山东济宁工业学校王作文山东济宁高科公司盂晓平智能阀门控制器在压力机自动控制系统中的应用智能阀门控制器是一种应用微计算机编程原理技术控制的机电一体化产品,它可以非常方便地将双阀或单阀操作的水泥、砼抗压强度液压压力机由手动控制改造成高性能的全自动控制,从而实现压力机的自动控制。
智能阀门控制器系统系统构成及工作原理智能阀门控制器为控制系统的核心,是将送油调节阀、溢流阀、电磁回油阀等融为一体的,具有高精度调节、压力上限保护、加荷卸荷换向、快速送回油等多种控制功能的机电一体化组合体。智能阀门控制器接收传感器和定位探头等的信号后,通过阀门控制电动机组件对阀门进行控制调节,实现对整个抗压试验过程的智能化自动控制同时进行力值采集和强度的计算、显示和数据的打印、保存,可以查询所保存的历史数据。智能阀门控制器系统构成及工作原理框图如附图所示。
双阀液压试验机按“运行”和同时送油控制电动机迅速打开送油阀,使送油阀转到预设的快速上升送油位置,此时压台迅速上升,抗压夹具的上压板迅速靠近试块上表面。当夹具压板与试块上表面接近到设定距离(23)时,压台定位探头上的黄色指示灯灭(蜂鸣器发出“嘟”的声响)。控制器接受到此信号后,立即驱动送油阀控制电动机,迅速调整送油阀,使送油阀开度减少到预设的慢速送油位置。压台即由快速上升转入低速上升,抗压夹具上压板平缓地靠近试块上表面,直到与试块上表面接触,开始对试块加压。表盘指示值开始上升,控制器通过传感器检测到的压力信号也随表盘指针同步上升,控制器随即进入加荷速度自动控制状态。控制器随时检测传感器输出的压力信号值并计算加荷速度,与加荷速度设定值进行比较后调整送油阀开度,使加荷速度在允许的范围内波动。随压力的递增,控制器逐次刷新压力值直到试块破形。
试块一旦破形,控制器立即显示破形前的大力值,并存入存储器,同时立即驱动回油控制电动机打开回油阀、驱动送油控制电动机关闭送油阀,迅速回油直到表盘指针回到零位,等待下一块试块的加压起动。在下一块开始时,控制器显示本组试块的序号和数据处理后的强度值(MPa)。
重复以上过程,直到控制器确认本组后一块试块测试完毕,即驱动微打印机打印本组试块测试结果,同时将此结果与试块编号、试验日期一起存入数据库,以备日后查询。
单阀液压试验机控制原理与双阀的基本相同,工作流程也大致相仿,不同点在于:加压时,智能控制器驱动控制电动机将阀门调节到快速送油位置,使压台快速上升,压台定位探头上的黄灯熄灭,控制器迅速调整阀位,使送油量减少,压台由高速上升转入低速上升。
破形后,控制器打开回油电磁阀,迅速回油,回油时间可通过回油时间参数设定。
控制器前面板上有数码显示器、指示灯和键盘。啦数码显示中,前4位显示压力值XXX.X(kN),后3位显示加荷速度X.XX(kN/s)。双阀试验机有三个指示灯分别为“回油阀开”、“回油阀关”和“送油阀关”。回油阀打开到设定位置时,“回油阀开”指示灯点亮;回油阀关闭时,“回油阀关”指示灯亮当送油阀关闭时,“送油阀关”指示灯亮。而单阀的只有两个指示灯"回油“和”油阀关“。当回油电磁阀打开脚回油)时,”回油“旨示灯亮关闭时,”回油“指示灯熄灭。送油阀处于零点位置时,”油阀关“指示灯点亮。按下”复位“键时,送油阀和回油阀将自动关到关位。键盘上共有22个轻触键,分别是数字键(包括09及小数点、AZ26个英文字母)和功能键泡括复位、急停、参数、数据、查询、选项、确认、调试、标定、运行和返回等11个键),完成各自相应的功能。
控制器机外接线均由与后面板各插座相配的插头通过电缆线连接,非常方便。电气系统配线为一根AC 220V电源线。
打开控制器后面板上的电源开关,显示器立即显示Good.nnn(n代表数字),亦即监控状态,此时即可检查或设置参数。每一个参数前二位数字代表该参数的编号,C表示参数,后面五位是参数取值,如:02CXXXXX等。30个参数可分为两类一类是管理参数,包括样品编号、龄期、品种、年、月日共5个用于数据管理,外加一个控制参数管理钥匙码。另一类是工作参数,包括加荷速度、5个标定系数、2.4kN/s和5kN/s速度加荷的可调工作参数各7个、打印开关、密码、控制特性选择开关及回油时间共24个参数。
仪器出厂时未置数,为随机数。如果未在规定的期限内置入规定的密码,仪器将自动停机。当显示Good.000时,必须置入规定的密码才能正常的工作。5个标定系数在标定时自动取值,不可调整。14个可调工作参数与送油阀性能及油的粘度有关,必须经调试确定。
由于压力机工况不同,环境温度不同,为使压力机能更好地应对各种情况,这些参数必须设定好。具体设置方法如下:按“参数”键后用数字键置入所需参数或修改的参数标号,即显示该参数原先保存的取值。然后根据所需置入的参数值,按相应数字/字母键(字母要用“确认”键确认),逐位输入参数值。该参数的各位数字或字母输入完后,按“数据”键,即把该参数值存入内存,并转入下一个参数的设置操作。全部参数置入完后,按“返回”
键,即返回到监控状态。
传感器的调零与标定传感器的零点调整和标定前应先检查传感器的连接轴套上的顶丝,必须拧紧,传感器转动灵活,可以停在任意位置。在控制器预热15min后即可进行调整。首先使表盘指针准确稳定地处于零点位置,然后按“调试”键,再按相应数字键,此时显示器显示的数值为此时传感器输出信号的采样数码值。用螺丝刀调传感器上的调节轴,将上述数码值调到零点的采样码值。再用推杆或被动针移动表盘指针,使指针指示值上升(向顺时针方向转动),采样码值即随着上升,回移推杆使指针逆向转动,采样码值随即减少。当指针回到零位时,码值应能回到记录的零点码值(误差<±20码),即完成了零点调整。按相应数字键,控制器回到监控状态。
零点调整完后即可进行仪器标定。使表盘处于零点位置,按“标定”键,再按“确认”键,等表盘显示后,手动移动表盘指针,使指针准确稳定地指到50kN处,按“确认”键,待显示后可进行下一步操作。将表盘指针准确稳定地移到100、150、200、250kN等处,按后一次“确认”键后仪器即已标定完毕。再按“返回”键,回到监控状态。标定结果需按“调试”键,再按相应数字键,进行检验,观察显示值是否与用手动方法移动的表盘指针所指的kN值基本一致(误差<±1),合格后再使用。
水泥试块抗压强度的测定,以连续测试每组6块试块为例,具体步骤如下:台上放好抗压夹具,在夹具内放入第1块试块。开控制器电源开关,按字键和“确认”键,将编号逐字置入,后一组数字置入后按“数据”
键存入。以同样的方法置入试块龄期、水泥品种(标号)、加荷速度、年、月、日,然后输入控制参数管理钥匙码(此时允许修改所有参数),检查核对参数确认无误后方可进行测试。按“返回”键返回监控状态。
起动“回油阀关”指示灯亮,同时送油阀迅速打开,“送油阀关”
指示灯由点亮变为熄灭。单阀试验机阀门向加油方向运动,“油阀关”指示灯由点亮变为熄灭。当夹具压板接近试块上表面时,压台定位探头上的黄灯熄灭,蜂鸣器发出声响,压台上升速度减慢,抗压夹具缓慢而平稳地与试块表面接触。夹具压板一旦与试块接触,表盘指针开始转动,同时数码显示即开始显示数字。智能控制器即开始对加压过程进行智能式控制。当力值增加到10kN附近时,加荷速度即控制在2.4或5kN/s,直到试块破形。
试块破形后,指针停止转动,数码显示的前4位显示出破形前达到的大力值,后3位速度显示值变为0.00(kN/s),此时双阀试验机回油阀迅速打开回油阀开“指示灯点亮,同时送油阀迅速关闭,”送油阀关“旨示灯也点亮,压台迅速下降,表盘指针回零。单阀试验机在破形后,阀门关向油阀零点,同时起动回油电磁阀,”回油“指示灯点亮,阀门自动回调到送油起始点,灯熄灭。
取下破形的第1块试块,放入第2块试块,按“确认”键。此时,数码显示由显示力值变为显示第1块试块的序号和强度值,过十几秒钟后,序号和强度值自动消失,显示全部为“0”,即开始进行第2块试块的加压过程。重复以上操作,直到第6块试块破形后,将显示第6块试块的强度值。十几秒钟后自动显示出6块试块经数据处理后的强度值。同时打印出测定结果。
此后如果进行下一组试块的试验时,还应先输入样品编号,龄期和品种,装上下一组的第1块试块后,按“运行”键、“确认”键,即开始该组试块的测定。如当天的全部试块测定完毕,应在"回油阀关“、主要特点和主要技术指标适应性强,可用于任何型号的水泥抗压强度试验机的改造,还可用于混凝土抗压强度试验机的改造。
士0.2kN/s加荷速度控制。对于1天龄期等低强度试块,还可以自5kN开始实现1±0.1kN/s加荷速度自动控制,并设有2.4kN/s和5kN/s加荷速度切换,以及适应新老标准的数据分析处理方法。
角度传感器和零点自动跟踪技术,保证测量的准确性和长期稳定性,而且在被改造试验机检定合格证有效期限内,改造后无须重新检定。
保留表盘显示,采用4位数码管和表盘同步显示,显示直观、正确,便于有关部门例行常规检定自动按新老标准进行抗压强度的数据处理,并由微打印机打印测定结果;同时可长期保存试验数据,便于查诲还可通过RS485接口与管理微机联机。
无需改动油路,现场改造工作简便快捷,一台液压试验机的改造时间不超过8h,不会影响水泥日常检验工作,而且随时可换上手柄,改由手动操作。
改造费用低,仅为新购1台性能相当的全自动压力试验机的30左右,性能价格比高。
设有快慢升降速度自动控制功能,即可减少强度试验时间,又可避免对试块的冲击载荷。
设有压力机抗压夹具自动保护功能,使用安全可靠。
设有工作介质油自动温度控制措施,降低油粘度对控制精度的影响。
1.0显示精度0.1kN,4位数码和表盘同步显示。测量范围300、加荷速度自动控制2.4士5±0.5kN/s可选,10kN开始达到设定加荷速鹿检定或测定低强度试块时低还可选用0.5kN/s;加荷速度显示精度0.01kN/s(3位数码显示)。
(如每天33组试块,可保存一年的全部数据),可按日期或编号查询。
(选项)。
±10VAC,50±2Hz,150W;压力机设备接地电阻40.无强电场、磁场干扰。
通过智能阀门控制器改造压力机实现全自动控制,经用户实际应用表明,使用效果良好,本系统完全达到全自动控制功能要求,具有操作简单、调试检验方便,实现了压力机的全自动控制,从而节省了抗压强度的检验时间,提高了工作效率。EA