液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，PLC可編程控制器接受水壓傳感器S1實時采集的被測閥門內(nèi)腔水壓值P1，油壓傳感器S2實時采集的油壓值P2，并根據(jù)被測閥門的通徑和采集的水壓值P1和頂壓油缸的缸徑和采集的頂壓油缸的油壓值P2，計算出被測閥門內(nèi)腔高壓水的總推力F1和頂壓油缸的總頂力F2；PLC可編程控制器輸出按照水壓值P1、F2/F1比值與系統(tǒng)設(shè)定的測試要求水壓值P0、K1、K2差值進(jìn)行邏輯控制的信號給氣驅(qū)高壓水泵控制閥、氣驅(qū)高壓油泵控制閥、頂壓油缸增壓閥、頂壓油缸卸壓閥、閥門內(nèi)腔卸荷控制閥，用于閥門試驗前、后，控制閥門同時加注試驗水介質(zhì)和液壓油，并加壓和同時泄放實現(xiàn)：K1≤F2/F1≤K2。
【專利說明】液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種液壓頂壓式閥門試驗臺，尤其是一種液壓頂壓式閥門試驗臺的伺服控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力、化工、造紙、紡織、礦冶、城市給排水等行業(yè)使用的閥門，其連接型式主要有“法蘭連接”和“焊接連接”兩種?！胺ㄌm連接”型式的閥門在檢測吋，常采用“抱壓式”裝夾型式，“焊接連接”型式的閥門，由于沒有法蘭，無法采用“抱壓式”裝夾，在檢測時，只能采用“液壓頂壓式”裝夾型式，如圖1所示。
[0003]目前閥門制造業(yè)內(nèi)，用于測試“焊接連接”型式閥門的液壓試驗臺，均未配置“伺服控制系統(tǒng)”。未配置“伺服控制系統(tǒng)”的液壓試驗臺在進(jìn)行閥門檢測時，先以巨大的油缸頂壓カ頂緊閥門，然后再向閥門內(nèi)腔注入試驗介質(zhì)水并對試驗介質(zhì)水進(jìn)行加壓，加壓到要求值后，再進(jìn)行一系列的閥門檢測項目。
[0004]在試驗介質(zhì)水尚未加壓時，巨大的油缸頂壓力完全由被測閥門承載，被測閥門受擠變形較大，甚至產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的塑性變形，極易損傷被測閥門，并直接影響檢測結(jié)果的正確性。國內(nèi)、外的閥門檢測標(biāo)準(zhǔn)中，均有“閥門檢測時，對閥門不得施加影響檢測結(jié)果的外力”的要求，但基于整個行業(yè)的實際狀況，幾乎所有閥門制造商都未解決上述問題，在測試“焊接連接”型式的閥門時，均“違規(guī)”地、“無奈”地對被測閥門施以巨大的頂壓カ來進(jìn)行檢測的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是要解決“焊接連接”型式的閥門測試時，油缸頂壓カ的控制問題，而提供一種液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
ー種液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，包括觸摸屏電腦、PLC可編程控制器、壓カ傳感器、液壓系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、氣驅(qū)高壓油泵、低壓水泵、氣驅(qū)高壓水泵、頂壓油缸、頂壓油缸增壓閥、卸壓閥、控制閥以及エ控組態(tài)軟件。PLC可編程控制器接受水壓傳感器SI實時采集的被測閥門內(nèi)腔水壓值Pl以及油壓傳感器S2實時采集的油壓值P2，PLC可編程控制器根據(jù)被測閥門的通徑和采集的水壓值P1，自動計算出被測閥門內(nèi)腔高壓水的總推力Fl和根據(jù)頂壓油缸的缸徑和采集的頂壓油缸的油壓值P2，自動計算出頂壓油缸的總頂カF2 ；PLC可編程控制器輸出按照水壓值P1、F2 / Fl的比值與系統(tǒng)設(shè)定的測試要求水壓值P0、K1、K2的差值進(jìn)行邏輯控制的信號給氣驅(qū)高壓水泵控制閥、氣驅(qū)高壓油泵控制閥、頂壓油缸增壓閥、頂壓油缸卸壓閥、閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥，用于閥門試驗前，通過氣驅(qū)高壓水泵控制閥、氣驅(qū)高壓油泵控制閥和頂壓油缸增壓閥控制被測閥門同時加注試驗水介質(zhì)和液壓油，并加壓，實現(xiàn):K1<F2 / Fl <K2，當(dāng)試驗水介質(zhì)加壓的水壓值Pl達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的測試要求水壓值PO時停止加壓；被測閥門試驗完成后，通過頂壓油缸卸壓閥和閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥控制試驗水介質(zhì)和液壓油的同時泄放，實現(xiàn):Kl <F2 / F1<K2。 氣驅(qū)高壓油泵高壓出油ロ通過頂壓油缸增壓閥連接頂壓油缸高壓進(jìn)油ロ，頂壓油缸增壓閥與頂壓油缸高壓進(jìn)油ロ之間的連接管道上依次連接有油壓傳感器和油壓電接點(diǎn)壓カ表，氣驅(qū)高壓油泵進(jìn)氣ロ通過氣驅(qū)高壓油泵控制閥連接氣源組件。
[0007]氣驅(qū)高壓水泵高壓出水ロ通過手動左、右加壓閥連接閥門左、右進(jìn)出水ロ，氣驅(qū)高壓水泵高壓出水ロ連接有水壓傳感器和高壓水電接點(diǎn)壓カ表，手動左、右加壓閥與閥門左、右進(jìn)出水ロ連接的管道上分別連接有閥門內(nèi)腔左、右卸荷閥及閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥。
[0008]低壓水泵出水ロ通過單向閥連接閥門左、右進(jìn)水口，低壓水泵出水ロ處設(shè)有低壓水電接點(diǎn)壓カ表。
[0009]閥門左、右進(jìn)出水ロ與閥門內(nèi)腔左、右卸荷閥連接的管道上還連接有檢漏裝置。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
測試“焊接連接”型式閥門的液壓試驗臺，配置了“伺服控制系統(tǒng)”后，能自動根據(jù)被測閥門的通徑和壓力等級以及試驗項目，自動控制所需的油壓頂緊力和自動控制試驗介質(zhì)的壓力，并能控制油壓作用力(總頂力)和水壓カ(總推力)按照設(shè)定的比值(該比值由用戶按自身的エ藝特點(diǎn)和要求設(shè)定，并有密鑰管理權(quán)限控制)，同步加壓和同步泄壓，使得作用在閥門上的“凈壓力”控制在一個很小的范圍內(nèi)，避免被測閥門受到過大的擠壓力，大大地堤高了檢測結(jié)果的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是焊接連接型式的閥門在檢測時，采用“液壓頂壓式”裝夾型式示意圖；
圖2是本發(fā)明的檢測功能原理圖；
圖3是本發(fā)明的邏輯控制框圖；
圖4是本發(fā)明的管路控制圖；
圖5是本發(fā)明的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。
[0013]如圖2至圖5所示，本發(fā)明的液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，包括觸摸屏電腦、PLC可編程控制器、液壓系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、氣驅(qū)高壓水泵控制閥9、氣驅(qū)高壓油泵控制閥
7、頂壓油缸增壓閥6、頂壓油缸卸壓閥8、低壓水泵5、閥門內(nèi)腔左、右卸荷閥12、13 、閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥10、11，水壓傳感器S1、油壓傳感器S2、油壓電接點(diǎn)壓カ表16、低壓水電接點(diǎn)壓カ表18、高壓水電接點(diǎn)壓カ表17、氣源組件21、檢漏裝置22以及エ控組態(tài)軟件等。
[0014]PLC可編程控制器接受水壓傳感器SI實時采集的水壓值Pl以及油壓傳感器S2實時采集的油壓值P2，PLC可編程控制器根據(jù)被測閥門的通徑和采集的水壓值Pl，自動計算出被測閥門內(nèi)腔高壓水的總推力Fl ;PLC可編程控制器還根據(jù)頂壓油缸的缸徑和采集的頂壓油缸的油壓值P2，自動計算出頂壓油缸的總頂カF2 ;PLC可編程控制器將P1、F1、F2三個動態(tài)參數(shù)，與系統(tǒng)設(shè)定的測試要求水壓值PO、比值Kl及K2，進(jìn)行邏輯運(yùn)算和控制，并實時地發(fā)出控制信號給氣驅(qū)高壓水泵控制閥9、氣驅(qū)高壓油泵控制閥7、頂壓油缸增壓閥6、頂壓油缸卸壓閥8、閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥10、11，用于閥門試驗前，通過氣驅(qū)高壓水泵控制閥9、氣驅(qū)高壓油泵控制閥7和頂壓油缸增壓閥6控制被測閥門I同時加注試驗水介質(zhì)和液壓油，并加壓，實現(xiàn):K1<F2 / Fl <K2，當(dāng)試驗水介質(zhì)加壓的水壓值Pl達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的測試要求水壓值PO時停止加壓；被測閥門I試驗完成后，通過頂壓油缸卸壓閥8和閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥10、11控制試驗水介質(zhì)和液壓油的同時泄放，實現(xiàn):Kl< F2 / F1<K2。氣驅(qū)高壓油泵3高壓出油ロ通過頂壓油缸增壓閥6連接頂壓油缸2高壓進(jìn)油ロ，頂壓油缸增壓閥6與頂壓油缸2高壓進(jìn)油ロ之間的連接管道上依次連接有油壓傳感器S2和油壓電接點(diǎn)壓カ表16，氣驅(qū)高壓油泵3進(jìn)氣ロ通過氣驅(qū)高壓油泵控制閥7連接氣源組件21。氣驅(qū)高壓水泵4高壓出水ロ通過手動左、右加壓閥19、20連接閥門左、右進(jìn)出水ロ，氣驅(qū)高壓水泵4高壓出水ロ連接有水壓傳感器SI和高壓水電接點(diǎn)壓カ表17，手動左、右加壓閥19、20與閥門左、右進(jìn)出水ロ連接的管道上分別連接有閥門內(nèi)腔左、右卸荷閥12、13及閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥10、11。低壓水泵5出水ロ通過單向閥連接閥門左、右進(jìn)水口，低壓水泵5出水ロ處設(shè)有低壓水電接點(diǎn)壓カ表18。閥門左、右進(jìn)出水ロ與閥門內(nèi)腔左、右卸荷閥12、13連接的管道上還連接有檢漏裝置22。
[0015]如圖3所示，在“伺服控制系統(tǒng)”的控制下，使得閥門在檢測過程中能實現(xiàn):
(1)閥門試驗前，對閥門進(jìn)行試驗介質(zhì)(水)加壓和頂壓油缸加注液壓油時，控制系統(tǒng)自動控制試驗介質(zhì)(水)和液壓油的同時加注，且能實現(xiàn):K1 F2 / Fl K2 ；
(2)控制系統(tǒng)自動控制試驗介質(zhì)(水)加壓的壓カ值，當(dāng)試驗介質(zhì)(水)加壓的壓カ值達(dá)到要求值時自動停止加壓；
(3)閥門試驗完成后，泄放閥門試驗介質(zhì)(水)和泄放頂壓油缸的液壓油時，控制系統(tǒng)自動控制試驗介質(zhì)(水)和液壓油的同時泄放，且能實現(xiàn):K1 < F2 / Fl < K2。
[0016]注:F1 =閥門內(nèi)腔試驗高壓水對外的總推力；
F2 =油缸對盲板的頂壓カ；
Kl:F2/F1比值的下限(1.05，數(shù)值可調(diào)，有密鑰權(quán)限控制)；
K2:F2/F1比值的上限(1.08，數(shù)值可調(diào)，有密鑰權(quán)限控制)。
[0017]上述的“伺服控制系統(tǒng)”的功能，見圖2:
本發(fā)明的工作過程為:(見圖3、圖5和圖6)
在觸摸屏上輸入被測閥門的相關(guān)參數(shù)，將操作開關(guān)SA20，將控制狀態(tài)設(shè)置為“自動”，線號305得電24VDC，將被測閥門裝夾到位，操作按鈕SB10，啟動低壓水泵5，向被測閥門I內(nèi)腔注滿水，在觸摸屏上啟動“伺服控制系統(tǒng)”，此后系統(tǒng)進(jìn)行如下的自動控制:
根據(jù)被測閥門I的公稱直徑、由水壓傳感器SI實時采集的水壓值P1，自動計算出閥門內(nèi)腔試驗高壓水對外的實時總推力Fl ;根據(jù)設(shè)備頂壓油缸的內(nèi)徑、由油壓傳感器S2實時采集的油壓值P2，自動計算出頂壓油缸對盲板的實時頂壓カF2 ;同時還計算出比值F2 / Fl ；比較比值F2 / Fl與K1、K2的差值，進(jìn)行以下邏輯控制(見圖3):
(I)若Pl =被測閥門I測試要求的水壓值PO，此時被測閥門I內(nèi)腔的水壓值已經(jīng)加壓到要求的壓カ值，PLC可編程控制器(以下簡稱PLC)發(fā)出指令信號:
1.1.線號305與線號225斷開，繼電器KA15失電，電磁鐵YA25、YA26失電，氣驅(qū)高壓油泵3停止，油壓停止加壓；` 1.2.線號305與線號141斷開，電磁鐵YA20失電，氣驅(qū)高壓水泵4停止，水壓停止加
壓；1.3.“伺服控制系統(tǒng)”停止；
(2)若F2/F1≥K2，此時油缸頂壓力過大，PLC發(fā)出指令信號:
2.1.線號305與線號225斷開，繼電器KA15失電，電磁鐵YA25、YA26失電，氣驅(qū)高壓油泵3停止，油壓停止加壓；
2.2.線號305與線號141連通，電磁鐵YA20得電，氣驅(qū)高壓水泵4工作，水壓繼續(xù)加
壓；
(3)若F2/F1く K2，此時油缸頂壓カ過小，PLC發(fā)出指令信號:
3.1.線號305與線號225連通，繼電器KA15得電，電磁鐵YA25、YA26得電，氣驅(qū)高壓油泵3工作，油壓繼續(xù)加壓；
3.2.線號305與線號141斷開，電磁鐵YA20失電，氣驅(qū)高壓水泵4停止，水壓停止加
壓；
(4)若Kl< F2/F1 < K2，此時油缸頂壓力合適，PLC發(fā)出指令信號:
4.1.線號305與線號225連通，繼電器KA15得電，電磁鐵YA25、YA26得電，氣驅(qū)高壓油泵3工作，油壓繼續(xù)加壓；
4.2.線號305與線號141連通，電磁鐵YA20得電，氣驅(qū)高壓水泵4工作，水壓繼續(xù)加
壓；
“伺服控制系統(tǒng)”在動態(tài)中進(jìn)行上述的邏輯自動控制，能確?！坝透讓γぐ宓捻攭亥獸2”與“閥門內(nèi)腔試驗高壓水對外的總推力F1”的比值F2 / F1，控制在Kl-K2(1.05-1.08)之間，使得作用在被 測閥門上的“凈壓力”小到可以忽略不計，解決了“焊接連接”型式閥門檢測時的ー個難題。
【權(quán)利要求】
1.ー種液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，包括觸摸屏電腦、PLC可編程控制器、壓カ傳感器、液壓系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、氣驅(qū)高壓油泵(3)、低壓水泵(5)、氣驅(qū)高壓水泵(4)、頂壓油缸(2)、頂壓油缸增壓閥(6)、卸壓閥、控制閥以及エ控組態(tài)軟件，其特征在于:所述PLC可編程控制器接受水壓傳感器(SI)實時采集的水壓值Pl的數(shù)據(jù)信號和油壓傳感器(S2)實時采集的油壓值P2的數(shù)據(jù)信號，PLC可編程控制器根據(jù)被測閥門的通徑和采集的水壓值Pl，自動計算出被測閥門內(nèi)腔高壓水的總推力Fl和根據(jù)頂壓油缸的缸徑和采集的頂壓油缸的油壓值P2，自動計算出頂壓油缸的總頂カF2; PLC可編程控制器輸出按照水壓值P1、F2 /Fl的比值與系統(tǒng)設(shè)定的測試要求水壓值P0、K1、K2的差值進(jìn)行邏輯控制的信號給氣驅(qū)高壓水泵控制閥(9)、氣驅(qū)高壓油泵控制閥(7)、頂壓油缸增壓閥(6)、頂壓油缸卸壓閥(8)、閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥(10、11)，用于閥門試驗前，通過氣驅(qū)高壓水泵控制閥(9)、氣驅(qū)高壓油泵控制閥(7)和頂壓油缸增壓閥(6)控制被測閥門(I)同時加注試驗水介質(zhì)和液壓油，并加壓，實現(xiàn):K1<F2 / Fl <K2，當(dāng)試驗水介質(zhì)加壓的水壓值Pl達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的測試要求水壓值PO時停止加壓；被測閥門試驗完成后，通過頂壓油缸卸壓閥(8)和閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥(10、11)控制試驗水介質(zhì)和液壓油的同時泄放，實現(xiàn):K1 ≤F2 / Fl ≤K2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述氣驅(qū)高壓油泵(3)高壓出油ロ通過頂壓油缸增壓閥(6)連接頂壓油缸(2)高壓進(jìn)油ロ，頂壓油缸增壓閥(6 )與頂壓油缸(2 )高壓進(jìn)油ロ之間的連接管道上依次連接有油壓傳感器(S2 )和油壓電接點(diǎn)壓カ表(16)，氣驅(qū)高壓油泵(3)進(jìn)氣ロ通過氣驅(qū)高壓油泵控制閥(7)連接氣源組件(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述氣驅(qū)高壓水泵(4 )高壓出水ロ通過手動左、右加壓閥(19、20 )連接閥門左、右進(jìn)出水ロ，氣驅(qū)高壓水泵(4)高壓出水ロ連接有水壓傳感器(SI)和高壓水電接點(diǎn)壓カ表(17)，手動左、右加壓閥(19、20)與閥門左、右進(jìn)出水ロ連接的管道上分別連接有閥門內(nèi)腔左、右卸荷閥(12、13)及閥門內(nèi)腔左、右卸荷控制閥(10、11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述低壓水泵(5)出水ロ通過單向閥連接閥門左、右進(jìn)水口，低壓水泵(5)出水ロ處設(shè)有低壓水電接點(diǎn)壓カ表(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓頂壓式閥門試驗臺伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述閥門左、右進(jìn)出水口與閥門內(nèi)腔左、右卸荷閥(12、13)連接的管道上還連接有檢漏裝置(22)。
【文檔編號】G01M3/02GK103439103SQ201310399881
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】吳建品, 胡增洪 申請人:上海增欣機(jī)電設(shè)備制造有限公司