酸洗液压站自动控制系统设计论文 学位论文.docVIP

酸洗液压站自动控制系统设计 摘要 液压站是工厂大型生产设备的动力系统，在现代工业生产中应用广泛。本设计系统是综合运用电气、仪表及PLC知识设计液压站自动控制系统。在设计过程当中，要选择适合控制要求的电气设备，仪表设备及各类检测元器件，通过符合要求的组合，才能使设计达到所需要的控制要求。整个控制工艺包括一般电气装置（接触器、继电器）控制，液压泵、循环泵起停控制，液位、温度、压力检测报警控制等。为了提高整个液压系统的运转率，在控制方面采用可编程逻辑控制器（PLC）的控制方式，它可以很好的解决控制系统线路多且复杂、控制需求较多等问题，且可靠性高，维护方便。 关键词 液压站，自动控制，可编程逻辑控制器 1 绪 论 液压技术是现代机械工程的基础技术，由于其在功率重量比、无级调速、自动控制、过载保护等方面方面的独特技术优势，使其成为国民经济中各行业、各类机械装备实现传动与控制的重要技术手段。对于大型的生产设备，液压站更是不可缺少的动力系统。而对液压设备及液压站系统的控制是工业生产的重中之重。 随着科学技术的发展，自动控制技术在现代工业领域中得到了越来越广泛的应用。从运动控制到过程控制，从单机自动化到生产线自动化乃至工厂自动化，从工业机器人、数控设备到柔性制造系统（FMS），从集中控制系统到大型集散控制系统，工业自动化水平不断高，各种控制手段也应运而生。其中，可编程逻辑控制器（PLC）以其独特先进的控制性能占据了整个工业自动控制领域的半壁江山。 本课题主要内容是通过对酸洗液压站自动控制系统的设计，掌握实际工业设计中电气设备，仪表设备及过程控制检测元器件的选型，并采用罗克韦尔（Rockwell）公司的ControlLogix PLC实现自动控制。 2 液压站自动控制系统 2.1 设计概述 本液压站自动控制系统，使用九台液压泵为整个酸洗生产工艺提供动力，五台工作四台备用。在液压站的工作过程中，我们必须保证液压站油的温度、油箱的油位保持在一个合适的数值，才能使液压站处于最佳工作状态，保证整个酸洗工艺的正常运转。在温度的控制方面，需要设置四个检测信号：高温信号（＞40℃，＜60℃）、低温信号（＞15℃, ≤25℃）、上限温度（≥60℃）、下限温度(＜15℃)。在液位控制方面，需要设置3个检测信号：上限液位（＞3.5m）、下限液位（＜0.5m）、低液位(＞0.5m，＜1.5m)。在压力控制方面，设置三个检测信号：主油路压力信号（＞11MPa，≤15MPa），主油泵出口压力信号（≤3MPa），过滤器滤芯通畅情况的压差信号（≥0.35MPa）。检测元件将这些限值作为参照与现场实际检测到的数值进行比对，再结合通信技术手段将信号传送至PLC输入口，控制温度、液位报警指示灯及报警铃响应，并自动进行故障修复。 设计需达到的目的是：选择经济合理的仪表、检测设备和电气设备，并采用PLC实现液压站的自动控制。 2.2 控制系统的工艺流程 液压站的自动控制系统通常由常规温度、液位、压力等检测仪器仪表控制 、液压泵、循环泵电机起停控制、一般电气装置（继电器、接触器）控制等部分组成。液压站采用PLC控制，特别是多泵、多阀的液压系统，可以提高系统的可靠性和系统控制品质，使系统装置占地面积缩小，硬件投入减少、成本降低。攀钢酸洗液压站工艺流程如下图2.1示。 图2.1 酸洗液压站工艺流程图 2.3 设计的工艺 在液压站的控制设计中，主要是结合现代通信技术、传感技术对其工作过程中的液压油温、油箱液位、油路压力等参数进行实时监测，根据监测参数的变化情况对液压泵起停及其他故障作出显示、报警响应，并执行相应的控制动作，使整个液压站运转率、可靠性等工作品质始终保持在最佳状态，保证酸洗工艺的正常运作。 液压站的自动运行过程：在油压、油温、油位正常且行程开关开到位的情况下启动循环油泵，进而启动主油泵，10s之后主油泵对应的电磁溢流阀失电加载。整个系统正常启动运行后，温度、液位、压力等过程检测元件进入在线检测环节，随时对液压系统工作过程中的实际参数进行监控并通过变送输出标准信号至PLC控制执行机构执行相应动作，调节液压站各个过程参数，保证液压站在一个最佳环境下稳定工作。 2.4 液压站自动控制系统设计应用 2.4.1液压泵自动控制 液压站共使用9台液压泵，采用一开一备间隙工作制。九台液压泵同时工作，也可以单独使用，一般采用五台液压泵同时工作，四台液压泵备用的方式。液压泵采用PLC进行自动控制操作，系统通过油泵恒压变量调定压力、液位作为输入信号，确定各个液压泵的启停状况，当油泵恒压变量压力小于设定的下限值时，压力检测元件及变送器将信号输入PLC接口，控制主液压泵启动升压；当油泵恒压变量压力达到上限值后，PLC接收到检测的上限值信号控制系统自动停泵。 2.4.2液压站循环泵