介
流量計作為檢測流（liú）動介質體（tǐ）積流量的一種工具，其發展（zhǎn）可（kě）追溯到公元前１０００多年前，從古羅馬時期的孔板測試技術（shù），到古埃及時期堪法（fǎ）測量再到我（wǒ）國（guó）秦昭王（wáng）時期李冰父子的寶瓶口測水位法。無不顯示出勞動人民的力量。從原有的大型水利工程的應用（yòng）演變成現代工業生產、能源建設等領（lǐng）域（yù），發揮著巨大的經濟（jì）、社會效益。在現代（dài）工業當中，流量（liàng）計主要用於氣、液（yè）兩體的流量測試（shì）。按照測量原理，流量計可分為（wéi）如下幾大類：１）、為學原理（lǐ）；差動式、轉子式、直接質量式、皮托管式、容積式等等；２）、電學原理（lǐ）：電感式、電容式（shì）等；３）、聲學原理：超聲波市、衝擊波式等等；４）、光（guāng）學原理：光電式、激光式（shì）等等心１。其中利用力學原理的流量計王裝便利、對工況的要求不高；而利（lì）用聲學原（yuán）理的流量計雖然（rán）先進，成本高、對現場操作人員的要求較高；根據（jù）現場工況條件，本工藝組初步確定應用力學原理的流量計，而其中粗式、差壓式Ｗ及浮子式流量計不（bú）是因為測量（liàng）精度（dù）偏低，就是（shì）因為（wéi）自身結構無法適應現場耐壓要求，所１＾＾１均予＾排（pái）除。
基於本次技術升級的工況要求，此流量計用於夾（jiá）具液壓係（xì）統內流量的檢測，對測（cè）試（shì）精度要求嚴格且流量計結構本身能承受一（yī）定工作壓力。所Ｗ初步判斷（duàn）容積式流量計相對比較符合工況要求（qiú）。
容積式流量計（jì）作為高測量精度（dù）的（de）一種流量計，其測量（liàng）範圍廣泛（fàn）、不受液體粘度（dù）影響、操作噪音小、輸出信號（hào）不受溫度影響。
通過參考車間其他進曰設備所用流量（liàng）計的工作情況，最（zuì）終決定采用采用凱恩姆ＺＨＭ係列齒輪流量計。
３.２、ＺＨＭ係列齒輪流量計的工作原理和結構
ＺＨＭ齒輪（lún）流量計是容積式流量計。如圖３ＺＨＭ流量計結構特征圖所示（shì），結構與齒輪累相似（sì），主要由內六角（jiǎo）螺絲、上殼體（tǐ）、下殼體、齒輪與軸杆、電磁式傳感器、前置放大器Ｗ及０型密封圈所組成。隨著（zhe）介質的流動（dòng），推動兩個互相咕合的巧輪轉動，且齒輪使巧低摩擦係數的軸承不能受任何外在條件的幹涉。介質從齒輪和殼體之間的測量室流（liú）過。一對齒輪自由轉動，不（bú）需要供電。齒輪的轉速與瞬時流量成正比。齒（chǐ）輪流量計配備了信號拾取傳感器，不用接觸介質而透過外殼就可Ｗ精確檢測轉速。每單位體積的脈衝數是固定的，當計量齒輪每轉動一個齒時，傳感器接（jiē）收並發出一個（gè）信號，代表著一個齒容積Ｖｇｚ的液（yè）壓油的流出，另（lìng）外帶（dài）內置傳感器的現場指示表頭ＶＴＭ，還可（kě）Ｗ提供４到２０ｍＡ模（mó）擬信號輸（shū）出。通過前置放大器（qì）將測量信號轉（zhuǎn）換為方波信號，最後經連接線發出同時可Ｗ計算體積流量。
在夾緊液壓係統每完成一個進退動作時，理想狀態（tài）下（xià）流進流出液壓缸的介質體積與流過流（liú）量計（jì）的體（tǐ）積是（shì）完全（quán）等（děng）同的。所Ｗ我們（men）就可Ｗ通過一定的公式計算出液壓缸的精（jīng）確位置，從而（ér）實現（xiàn）對缸體的實時精確監控。
圖３ＺＨＭ流量計結構特征（zhēng）圖
３.３、ＺＨＭ齒輪流量計的（de）脈衝信號檢測
上一節（jiē）對凱恩姆（mǔ）的（de）ＺＨＭ齒輪流量計的工作原理進行（háng）了闡述，通過對齒輪轉速的實時監控，通過公式計算出流量體積，然而（ér）對齒輪轉速監控的方式有很（hěn）多，比如磁電式傳感器、光電式（shì）傳感（gǎn）器、電（diàn）容式傳感器等。而凱恩姆的ＺＨＭ齒輪流量（liàng）計采用是磁電式傳感器，其工作原理圖（tú）如圖４所示。
圖４磁電式（shì）傳感器工作原理示意圖
根據磁電式傳感器工作（zuò）原理示意圖所示，磁電式傳感器由（yóu）小鐵棒、線（xiàn）圈等部分（fèn）組成。感應線圈會產生磁場，而磁場是由無數條有規律的磁力線組成的（de）。當齒輪隨流（liú）動介質轉動時，輪齒會按一定的方向切割（gē）磁力線。從而對磁阻產（chǎn）生變化，相對應的感應線圈也會因（yīn）此產生電動勢。而電動勢的大小與輪齒轉（zhuǎn）動的速度成正比，當輪齒轉動的速（sù）度越快時，相應的電磁傳感器輸出電壓也越大ＩＷ。
另外此種傳感（gǎn）器對工況（kuàng）的（de）要求非常低（dī），能夠在充滿油氣、水汽等複雜工況條件（jiàn）下正常工作（zuò）。且結構紫湊、結實耐用。傳感器的測量範圍為化００８￣６５Ｚ／ｍｍ，擁有如此大範圍測量能力（lì）的同時還（hái）能保證輸出信號強等特點。而且此種傳感器運行成本（běn）低廉，無需電為驅動，全程都是電磁感應來實現對輪齒轉（zhuǎn）動過程的實時監控。同時（shí）該傳感器標準化程度（dù）非常高，可與（yǔ）各式（shì）各樣的二次儀器搭（dā）配工作。
３.４、ＺＨＭ齒輪流量計的選型（xíng）
根據之前對凱恩姆的ＺＨＭ齒輪（lún）流量計工作原理的介紹，可知其精度的（de）控製（zhì）完全是由每個輪齒咕合時的幾（jǐ）何齒積Ｖｇｚ來決定的。流量（liàng）計作為衡量工具，由於結構本身存在不可避（bì）免的間隙（xì）因素的影響，一（yī）部分流量通過間隙流出不被（bèi）測量。因此對於其測出（chū）的毎一個數據來說，都包含了兩個方麵：１）、測得值本身；２）流量（liàng）計允許（xǔ）的誤差範圍。兩者缺一不（bú）可。通過查閱廣家資料（liào）可知，凱恩姆的ＺＨＭ係列流量計的誤差保持在（zài）＜±０．１％範圍內（nèi）。其精度特征如圖５所示（shì）；
圖５ＺＨＭ齒輪流量計精度特征圖
由於ＭＸ加工中（zhōng）也液壓係（xì）統現（xiàn）采用美孚ＤＴＥ２５液（yè）壓油作為流動介質，其潤滑油粘度ＩＳＯ等級為４６，粘度（dù）指數（ＡＳＴＭＤ２２７０）為９８，密度（＠１５°Ｃ，ＡＳＴＭＤ１２９８）為０．８７化ｇ／Ｌ，工作狀（zhuàng）態下流動速度在０．４￣０．５Ｌ／ｍｉｎ之間。因此，為滿足工況（kuàng）要求，在保（bǎo）證流量計監控精度的（de）基礎性上，同（tóng）時能確保壓降與流（liú）量（liàng）兩者間擁有（yǒu）良好線性關係。下麵通過（guò）對（duì）比ＺＨＭ係列齒輪（lún）流量計各型號的技術參數表來確（què）定具體型號。如表２．１所示。
表１ＺＨＭ齒輪流量（liàng）計技術參數
通過表１技術參數對比可知，型號為ＺＨＭ０１、ＺＨＭ０１八（bā）流量計（jì）的測試精度、分辨（biàn）率都較高且（qiě）測量範圍都滿足要求。再將兩者種型號所測（cè）介質粘度指數為１００的工作狀態下的壓（yā）降－流（liú）量線（xiàn）性曲線進（jìn）行對比，如圖６所示。
圖6ＺＨＭ０１、ＺＨＭ〇ｙｉ流（liú）量計粘度係數（shù）為１００狀態下壓降－流量線性圖
通過粘度係數為１００狀態下壓降－流量線性對比可知，兩種型號在流量範圍為（wéi）０．１￣０．５Ｌ／ｍｉｎ的工作狀態下，ＺＨＭ０１／１的壓降（jiàng）與流（liú）量線形曲（qǔ）線更為平緩，因此將ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ齒輪流量計確定為最（zuì）終型號。
４、信號處理（lǐ）電路的設計
ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ￣Ｔ齒輪流量計采用的磁電式（shì）傳感器。其在（zài）現場工作的過程中，受各（gè）種幹擾源（yuán）的影響對測試的（de）精度、穩定程度均會（huì）產生幹（gàn）擾。因此對其所受主要的（de）幾種幹猶的特（tè）性進行分析。進一步明確信號處理思路，並且對信號處理電路（lù）進行（háng）設計。
４. １幹擾因素（sù）分祈
在磁（cí）電式傳感（gǎn）器工作時，感應線圈會產生磁場，而磁場是由無數條有規律（lǜ）的磁力線組成的。當齒輪隨流動介質轉動時，輪齒會按（àn）一定（dìng）的方向切割磁力線。從（cóng）而對磁阻產生變化，相（xiàng）對應的感應線圈也會（huì）因此產生電動勢。而電動勢的大小與輪齒轉動的速度成正比，當輪齒（chǐ）轉動的速度越快時（shí），相應的電磁傳感器輸（shū）出電（diàn）壓也（yě）越大。但現實（shí）狀況並不僅如此，電極所獲得（dé）的電（diàn）壓並不完全（quán）由電動勢（shì）獲得，其中也涵蓋了多種幹擾因素。幹化一般分為微分、同相、共模、竄模、電化學（xué）Ｗ及工頻幹擾等等。
在上述的幹猶中，竄模幹擾是因為流量計的工作周圍存在交（jiāo）變磁場，麵（miàn）對這樣的（de）問題，我們可采用較高質量的雙絞線及接地等（děng）措施來（lái）有效抑製類似狀（zhuàng）況的出現。對於一個剛使用的流量計而言（yán），電（diàn）化學幹擾的幹擾能力相對來說極其（qí）微弱，暫且（qiě）不（bú）需考慮。其中，同相幹擾作為微分幹擾次（cì）生產品，兩者對電磁流量計的幹擾（rǎo）起到了關鍵作用，另外，在缸體半自動化生產線的現場的各種各樣工（gōng）頻信號對（duì）流量（liàng）計的（de）工頻（pín）幹擾不可忽略（luè）。所Ｗ，對上（shàng）訴的四種幹擾信號（hào）建立消除機製對流量（liàng）計測量（liàng）精度的提高有很大的積極意義。
４. ２總體設計方（fāng）案
因為磁電式流量計輸出（chū）信號極其微（wēi）弱，電壓一般在１毫伏一下，在加上強大（dà）的內阻，必須選用高輸入阻抗的放大器（qì），來抑製幹擾因素增（zēng）益信號（hào）１１。該電路分（fèn）為兩個部分，前半部分包括前置放大電路和模擬開關（消除微分擾（rǎo）動因素）。後半部分包括低商通濾波器Ｗ及（jí）二級放大電路。同時為了克服同相與共模（mó）幹擾，在這裏我們（men）也引入了電平提升電路。因為（wéi）傳感器的信（xìn）號為（wéi）正負交替，在這裏（lǐ）引入精密全波整流電路來適應控製器的電壓範圍ＰＬＷ。本係（xì）統總體設計方案如（rú）下圖３．７所示。
圖７流董監控總體方案設計
４.３信號采集電路
為放大傳（chuán）感器（qì）傳回的信（xìn）號，抑製低、高（gāo）頻幹猶，ｗ及消除微分幹擾所帶來的尖刺。本工藝小（xiǎo）組借鑒其他橫向工藝改造（zào）項目的經驗，最終確定的信號采集電路如圖８所（suǒ）示。
圖８信（xìn）號采集電（diàn）路
如（rú）信號采集電路（lù）所示，前置放（fàng）大與二（èr）級放大（dà）兩部分電路均采用ＡＤ６２０ＡＮ巧片（piàn）。兩者是分別通過Ｒｉｉ和（hé）民（mín）２１兩個外設電阻（zǔ）來設置增益，最大可達到１０００，且提供８引腳ＤＩＰ和ＳＯＩＣ封裝，功耗低，峰峰值噪聲（shēng）在１０ＨｚＷ下且擁有出色的（de）直流性（xìng）能巧級巧日交流特性。模擬開關是為了（le）消除微分幹擾所帶來的尖刺，其工作原理為，當尖刺來臨時斷開開關，直到尖刺過去為止。因為（wéi）後麵的（de）濾波電路有電容裝置，短暫性的斷開模擬開（kāi）關（guān）也不會造成任何（hé）影（yǐng）響。濾波電路分為高通和低通兩個（gè）部分，低通截止２０Ｈｚ左右頻率，高通截止ＩＨｚ左右頻率。兩者組成的濾波（bō）電路對低頻、高（gāo）頻幹擾有不錯的消除作（zuò）用。
經過信號處理過的信號波形（xíng）圖如圖９所示。
（ａ） （ｂ）
（ｃ）
圖９經各階段信號處理過後的波形
通（tōng）過對經各階段信號處理過（guò）後的波形（xíng）觀察發現，因共模幹擾因素的影響，波形圖在圍繞零線或上或下飄逸，針對這樣的問題，應該（gāi）加電平提升（shēng）電路取消共模幹擾，使其上下對（duì）稱。如圖１０所示。
圖１０電平提升電路
因為ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ齒輪流量計的勵（lì）磁方式的製約，磁電式傳感器（qì）信號為正負交替式的矩形波狀，而控製單元的模擬量輸入端電壓一般在５Ｖ左右（yòu），為正電（diàn）壓有效，所Ｗ將會出現采集信（xìn）號失真的問題（tí），這將會極大影響模數轉換的結果。因此（cǐ）在（zài）電平提升電路的後麵再添加精密全波整流電路，將信號在零（líng）下ｔＵ下的部分取絕對（duì）值（將（jiāng）其轉換為直流型號）Ｉ這樣就能（néng）滿足控製單元模擬量（liàng）輸入端的電壓要求。如圖１１所示。
圖（tú）１１精密全波整流電路
而經過（guò）上述兩個電（diàn）路（lù）處理（lǐ）後的信號波形（xíng）如圖（tú）１２所示。
圖１２由電平提升電路與精密全（quán）玻整流電路處理後的波形圖
根據升（shēng）平和整流（liú）電路處理後波形圖所示，圖中曲（qǔ）線１為經電平提升電路（lù）處理（lǐ），已消除（chú）共模（mó）幹擾因素，波形也基本相（xiàng）對於零線上下對稱（chēng）。圖中曲線２為絕對值處理後的波形圖，已經基本可看做是一條直線（將交流信（xìn）號轉換為（wéi）直流信號），便於（yú）之後的控製單元對其進行數模信號的處理。
４.４狀態監測電路
由於ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ齒輪流量計側得信號為模擬量信號，需用Ａ／Ｄ轉換器轉換成數字量，再累加器的數字量輸入（rù）端口。因現場ＰＬＣ硬件設各中有閑置的模（mó）擬量輸入（rù）模塊（kuài），為節省成本，提高原（yuán）有設各的利用率，簡化線路安裝的人（rén）工成（chéng）本，決定再將進累（lèi）加工作完成後的信（xìn）號進行Ｄ／Ａ轉換後輸入ＰＬＣ模擬（nǐ）量輸入端口，進行信號的實時監（jiān）控，如超過理想範圍（wéi）將報警。
根據上述要求，現進行Ａ／Ｄ轉換器的工作要求的分析與選型。因磁電式傳感（gǎn）裝置（zhì）的（de）測量精度保持在＾範圍內，故Ａ／Ｄ轉換器的精度選取範圍在±〇，〇５％即可，相應的二進製碼包（bāo）含符號位的情況下（xià）為１１１２位。另外，模巧量信號經過（guò）精密全波蓉流電路的（de）處理屬於直流信號變化的非常緩慢，可不選用采用保持器。由於信號（hào）電壓控製在３．２Ｖ左右（yòu），選取的Ａ／Ｄ轉換器電壓範圍在２．５？５Ｖ之間。Ｊ翻閱廠家資料選定型號為（wéi）ＡＤ７８８８的Ａ／Ｄ轉換器。圖１３為其引腳圖。
圖１３ＡＤ７８８８引腳圖
ＡＤ７８８８屬於８通道、１２位（wèi）的ＡＤ轉換（huàn）器。其功耗低、速率（lǜ）快，電壓在２．７Ｖ？５．２５Ｖ之（zhī）間。正常工作下功耗為２／？ｒ，省電模式下為３／／Ｗ。包含有ＡＩＮ１￣ＡＩＮ８單端模擬輸入通道（dào），轉換滿功率信（xìn）號將達到３ＭＨｚ。且片內具有Ａ／Ｄ轉換器的電壓（yā）基準（zhǔn）源（管腳ＲＥＦＩＮ／ＲＥＦＯＵＴ，基準值２．５Ｖ）。
由計（jì）算可得夾紫液（yè）壓係（xì）統在正常工作時單位時間（jiān）流量（liàng）值不高於８．４ｃｍ％，且ＺＨＭ０１／１流量計的（de）幾何巧積０．０４ｃｍ３，可算得液壓缸在正常工作的狀態下每秒鍾輪齒轉動的最（zuì）高頻率值為２１０。因此在進行累加器設計時，它的單位時間內的計（jì）數一定要比齒輪的最高頻率值要（yào）高。此外在累積器完成後所輸出的信號是數字量信號，考慮到現場（chǎng）ＰＬＣ硬件設（shè）備中有閑置的模巧量輸入模塊，為節省成本，提高（gāo）原有設備的利用率，且簡化數字量模塊在設計過程中線（xiàn）路編排所耗（hào）費大量（liàng）的時間和人工成本，本（běn）工藝組（zǔ）決定在累加器後麵在加Ｄ／Ａ轉換電路。又（yòu）因為ＰＬＣ所需為電壓信號，所Ｗ決定在將Ｄ／Ａ轉換器所處理完成的信號經過（guò）運算放大器轉換成電（diàn）壓（yā）信號，再運（yùn）用高低電（diàn）平周期性變化矩形波信號對累（lèi）加器（qì）進行計數控製。
下麵（miàn）將累加器、Ｄ／Ａ轉換電路、運放電路Ｗ及高低電平周期性變化矩形波信號控製電路組成最終的信號處理電路圖，如圖１４所（suǒ）示。
圖１４信號處理電路圖
如信號處理電路圖顯示，累加器部分由兩個７４ＬＳ１６１芯片搭建八位二進製的加法計數（shù）器（最大值２５５），Ｗ此來滿足即可滿足比齒輪的最高（gāo）頻率值２１０要高的要求（qiú）
累加器的工（gōng）作過程為低位片Ｕ１的化Ｋ端口接收經采集信號電路處理過的數字量信號，當ＭＲ、ＬＯＡＤ、ＥＮＰＩＵ及ＥＮＴ均（jun1）為１時，隻要（yào）ＣＬＪＣ端口受一次上升沿作用（yòng），計數器就自動加１。直到低位片Ｕ１的計數的Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２１Ｕ及Ｑ３端均為１，且使能端ＥＮＴ、進位輸出端（duān）ＲＣＯ都通高電平時溢出。高位片Ｕ２使能端ＥＮＰ接通Ｕ１的ＲＣＯ的高電（diàn）平的時候開始（shǐ）計數。當（dāng）Ｕ２計入一個脈衝的同時Ｕ１的（de）Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３Ｗ及進位端ＲＣＯ均從１變為０。Ｕ２計入一個脈衝，同時Ｕ１進位信（xìn）號ＲＣＯ也變為０，直（zhí）至下一次Ｕ１進位信號端再（zài）次為１時，此時的累加器已經達到了最大計（jì）數（shù）值２５５。
此外在累積器完成後所輸出的信號是數字量信號，考慮到現場ＰＬＣ硬件設備中有閑置的模擬量輸入模（mó）塊，為（wéi）節省成本，提高原有設備的（de）利用率，且簡化數字量模塊在（zài）巧計過程中線路（lù）編排（pái）所耗費大量（liàng）的時（shí）間和人工成本，本工（gōng）藝組決定（dìng）在累加器後麵在加Ｄ／Ａ轉換電路。
數模轉換器的型號為ＤＡＣ０８３２ｌ３ｓ］。其工作原理正如信號處（chù）理電路圖上反映的，作為８位（wèi）梯（tī）形電阻（zǔ）式Ｄ／Ａ轉換器，其輸入端ＤＩ０至Ｍ７依次接（jiē）入累加器（qì）低位片Ｕ１、高位片Ｕ２的Ｑ０至（zhì）Ｑ３端進行數模（mó）轉換。又因（yīn）為ＰＬＣ所需為電壓信號，所ｔＵ決定在將Ｄ／Ａ轉換器所處（chù）理完成的信號經過運算放大器轉換成電（diàn）壓信號且為防止信號失真在進行放大功能（néng）。此處本工藝組決定使用兩次反相輸入的（de）接法，不僅可將電流信號轉變成電壓信（xìn）號，而（ér）且可通過（guò）兩次的（de）比例放大Ｗ防信號失真。此過程中，當Ｄ／Ａ轉換器（qì）的ＤＩ０至ＤＩ７輸入端口開始接收信號後（hòu），此（cǐ）時巧京＾（鎖存器開關）與東跨（寄存器開關）兩個端口同時為（wéi）低（dī）電平，總片內部（bù）處（chù）於導通狀態，接（jiē）收的信號可快速的轉化成模擬量信號。ＩＯＵＴ２與兩個ＬＭ３５８Ｎ芯片的同相輸入端一起接地，ＩＯＵＴ１與第一個ＬＭ３５８Ｎ芯片反（fǎn）相輸入端相（xiàng）連接。將電流信號經過反相（xiàng）運算轉換為電壓信號。ＤＡ模塊中的ＶＲＥＦ端（基準電壓）、第一個ＬＭ３５８Ｎ芯片輸出端與第二個ＬＭ３５８Ｎ芯（xīn）片的反相輸入（rù）端相（xiàng）連，ＲＦ與ＲＡ—起確保（bǎo）信號放大兩倍。且ＲＦ與ＲＡ的阻值足夠精確時，就能確保比例運（yùn）算精度與穩定程度。
最後在進行控製信號發生器電路設計時，巧妙利（lì）用累加器低電位（wèi）芯片（Ｕ１）的清零端口低電（diàn）位有效原則，運用５５５定時器、Ｒ１（５（ＵＱ）、Ｒ２（５０紀０、Ｃ１（１４２８６ｎＦ）及Ｃ２（ｌＯｎＦ）組成的周期為１．５ｓ多諧振蕩電路對ＭＲ端口進行控製，確保清零端曰通電Ｉｓ後有０．５ｓ處於（yú）失電狀態口６－３８１。通（tōng）過觀測（cè）累加器單位時間（jiān）內累加數值來（lái）確（què）定輪齒的轉動頻率，因（yīn）此便可計算出通過管路的流（liú）量體積。
４.５ＰＬＣ程序編製
根據（jù）上文信號（hào）處理思路可知，經過信號采集電路１＾＞１及信號處理電路電壓模擬量信（xìn）號從ＰＬＣ的模（mó）擬量輸入端口輸入，在ＰＬＣ編程中可直接（jiē）將這些數（shù）據引入程序中ｆｗ－Ｗ。在對流（liú）量體積進行實時監控和預警的係統中，硬件配置如表３．２所示。
表２流（liú）量監控係統梗件配置表
由於流１：計所選型號為ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ，其齒輪（lún）齒積Ｋｐ為０．０４ＣＷ３，同時査閱ＭＸ加工中也生產參數得知，其液壓（yā）係統（tǒng）夾緊裝（zhuāng）置的液壓（yā）缸（gāng）在正常工作狀態下（xià）的流量範圍為６．６７￣７．５ｃｗ，／，，但在（zài）實際生產中（zhōng）因密封件老化、液壓缸體（tǐ）磨損導致的油道出現間隙、壓力受到損失等不可逆因素影響，考慮到這些因素影響現按照原（yuán）有流量範圍最大值的１％作為誤差取值範圍（wéi），計算液壓缸工作時（shí）工作流量不大於７．６ｃｍ，Ａ時，且壓力傳感器１的值在（zài）裝（zhuāng）夾時達到可認定油路狀態正常且裝夾到位（wèi）。相反，若流（liú）量值超（chāo）過７．６ｃ？Ｙ，或者壓力傳（chuán）感器１的值為達（dá）到，則視為液壓油路泄漏或者裝夾未到位。現將流量值等於７．６ｃｍ３／ｓ與＾＾。等於＾０４ｃ／？３代入式（３－１）中可（kě）求得：
ＰＬＣ控製程序的梯（tī）形圖如圖１５所示。
圖１５ＰＬＣ控（kòng）製程序圖
（ａ）央緊狀態；化）夾緊鬆開
５、本章（zhāng）小結（jié）
通過（guò）Ｗ上工作，實現了對夾（jiá）緊（jǐn）裝置液壓係統的硬件和軟（ruǎn）件兩方（fāng）麵的升級。通過液壓油路現狀的分析，找到了監控（kòng）方案的缺陷，並提出電（diàn）子壓力傳（chuán）感器化及（jí）流量計混合監（jiān）控的（de）方案（àn）。彌補了對夾具動作監控不足同時，還増（zēng）加對液壓係統Ｗ及回轉台分配器出現漏油現象的報警功能。同時根據生產實（shí）際，對信號幹擾因素進行分析，並針對性設計出信號采（cǎi）集電路和信號處理電路。為防止信號失真，保證測量精度作出重要貢獻。最後進（jìn）行ＰＬＣ程序的編製對夾緊裝置液壓油路（lù）內流量值和壓力值進行實時監控，一（yī）旦超過正常流（liú）量值範圍或未能達到預定壓力則（zé）會第一時（shí）間發出報（bào）警信號，Ｗ提醒操作人員對設備問題進行排查。能夠做到第一時間發現問（wèn）題解決問題，大大降低（dī）了停台率（lǜ），提升（shēng）了生產（chǎn）效率，避免了不必要人力物力的浪費（fèi）。
投稿箱：
如果（guǒ）您有機床行業（yè）、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯（jí）部， 郵（yóu）箱：skjcsc@vip.sina.com
如果（guǒ）您有機床行業（yè）、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯（jí）部， 郵（yóu）箱：skjcsc@vip.sina.com
名企推薦
專題點擊前十
| 更多
