16MN快锻液压机控制系统研究
蓄能器在16MN液压机快锻回程上的应用
蓄能器在16MN液压机快锻回程上的应用摘要传统的快锻液压机在快锻过程中，只有13%不到的能量转换成使金属发生塑性变形所需的功，而更多的能量则在液压系统各个阀的节流上被消耗掉。
为了解决快锻液压机的这种功率严重浪费的问题，人们研究并设计出一种在液压机快锻回程上采用蓄能器的新型方案。
该方案的实施，既满足液压机快锻的要求，又达到了快锻节能的效果。
关键词蓄能器；16MN快锻液压机；回程；电液比例插装阀伴随现代工业化的飞速发展，人们对自由锻件的锻造速度及锻造精度要求也越来越高。
然而传统的液压机在快锻过程中，有74.4%的能量均在液压系统各个阀的节流上被消耗掉。
由此，人们研究出一种采用蓄能器节能的新型快锻回路，从而在满足系统动静态特性的同时，还能最大程度地减少系统的能量损耗。
1 蓄能器及16MN快锻液压机的简单介绍1）蓄能器的基本概念。
蓄能器是一种应用在液压气动系统中储蓄能量的装置，其能够在合适的情况下将系统中的能量转化为位能或者压缩能，并在系统需要时再将压缩能重新供给系统。
依据加载方式的不同，可以蓄能器分成气体式蓄能器、弹簧式蓄能器以及重锤式蓄能器三种；2）蓄能器的功能作用。
蓄能器主要用来补充吸收液压冲击、消除脉动、回收能量及储存能量等。
通常情况下，蓄能器一方面可以作为补充液压泵流量不足的工具，即液压系统低速运动时，液压泵会将载荷所需的多余流量储蓄在蓄能器中，并当载荷所需流量增加时，再将蓄能器中储蓄的液体释放出来，从而达到补充液压泵流量不足的作用；3）16MN快锻液压机的简单介绍。
快锻液压机组包括锻造液压机、操作机以及移动站库等几部分，由上横梁、工作台、主缸、滑块、导柱等构件连接组成，通常采用计算机进行控制，主要实现包括对锻件的快速下压和活塞杆的回程等功能。
2 在16MN液压机快锻回路中应用蓄能器1）在液压机快锻回路中应用蓄能器的工作原理。
快锻回路是完成行程在30mm内、保证锻件变形量不超过5mm的快下、压下和返程的工艺过程。
快速锻造液压机电液控制系统
腔 ， 动 控制 活塞 下行 或上行 ； 控制 活塞 下 行或 上 推 当
收 稿 日期 ：０ ９ １— ３ ２０ — ０ ０
作者简介 ： 国梁（９ ４ ， ， 李 １７ 一）男 工程 师， 从事液压 系统设计
文 章 编 号 ： ６ ２ ０ ２ （０ ００１ ０ ６ — ４ １ ７ — １ １２ １ ） — ０ ８ ０
－
进油
图 １ 典 型功率放 大回路 和卸压 回路
行 时 ， 带 动 主 插 将
件 随 动 上 行 或 下 行 。主插 件随 动上
行 或 下 行 非 常 灵
稳 、 靠 ， 冲击 和振动 。 可 无
２ 控 制 系统 的结构 特点
活 ， 本 与 控 制 活 基 塞 的 动 作 保 持 一
关 键词 ： 体 传 动 与控制 ； 液控 制 ； 压机 液 电 液 中图分 类号 ： ＴＧ３ ５４ １ ．
１ 前 言
文献标 识码 ： Ｂ
快 速锻 造液 压机 主要 用 于对各 种碳 素 钢 、合金
钢 等 材 料 在 热 态 下 进 行 自由 锻 造 ，可 满 足 各 类 锻 件 的锻造 工艺需 要 。 速锻 造液 压机 电液控制 系 统 ， 快 集
上 的 位 移 传 感 器 来 检 测 阀芯 位 移 ， 并 将 位 移 信 号 反 馈 到比例放大器 ，
形 成 对 阀 芯 位 移 的 闭 环 控 制 。控 制 频 率 可 达 ２ ～ ０
５０Ｈ ｚ。
（ 使 用 了 自主研 发 的专 用 小 闭 环控 制器 和 线 ３）
性 位 移 采 集 卡 的 典 型 电 气 设 计 ，实 现 快 速 锻 造 液 压 机 “ 整 、 动 、 自动 、 自动 ” 可 选 择 的 多 项 工 调 手 半 全 等 艺动 作 ， 满足 快锻 次数 和快 锻精 度 的要求 。 并 ２ １ 典 型 功 率 放 大 回 路 和 卸 压 回 路 （ １ ． 图 ）
浅析快速锻造压机液压系统及控制系统
- 44 -工 业 技 术０ 引言随着社会经济、工业生产技术不断发展的大环境下，传统锻造压机系统效率低、能耗高和精度不足等缺点逐步暴露出来，很大程度上制约了现代工业的发展。
随着自动化控制技术的快速发展，快速锻造压机的液压系统和控制系统的实用性与可靠性得到了大幅度升级。
因此，针对快速锻造压机液压系统及控制系统的构造、技术原理、应用要点进行分析，十分有必要。
１ 快速锻造液压机的构成快速锻造压机是一种在当今工业生产领域中应用率比较高的设备，主要是新材料制备、关键零件锻造的生产任务。
该设备是一个复杂的电子机械系统，涉及多种技术、系统、元件的应用。
总体来说，快速锻造液压机的基本构成包括4个。
1）主机系统部分，主要有主机、工作台、上砧快换系统等，该部分主要承担核心锻造工艺任务，包括拔长、镦粗等。
2）液压控制系统，是为系统提供液压控制动力的核心系统。
3）锻压操作系统，通过该系统可以完成锻造机械化、自动化，是促进系统升级的关键。
4）电气系统，主要是提供电力、对电气机组进行控制，收集信息数据的主要系统[1]。
２ 液压系统工作原理在锻造生产活动当中，快速锻造压机的运行有普通锻造和快速锻造两种工况。
其中，普通锻造工况下，系统压力数值是25 MPa，主缸输出力和回程力分别为20 MN 与1 MN，而锻造频次约为40 min/次~45 min/次。
在快速工况下，电机功率达到250 kW，而锻造频率约为80 min/次~85 min/次。
接下来，对快速锻造压机的液压系统主要原理及特点进行分析。
２．１ 普通锻造通常情况下快速锻造压机的生产运行都出于普通锻造工况，此时5号电磁阀通电，系统运行进而在相关区域产生压力。
当9号比例溢流阀通电时，系统锻造压力生成。
当6号比例阀通电，压力油由液压泵输出，通过主管道、7号阀门进入主缸。
当18号电磁阀通电，同时系统中16号及17号插装阀启动，回升缸和油箱接通。
然后，系统活动梁向下运动，同时冲液阀启动，为主缸补充液体。
16MN快速锻造液压机组液压系统故障诊断
16MN快速锻造液压系统主要包含主泵系统、供油系统、辅助系统以及高压系统等。
各子系统在运行过程中会出现速度不稳、压力过大、执行机构无法正常工作、控制部分产生误操作等故障模式，影响液压机组的正常运行。
因此，如何结合液压机组液压系统的常见问题对故障点进行日常维护，从而降低机组整体故障率，是目前急需解决的重要问题。
1 常见液压系统故障分析、诊断和处理方法笔者结合自身的工作经验，发现16MN快速液压锻造机组在运行过程中常见的故障模式主要有以下四种。
1.1 主系统压力不稳定由于在运行过程中，主泵的泄压阀运行出现问题，导致卸载分配器出现泄压或者溢流现象，压力运行不稳定。
如果在运行过程中出现主泵压力无法上调至目标位置的现象，则需要检查溢流阀，拆解溢流阀中的盖板，对插装阀进行及时研配修理、清理。
如果出现损坏，则应及时更换。
1.2 充液罐工作液位不稳定对于液压机组充液罐产生的故障，主要是由于液位开关在运行中发生感应信号故障，导致误发信号或者不发信号，循环阀出现运行故障，无法实现压力调整，导致充液罐压力增加。
此时，首先应检查控制开关感应发讯情况是否正常运行，不正常时应检查液位开关是否损坏或者控制开关是否虚接等。
其次，检查循环阀是否能够正常工作，检查阀杯与阀芯之间之间的通道运转是否顺畅、检查上下两道密封是否存在损坏等，如果出现磨损。
可以采用抛光或者使用煤油进行清洗的方式进行处理。
最后，调整供液泵泵头阀的压力。
1.3 压机加压存在故障对于液压机组而言，由于主缸进液阀没有开启、卸载分配器中的底部密封损坏或者充液阀受阻等将导致加压存在故障模式，此时应第一时间检查主缸进液阀是否已经打开。
如果确认开启，检查电磁阀是否带电，阀杯与阀芯之间是否因为异物而存在拉伤现象导致主阀卡死等。
卸载分配器上的卸载阀按照加压位置进行判断，检查各个阀门是否带电，逐个解决线路故障，出现密封问题及时进行更换。
1.4 压机回程不稳定对于压机回程出现的问题，一般是由于泵头不上压、卸载阀上存在憋压问题或是回程排液阀存在泄压现象等。
10MN／16MN数控高性能拉深液压机液压系统研究
10MN／16MN数控高性能拉深液压机液压系统研究章节一：引言1.1 高性能拉深液压机的意义1.2 液压系统在高性能拉深液压机中的重要性1.3 研究现状及意义章节二：高性能拉深液压机的液压系统组成2.1 液压缸2.2 液压泵2.3 油箱及油路系统2.4 液压系统控制单元章节三：液压系统参数设计3.1 工作压力的确定3.2 液压缸的设计3.3 液压泵的设计3.4 油路系统的设计3.5 液压系统控制单元的设计章节四：液压系统性能测试与优化4.1 压力试验4.2 流量试验4.3 效率试验4.4 热平衡试验4.5 优化试验章节五：结论5.1 液压系统设计的实现5.2 成果及展望5.3 工程应用前景注：MN为兆牛，是描述数控高性能拉深液压机液压系统的压力单位，1MN等于1百万牛顿。
第一章引言1.1 高性能拉深液压机的意义随着工业的不断发展，液压系统作为现代工业机械设备的重要组成部分，越来越受到人们的重视。
在生产过程中，液压系统具有稳定性好、反应速度快、功率密度大等优点，因此广泛应用于机床、汽车、工程机械、船舶、飞机等领域。
高性能拉深液压机是一种用于金属成型加工的机床，液压系统是其关键组成部分。
高性能拉深液压机一般分为10MN和16MN两种规格，可以满足各种高精度、高效率金属拉深成形工艺的要求，广泛应用于汽车、摩托车、高速铁路、重型机械等行业，对提高产品的质量和生产效率起到了至关重要的作用。
1.2 液压系统在高性能拉深液压机中的重要性高性能拉深液压机的液压系统能够提供稳定的压力和流量，并实现高效的控制，对保证整个成形加工过程的质量起到至关重要的作用。
液压系统的优秀性能和可靠性对于高性能拉深液压机的稳定运行和生产效率的提升有着重要的影响。
高性能拉深液压机的液压系统制动力的处理，需要精心设计、合理应用和优化调试。
液压系统的设计包括选型、布置和调试等方面，而此设计的质量和完备性对于高性能拉深液压机的性能和寿命有着重要的影响。
浅析快速锻造压机液压系统及控制系统
浅析快速锻造压机液压系统及控制系统在关键零件锻造和新材料制备方面，因为大量的应用了锻造液压机，极大的提升了工作效率，但是，随着时代的发展与进步，一些先进的技术不断被应用到了锻造液压机控制系统中，进而出现了快速的锻造液压机控制系统给，在提升工作效率和工作速度的过程中都发挥着重要的作用，为了能够使更多的单位掌握此项技术，因此，文章通过下文对快速锻造液压机液压控制系统的有关内容进行了分析与阐述，进而为有关操作人员以及相关单位在工作中提供一定的借鉴作用。
标签：快速锻造；液压机；液压系统传统锻造液压机因为锻造精度差、能耗高、速度低的缺陷，无法适应当前技术发展的需要，因此，将快速锻造液压机液压控制系统制作做出来是非常必要的，所以，对于这方面的内容，我们需要高度的重视起来，以促进生产的发展，满足社会发展的需要。
1 快速锻造液压机的构成主要有这样几个部分一同构成了快速锻造液压机：（1）主机机械设备。
主要为：主机、上砧快换装置、横向移砧装置、移动工作台。
在工作台的下砧上完成锻造，将上砧用主机带动起来，然后完成拔长和镦粗处理。
（2）液压控制系统。
主要为主机提供可靠的液压控制动力源。
（3）锻压操作设备。
是实现锻造机械化与自动化的重要设备，在锻造的过程中，用于夹持锻件来配合主机完成锻造工艺。
完成工件输送、翻转和取出等动作。
（4）电气控制系统。
主要负责机组的取电和电机启停，以及整个机组的控制、信息采集等工作。
2 系统的构成分析快锻压机液压系统主要包括以下部分：低压供液系统、主泵系统、高压系统、辅助系统等。
低压供液系统是主要作用是给主泵和辅助系统提供清洁的液压油，保证主泵和辅助泵的正常工作，并能在压机快速下降过程中为主缸供液，以消除压机快降过程中主泵供液不足，防止主缸内产生负压。
主泵系统是给压机主控阀站提供高压油，主要由：主泵装置泵卸载分配器等构成。
高压系统是压机动作的控制中心，是液压系统的核心机构。
由于锻造速度快、频次高是快速锻造液压机组的主要特征，所以在短行程内能够完成多次锻造，液压系统的控制要求在快速锻造液压机中要求较高。
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》范文
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，阀控油压机作为现代制造业中的关键设备，其运行效率和能耗问题越来越受到人们的关注。
在快锻液压系统中，阀控油压机通过控制液压力来实现锻造过程，但由于系统内部的复杂性和摩擦损耗，往往伴随着较高的能耗。
因此，对阀控油压机快锻液压系统的能耗机理及节能控制进行研究，对提高设备的运行效率和节约能源具有重要意义。
二、阀控油压机快锻液压系统能耗机理1. 液压泵能耗液压泵是阀控油压机快锻液压系统的核心部件，其能耗主要来自于泵的输出功率与实际需求功率之间的差异。
当系统负载变化时，如果泵的输出功率过大，会导致能量浪费。
2. 液压阀能耗液压阀在系统中起到控制液压油流向和压力的作用。
然而，由于液压阀的开启和关闭过程中存在摩擦损耗和液阻，会导致能量损失。
此外，液压阀的控制精度和响应速度也会影响系统的能耗。
3. 液压管路能耗液压管路是连接液压泵和液压缸的重要部分，由于管路内部存在流体阻力和泄漏，会导致能量损失。
此外，管路的布置和长度也会影响系统的能耗。
三、节能控制研究1. 优化液压泵控制策略通过采用变频技术和智能控制算法，实现对液压泵的输出功率进行实时调节，使其与系统负载相匹配，从而降低能耗。
此外，还可以采用节能型液压泵，如磁驱动液压泵等，进一步提高能效。
2. 改进液压阀控制精度和响应速度通过对液压阀的结构进行优化设计，提高其控制精度和响应速度，减少摩擦损耗和液阻，从而降低能耗。
此外，采用先进的控制算法对液压阀进行控制，也可以提高系统的能效。
3. 优化液压管路设计通过优化液压管路的布置和长度，减少流体阻力和泄漏，降低管路能耗。
同时，采用高强度、低粗糙度的管材和密封材料，提高管路的能效。
4. 引入再生能源技术在阀控油压机快锻液压系统中引入再生能源技术，如太阳能、风能等，利用这些可再生能源为系统提供辅助能源，降低对传统能源的依赖，从而实现节能减排。
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》范文
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，阀控油压机在制造业中扮演着越来越重要的角色。
然而，快锻液压系统在运行过程中往往伴随着较高的能耗，这不仅增加了企业的运营成本，还对环境造成了一定的压力。
因此，研究阀控油压机快锻液压系统的能耗机理及节能控制方法，对于提高设备的能效、降低企业成本、实现绿色制造具有重要意义。
本文将针对这一问题展开深入研究。
二、阀控油压机快锻液压系统能耗机理阀控油压机快锻液压系统的能耗主要来源于以下几个方面：1. 液压泵的能耗：液压泵是快锻液压系统的动力源，其能耗主要来自于泵的运转过程中的摩擦损失、容积损失和机械损失。
2. 阀门的能耗：阀门在液压系统中起到控制流体流向、压力和流量的作用，但阀门在开关过程中会产生能量损失，主要包括压力损失和流量损失。
3. 执行机构的能耗：执行机构是液压系统的负载部分，其能耗主要来自于运动过程中的摩擦和惯性。
4. 系统泄漏：液压系统中的泄漏现象会导致能量损失，尤其是高压区域的泄漏，会使得系统效率大大降低。
三、节能控制方法研究针对阀控油压机快锻液压系统的能耗问题，本文提出以下节能控制方法：1. 优化液压泵的设计与选型：通过改进液压泵的设计，降低其运转过程中的摩擦损失和容积损失，同时根据实际工况选择合适的液压泵，以提高系统效率。
2. 智能阀门控制：采用先进的传感器技术和智能控制算法，实现对阀门的精确控制，减少阀门开关过程中的能量损失。
3. 执行机构优化：通过优化执行机构的结构和材料，降低其运动过程中的摩擦和惯性，提高执行效率。
4. 泄漏检测与补偿技术：采用先进的泄漏检测技术，实时监测液压系统的泄漏情况，并通过补偿技术减少泄漏对系统效率的影响。
5. 能量回收技术：通过安装能量回收装置，将系统中的余热和余压进行回收利用，提高能量的利用率。
四、实验与分析为了验证上述节能控制方法的有效性，本文进行了实验分析。
实验结果表明，通过优化液压泵的设计与选型、智能阀门控制、执行机构优化、泄漏检测与补偿技术以及能量回收技术的应用，阀控油压机快锻液压系统的能耗得到了显著降低。
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》篇一一、引言阀控油压机作为一种常见的金属成型设备，其高效性和稳定性对生产效率和产品质量有着重大影响。
而快锻液压系统是其中的核心部分，直接决定了设备的运行性能。
然而，在长时间的使用过程中，快锻液压系统的高能耗问题也日渐突出，给企业带来了较高的能源成本。
因此，对阀控油压机快锻液压系统的能耗机理及节能控制进行研究具有重要的实际意义。
本文将围绕这一主题展开研究，旨在分析能耗机理，提出有效的节能控制策略。
二、阀控油压机快锻液压系统能耗机理阀控油压机快锻液压系统的能耗主要来源于液压泵的驱动能耗、液压阀的能量损失以及系统内部的摩擦损失等。
其中，液压泵是系统的主要能耗部分，其工作效率直接影响到整个系统的能耗。
液压阀的能量损失主要是由于阀的开启和关闭过程中产生的压力差和流量损失。
此外，系统内部的摩擦损失也是不可忽视的一部分，主要来自于液压缸、管道等部件的摩擦。
三、节能控制策略研究针对阀控油压机快锻液压系统的能耗问题，本文提出以下节能控制策略：1. 优化液压泵的设计与选型通过对液压泵的设计进行优化，提高其工作效率。
同时，根据实际工作需求，合理选择液压泵的型号和规格，避免过大或过小的泵导致能源浪费。
2. 智能控制阀的开启与关闭通过引入智能控制技术，实现对液压阀的精确控制。
当系统压力或流量发生变化时，智能控制系统能够及时调整阀的开启与关闭状态，减少压力差和流量损失。
3. 减少系统内部摩擦损失通过改进液压缸、管道等部件的材料和结构，降低系统内部的摩擦损失。
此外，定期对系统进行维护和保养，确保各部件的正常运行，减少能源消耗。
4. 引入节能型辅助设备在系统中引入节能型辅助设备，如冷却系统、润滑系统等，通过优化这些辅助设备的运行方式，降低整个系统的能耗。
四、实验与分析为了验证上述节能控制策略的有效性，我们进行了实验分析。
实验结果表明，通过优化液压泵的设计与选型、智能控制阀的开启与关闭以及引入节能型辅助设备等措施，阀控油压机快锻液压系统的能耗得到了显著降低。
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》范文
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》篇一一、引言阀控油压机作为一种广泛应用于制造和工艺行业的重要设备，其快速锻造液压系统的能耗问题已经成为制约其进一步发展的关键因素。
随着工业技术的不断进步和能源资源的日益紧张，对阀控油压机快锻液压系统的能耗机理进行深入研究，并探索有效的节能控制策略，对于提高设备的能效、降低生产成本、促进可持续发展具有重要意义。
二、阀控油压机快锻液压系统能耗机理阀控油压机的快锻液压系统主要包括泵站、阀组、执行机构等部分，其能耗机理主要包括以下几个方面：1. 泵站能耗：泵站是液压系统的动力源，其能耗主要来自于泵的输出功率与实际需求的匹配问题。
当泵的输出功率大于实际需求时，会产生多余的能量损失。
2. 阀组能耗：阀组是液压系统中的关键控制元件，负责调节和分配液压能。
然而，由于阀组的复杂性和多级控制，容易产生压力损失和热量损失，从而导致能耗增加。
3. 执行机构能耗：执行机构是液压系统的动力输出部分，其能耗主要来自于运动过程中的摩擦和阻力。
此外，执行机构的运动速度和加速度也会影响能耗。
三、节能控制策略研究针对阀控油压机快锻液压系统的能耗问题，本文提出以下节能控制策略：1. 优化泵站设计：通过合理选择泵的型号和规格，使其输出功率与实际需求相匹配，减少多余能量损失。
此外，采用变频技术调节泵的转速，实现压力和流量的灵活控制。
2. 智能阀组控制：通过引入智能控制算法，实现对阀组的高效控制。
例如，采用模糊控制、神经网络控制等先进控制方法，根据实际工况调整阀组的开度和压力，以降低压力损失和热量损失。
3. 执行机构优化：通过改进执行机构的材料和结构，降低运动过程中的摩擦和阻力。
同时，采用先进的运动控制算法，优化执行机构的运动速度和加速度，提高能效。
4. 能量回收利用：通过在液压系统中引入能量回收装置，将系统中的多余能量进行回收和再利用。
例如，采用液压蓄能器将多余的能量储存起来，当系统需要时再释放出来。
16MN快速锻造机液压油缸故障分析与修复探析
16MN快速锻造机液压油缸故障分析与修复探析摘要：在16MN快速锻造机运行过程中，液压油缸是其中的关键部分，但是快速锻造机液压油缸的使用维护工作比较复杂，并且故障诊断难度也相对较大。
为了确保快速锻造机正常安全运行，需要重视液压油缸故障分析和修复工作。
在本次分析过程中，在了解液压油缸常见故障原因后，对16MN快速锻造机液压油缸常见故障类型以及修复方法进行了探讨。
同时根据液压油缸的运行情况制定了保障液压油缸正常发挥作用的策略。
关键词：16MN快速锻造机；液压油缸；故障分析；修复方法前言16MN快速锻造机液压油缸作为液压系统的重要部件，运行过程中可能会出现压力过大、油缸运行异常情况等故障模式。
这会对液压机组的正常运行产生直接影响。
因此，需要对16MN快速锻造机液压油缸的实际故障情况进行深入分析。
同时利用科学有效的修复方法降低液压油缸出现故障的可能性。
116MN快速锻造机结构组成与故障原因16MN快速锻造液压机组的主机组成包括机架、工作缸、回程缸、导向装置、润滑装置、锻造工具、活动部分及其他辅助装置。
其中辅助装置需要根据快速锻造液压机的具体应用需求进行设置。
在锻造机液压机组运行过程中，锻造工艺要求决定液压机主机结构形式。
因为液压机不同可以完成不同的工艺锻造需求，因此，在对液压机进行应用时，需要从液压机组的组成方式出发对不同类型液压机形式全面了解。
目前，比较常见的整体框架双柱下拉式、预应力组合框架双柱上压式、梁柱组合框架缸动式、钢丝缠绕预应力组合框架式等。
在本次研究中，需要针对下拉式快速锻造液压机组主机的运行概况进行分析，了解液压机组的运行故障以及修复方法。
下拉式快速锻造液压机组结构包括机架、固定梁工作缸、回程缸、导向装置、锻造工具、行程检测装置、润滑系统组成，同时还搭配移动工作台、横向移砧装置等部件。
在研究中需要对快速锻造机运行中的故障原因分析。
1.1设备安装原因如果在设备安装过程中，安装人员对紧固螺栓、螺母未进行防松动处理，会导致液压油缸在长时间运行后受震动影响，固定螺丝松动，会降低液压油缸的稳定性以及牢固性，甚至可能会导致能快速锻造机架单方向倾斜，使快速锻造机无法正常运行[1]。
锻造操作机液压控制系统设计
锻造操作机液压控制系统设计1. 绪论a. 选题背景和意义b. 国内外研究现状c. 研究内容和研究方法2. 锻造操作机液压控制系统设计的原理和技术分析a. 锻造操作机的工艺流程b. 液压系统的原理和组成c. 液压控制系统设计的技术分析3. 液压控制系统的设计过程a. 液压控制系统的总体设计b. 液压系统液压源和传动元件的设计c. 液压系统控制阀的选型与组合d. 电气控制系统的设计4. 液压控制系统的测试与验证a. 液压系统的主要性能指标测试b. 液压控制系统的性能测试c. 液压控制系统的故障诊断与排除5. 结论与展望a. 取得的成果和创新点b. 工作的不足和改进方向c. 未来的研究方向和展望第1章：绪论1.1 选题背景和意义随着现代工业生产的不断发展，液压控制技术已成为工业自动化和机械传动领域中不可或缺的重要技术。
锻造操作机作为机械加工领域中的重要设备之一，它的使用范围日益广泛。
由于锻造作业需要快速、高效、准确地完成，因此对于液压控制系统的要求也越来越高。
针对这种需求，本文设计一套自动化液压控制系统，以提高锻造机械加工的效率和质量。
1.2 国内外研究现状目前，国内外研究和应用液压控制技术的范围已非常广泛。
针对液压控制技术在机械加工领域的应用研究，国内外专家学者进行了大量研究，提出了一系列液压控制系统的理论和技术，应用于实际生产中。
如国外学者 Johanan Kurtzberg 和 Nir Arazi，提出了一种新型的液压系统，可以用于锻造操作机中。
该系统采用了高压电缆代替传统的皮带或链条传动，具有可靠性高、噪音小、维护方便等优点。
国内用于锻压设备控制的液压系统，主要采用伺服液压控制技术。
伺服液压控制技术是传统液压控制技术的一个重要分支，其主要特点是能实现高精度控制和动态响应。
1.3 研究内容和研究方法本文旨在研究一套适用于锻造操作机的液压控制系统，主要包括以下内容：（1）对锻造操作机的工艺流程进行研究，为液压控制系统的设计提供理论基础。
快锻机插装阀液压系统的测试与分析
快锻机插装阀液压系统的测试与分析摘要：快锻机是锻造坯料生产中必不可少的关键性设备，其整体性能、高效运转、功能作用发挥等都和液压系统有直接关系。
因此，本文从不同角度入手客观探讨了快锻机插装阀液压系统的测试，分析了测试结果、相关性能，在有效测试、深入分析过程中全面了解液压系统性能、运行特点等，优化调试、检修、维护等环节，控制各类故障发生的同时促使快锻机高效运转。
关键词：快锻机；插装阀液压系统；测试；分析随着科技深化发展，现代化技术不断应用到快锻机，优势作用日渐多样化，智能控制、实时监测等[1]，在实现自由锻生产快速化以及精密化方面起到重要作用。
与此同时，系统测试以及分析是快锻机实际应用中的关键点，要在联系实际基础上巧用可行的测试方法、测试手段，快速、精准测试的同时全面、深入、细化剖析测试结果，对快锻机主要参数进行合理化调控，投产后处于最佳运行状态的同时发挥最大化效能，顺利提高生产效率以及效益。
一、快锻机概述快锻机是快速锻造液压机的简称，主要因为其锻压的速度和汽锤的液压机接近。
快锻机大都采用的是双柱或者四柱下拉式结构[2]，有着较高的行程次数，通常情况下，每分钟80到120次，有着较快的行程速度，每秒60到120毫米，压力为500到3000吨。
快锻机液压系统运行中各个部件动作灵敏而迅速，利用计算机设备，让快锻机、操作机二者相互作用，实现连锁操纵，动态控制横梁的行程、压下量以及锻件步长、尺寸、转角的精度，自动实现一系列辅助动作，加快生产速度同时坯料尺寸也有着特别高的精度，即±1到2毫米。
相应地，下面是2000吨下拉式高效率快锻机主要运行参数情况。
二、快锻机插装阀液压系统的测试和分析以“2000吨下拉式高效率快锻机”为例，在把握结构特点、关键性运行参数等过程中，多层次探讨该快锻机插装阀液压系统测试，细化分析系统测试结果。
1、快锻机插装阀液压系统测试高压力、大流量等是该快锻机插装阀液压系统呈现的主要特点，加上全液压传动，对应用其中的插装阀有一定的要求，采用的是三级控制液压插装阀[3]。
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》篇一一、引言阀控油压机作为一种常见的金属成型设备，其高效性和稳定性对生产效率和产品质量有着重大影响。
而快锻液压系统是其中的核心部分，其能耗问题也日益受到关注。
本文旨在深入探讨阀控油压机快锻液压系统的能耗机理，以及进行节能控制的研究，以期为实际生产中的节能减排提供理论支持。
二、阀控油压机快锻液压系统能耗机理1. 系统结构与工作原理阀控油压机快锻液压系统主要由液压泵、执行机构、控制阀等部分组成。
在系统工作过程中，液压泵将机械能转化为液压能，通过控制阀调节液压油的流向和压力，驱动执行机构完成快速锻造任务。
2. 能耗来源与影响因素(1) 液压泵能耗：液压泵的能耗主要来自于机械能转换为液压能过程中的能量损失。
影响因素包括泵的转速、压力和效率等。
(2) 控制阀能耗：控制阀在调节液压油流向和压力时，会产生能量损失。
主要影响因素包括阀的开关频率、阀口开度、油液流动的摩擦阻力等。
(3) 泄漏能耗：由于液压系统的密封性能不良或长期使用导致密封件磨损，造成液压油泄漏，增加了系统能耗。
三、节能控制研究1. 优化液压泵控制策略通过对液压泵的控制策略进行优化，实现系统在高效能工作状态下运行。
例如，采用变频调速技术，根据实际需求调整泵的转速和压力，以降低能耗。
2. 改进控制阀设计及控制策略通过改进控制阀的设计和控制策略，减少调节过程中的能量损失。
例如，采用先进的电子控制系统，实现对阀口开度的精确控制，减少油液流动的摩擦阻力。
3. 优化快锻工艺流程通过对快锻工艺流程进行优化，降低系统在运行过程中的能耗。
例如，合理安排锻造工序，减少系统在非工作状态下的能耗。
4. 引入新型节能技术如热回收技术、余热利用技术等，对系统产生的余热进行回收利用，降低能耗。
此外，还可以采用新型节能材料替代传统材料，提高系统的能效比。
四、实验研究及结果分析通过实验研究，对上述节能控制措施进行验证和优化。
实验结果表明，通过优化液压泵控制策略、改进控制阀设计及控制策略、优化快锻工艺流程以及引入新型节能技术等措施，可以有效降低阀控油压机快锻液压系统的能耗。
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》
《阀控油压机快锻液压系统能耗机理及节能控制研究》篇一一、引言随着工业技术的快速发展，阀控油压机作为机械制造与加工中常用的压力机设备，其效能和节能问题备受关注。
尤其是在快锻液压系统中，由于工作过程中的复杂性和动态性，其能耗问题显得尤为突出。
因此，本文将重点研究阀控油压机快锻液压系统的能耗机理，以及进行相应的节能控制策略的研究。
二、阀控油压机快锻液压系统能耗机理1. 液压系统的工作原理阀控油压机快锻液压系统主要由液压泵、执行元件（如液压缸）、控制阀以及相关管道等组成。
在工作过程中，通过控制阀的开关来调节液体的流动路径和压力，从而驱动执行元件完成快锻任务。
2. 能耗机理阀控油压机快锻液压系统的能耗主要来源于以下几个方面：一是液压泵的能耗，由于液体在泵内的转换和流动产生的能量损失；二是控制阀的能耗，由于液体在通过控制阀时的压力损失和摩擦损失；三是执行元件的能耗，由于液体驱动执行元件时产生的能量损失。
这些能耗不仅影响了设备的运行效率，同时也增加了企业的能源消耗和运营成本。
三、节能控制策略研究针对阀控油压机快锻液压系统的能耗问题，本文提出以下节能控制策略：1. 优化液压泵的设计和运行通过对液压泵的设计进行优化，如改进泵的转速控制、提高泵的效率等，以减少液压泵的能耗。
同时，通过合理控制液压泵的启动和停止时间，避免能源的浪费。
2. 改进控制阀的性能通过对控制阀的设计和性能进行改进，如采用先进的材料和技术，减少液体在通过控制阀时的压力损失和摩擦损失。
同时，通过精确控制阀的开关时间，实现能量的有效利用。
3. 智能控制策略的应用通过引入智能控制策略，如模糊控制、神经网络控制等，对液压系统的运行进行实时监测和控制。
根据工作负载和工艺要求，自动调整液压系统的运行参数，实现能源的有效利用。
4. 维护与保养定期对液压系统进行维护与保养，如清洗液压系统、更换磨损的零件等，以保持系统的良好运行状态，减少能耗。
四、结论通过对阀控油压机快锻液压系统的能耗机理进行研究，我们发现系统能耗主要来源于液压泵、控制阀和执行元件。
快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究
快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究翟富刚1 李雪冰2 姚 静1,2周 芳2 孔祥东1,21.先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学),秦皇岛,0660042.燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室,秦皇岛,066004摘要:为了从快锻液压机的能量源头出发降低系统的溢流损失和压力损失,提出了一种快锻液压机泵阀复合控制系统,通过相关理论对泵阀复合控制系统的节能机理进行了定性分析,通过实验定量研究了泵阀复合控制系统的能耗㊂实验结果表明:快锻液压机泵阀复合控制系统的能量利用率达到了31.9%,与电液比例阀控系统相比提高了近5倍,同时泵阀复合控制系统的输入功率仅为电液比例控制系统的18.4%㊂研究结果对提高快锻液压机的能量利用率并降低系统能耗具有重要意义㊂关键词:快锻液压机;泵阀复合控制;能量利用率;节能中图分类号:T H 137.7 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.16.005S t u d y o nE n e r g y S a v i n g C h a r a c t e r i s t i c s o fV a l v e a n dP u m pC o m p o u n dC o n t r o l S y s t e mo f F a s t F o r g i n g H y d r a u l i cP r e s s Z h a i F u g a n g 1 L iX u e b i n g 2 Y a o J i n g 1,2 Z h o uF a n g 2 K o n g X i a n g d o n g1,21.K e y L a b o r a t o r y o fA d v a n c e dF o r g i n g &S t a m p i n g T e c h n o l o g ya n dS c i e n c e (Y a n s h a nU n i v e r s i t y ),M i n i s t r y o fE d u c a t i o no fC h i n a ,Q i n h u a n gd a o ,He b e i ,0660042.H e b e i P r o v i n c i a lK e y L a b o r a t o r y o fH e a v y M a c h i n e r y Fl u i dP o w e rT r a n s m i s s i o na n dC o n t r o l ,Y a n s h a nU n i v e r s i t y ,Q i n h u a n gd a o ,He b e i ,066004A b s t r a c t :C o n s i d e r i n g t h e e n e r g y s o u r c e of f a s t f o rg i n gh y d r a u li c p r e s s ,ak i n do f v a l v e a n d p u m pc o m p o u n dc o n t r o l s y s t e mo n f a s t f o r g i n g h yd r a u l i c p re s sw a s p r o p o s e d t o r e d u c e t h e o v e rf l o w l o s s a n d p r e s s u r e l o s s o f t h e s y s t e m.T h e e n e rg y ‐s a v i n g m e ch a ni s mo f v a l v e a n d p u m p c o m p o u n dc o n t r o l s y s -t e m w a s q u a l i t a t i v e l y a n a l y z e dt h e o r e t i c a l l y ,a n dt h es y s t e m e n e r g y c o n s u m p t i o n w a s q u a n t i t a t i v e l ys t u d i e db y e x p e r i m e n t s .T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t e n e r g y u t i l i z a t i o n r a t e o f v a l v e a n d p u m p c o m p o u n d c o n t r o l s y s t e mr e a c h e s 31.9%,a n d i m p r o v e s n e a r l y 5t i m e s c o m p a r e dw i t h e l e c t r o ‐h y d r a u -l i c p r o p o r t i o n a l v a l v e c o n t r o l s y s t e m.A t t h e s a m e t i m e ,t h e i n p u t p o w e r o f v a l v e a n d p u m p c o m po u n d c o n t r o l s y s t e mi s o n l y 18.4%o f t h e p r o p o r t i o n a l v a l v e c o n t r o l s y s t e m.T h e s t u d y r e s u l t s h a v e i m p o r -t a n t s i g n i f i c a n c e t o i m p r o v e e n e r g y u t i l i z a t i o na n dr e d u c e t h ee n e r g y c o n s u m p t i o no f t h e f a s t f o r g i n g h yd r a u l i c p re s s .K e y wo r d s :f a s t f o r g i n g h y d r a u l i c p r e s s ;v a l v e a n d p u m p c o m p o u n d c o n t r o l ;e n e r g y u t i l i z a t i o n r a t e ;e n e r g y s a v i n g收稿日期:20150404基金项目:河北省自然科学基金青年科学基金资助项目(E 2014203247);燕山大学重型机械协同创新计划课题(Z X 01‐20140400‐01);燕山大学青年教师自主研究计划课题(14L G A 006)0 引言快锻液压机具有运行平稳㊁速度快㊁精度好㊁自动化程度高等诸多优点,目前在自由锻造设备领域被认为是发展的主要方向之一[1]㊂相对于泵控液压系统来说,电液比例阀控系统具有响应快㊁成本低的特点,为快锻液压机所普遍采用,但同时阀控系统存在着能量利用率低㊁能耗高等一系列问题[2‐4]㊂随着 中国制造2025”的实施和推进,社会对节能降耗日趋重视,绿色节能将成为未来快锻液压机发展的主要方向㊂因此,针对快锻液压机液压系统,探寻新的节能原理或节能方式具有重要的现实意义㊂逄振旭等[5]研究了快锻工况P I D 控制器参数对系统能耗影响;管成[6]提出了机械液压复合式节能控制系统,利用机械飞轮和蓄能器配合达到液压机常锻工况节能的目的;姚静等[7]提出了采用蓄能器的液压机新型节能快锻回路㊂上述方法虽然在一定程度上降低了系统的能耗,但仍未从根本上解决快锻液压机能量利用率低的问题㊂近年来,变频技术的发展为液压系统的节能提供了一种新方法,即采用变频电机驱动定量泵实现泵的流量调节,从源头上减少系统的能量损失㊂文献显示,日本三菱公司最早将变频液压技术用于液压电梯,并实现了市场化,获得了良好的节能效果[8];徐兵等[9‐10]通过全变频驱动液压电梯控制系统与阀控系统的对比研究发现,前者比后者节能40%㊂变频技术已成为液压系统节能㊃4512㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.的一种发展趋势,但低响应性能制约了其在高动态特性要求系统中的应用㊂1 泵阀复合控制原理基于变频调节的快锻液压机泵阀复合控制系统原理如图1所示,主要由变频动力源单元和独立节流口阀控缸单元组成㊂其中,变频动力源单元主要由变频器1㊁电机2㊁定量泵3㊁安全阀4和单向阀5组成,通过调整变频器的输入频率实现定量泵3输出流量的无级调节㊂独立节流口阀控缸单元由主缸进液阀6㊁主缸排液阀7㊁回程缸进液阀8㊁回程缸排液阀9㊁主缸10和回程缸11组成㊂活动横梁12下行时,主缸进液阀6㊁回程缸排液阀9工作,位移传感器13采集的活动横梁的实际位移与给定位移比较,通过控制器15构成位置闭环控制主缸进液阀和回程缸排液阀的阀芯位移,进而控制活动横梁位置㊂同时,变频动力源单元通过压力传感器14检测主缸压力㊁回程缸压力和泵口压力,通过控制器构成压力闭环调节变频器频率来控制电机的转速,进而改变定量泵的输出流量,实现泵口压力跟随负载压力的变化且压差保持恒定㊂快锻回程时,回程缸进液阀8㊁主缸排液阀7工作,控制原理与压下过程一样,在此不再赘述㊂1.变频器 2.电机 3.定量泵 4.安全阀 5.单向阀6.主缸进液阀 7.主缸排液阀 8.回程缸进液阀9.回程缸排液阀 10.主缸 11.回程缸 12.活动横梁13.位移传感器 14.压力传感器 15.控制器图1 快锻液压机泵阀复合控制系统原理示意图快锻液压机泵阀复合控制方框图见图2,本文实验采用P I D 控制器对快锻液压机位置闭环和压力闭环进行控制㊂图2 快锻液压机泵阀复合控制方框图2 泵阀复合控制节能机理2.1 电液比例阀控系统功率2.1.1 下行时系统功率快锻液压机压下时,活动横梁下行,主缸进液阀和回程缸排液阀的流量Q 1㊁Q 4分别为Q 1=C d ωx v 12ρ(p s 1-p 1)≈A 1y ㊃(1)Q 4=C d ωx v 42ρ(p 2-p t )≈A 2y ㊃(2)式中,x v 1㊁x v 4分别为主缸进液阀和回程缸排液阀的阀芯位移;ω为阀口面积梯度;C d 为流量系数;ρ为油液的密度;p s 1为下行时泵口压力;p t 为油箱压力;p 1㊁p 2分别为主缸和回程缸的压力;A 1为主缸面积;A 2为回程缸面积;y 为活动横梁的位移(即液压缸运动的位移)㊂定义主缸面积A 1与回程缸面积A 2的比值γ=A 1/A 2,主缸进液阀与回程缸排液阀阀芯位移㊃5512㊃快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究翟富刚 李雪冰 姚 静等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.比为α1=x v1/x v4㊂假定p t=0,由式(1)㊁式(2)可得p s1=p1+(γα1)2p2(3)下行时,活动横梁的力平衡方程为A1p1-A2p2+m g=m y¨+B p y㊃+F L+F f(4)式中,m为活动横梁的质量;B p为阻尼系数;F f为摩擦阻力;F L为负载力㊂由式(3)㊁式(4)得泵口压力为p s1=[1γ+(γα1)2]p2+1γA2(m y¨+B p y㊃+F L+F f-m g)(5)电液比例快锻系统的液压泵为定流量输出,设泵的输出流量为Q s1,则下行时输出功率为p s1Q s1={[1γ+(γα1)2]p2+1γA2(m y¨+B p y㊃+F L+F f-m g)}Q s1(6)2.1.2 上行时系统功率快锻液压机回程时,活动横梁上行,主缸排液阀和回程缸进液阀的流量Q2㊁Q3分别为Q2=C dωx v22ρ(p1-p t)≈A1y㊃(7)Q3=C dωx v32ρ(p s2-p2)≈A2y㊃(8)式中,x v2和x v3主缸排液阀和回程缸进液阀的阀芯位移; p s2为上行时泵口压力㊂定义主缸排液阀和回程缸进液阀阀芯位移之比为α2=x v2/x v3㊂假定p t=0,由式(7)㊁式(8)可得p s2=(α2γ)2p1+p2(9)上行时,活动横梁的力平衡方程为A2p2-A1p1-m g=m y¨+B p y㊃+F f(10)由式(9)㊁式(10)得泵出口压力p s2为p s2=[γ+(α2γ)2]p1+1A2(m y¨+B p y㊃+F f+m g)(11)电液比例快锻系统定量泵的输出流量为Q s2,则上行时输出功率为p s2Q s2={[γ+(α2γ)2]p1+1A2(m y¨+B p y㊃+F f+m g)}Q s2(12) 2.2 泵阀复合控制系统功率2.2.1 下行时系统功率根据泵阀复合控制原理可知,活动横梁下行时压力闭环控制泵口压力p's1跟踪主缸压力p'1,且使主缸进液阀两端压差Δp恒定,即p's1=p'1+Δp(13)下行时,活动横梁的力平衡方程为A1p'1-A2p'2+m g=m y¨+B p y㊃+F L+F f(14)式中,p'2为泵阀复合控制的回程缸压力㊂由式(13)㊁式(14)可得p's1=1γp'2+1γA2(m y¨+B p y㊃+F L+F f-m g)+Δp(15)泵阀复合控制系统工作时无溢流,泵的出口流量Q's1等于主缸流量Q1,即Q's1=Q1=πA1f S c o s2πf t(16)式中,f为压机的快锻频率;S为快锻行程;t为时间㊂由式(15)㊁式(16)得下行时泵的输出功率为p's1Q's1=[1γp'2+1γA2(m y¨+B p y㊃+F L+F f-m g)+Δp]Q's1(17)2.2.2 上行时系统功率泵阀复合控制系统活动横梁上行时,压力闭环控制使泵口压力p's2跟踪回程缸压力p'2,且使回程缸进液阀两端压差Δp恒定,即p's2=p'2+Δp(18)上行时,活动横梁的力平衡方程为A2p'2-A1p'1-m g=m y¨+B p y㊃+F f(19)由式(18)㊁式(19)可得p's2=γp'1+1A2(m y¨+B p y㊃+F f+m g)+Δp(20)泵阀复合控制系统上行时,泵的出口流量Q's2等于回程缸的流量Q3,则Q's2=Q3=πA2f S c o s2πf t(21)由式(20)㊁式(21)得上行时泵的输出功率为p's2Q's2=[γp'1+1A2(m y¨+B p y㊃+F f+m g)+Δp]Q's2(22) 2.3 两种系统的功率比较2.3.1 下行时系统功率对比活动横梁下行时,电液比例阀控系统与泵阀复合控制系统泵消耗功率差ΔP1为ΔP1=p s1Q s1-p's1Q's1(23)由于p2=p'2,Q's1=Q1,将式(6)和式(17)代入式(23),整理可得ΔP1=(γα1)2p2Q s1-Δp Q1+1r p2(Q s1-Q1)+ 1γA2(m y¨+B p y㊃+F L+F f-m g)(Q s1-Q1)(24)假设Q s1=Q1,即系统无溢流,Q1取最大值πA1f S,得ΔP1=πA1f S[(γα1)2p2-Δp](25)以0.6MN中试液压机的基本参数(表1)为例,Δp=2M P a,α1的取值范围为0.2≤α1≤0.7,p2的取值范围为2M P a≤p2≤6M P a㊂以α1㊁p2为横坐标轴,绘制下行时两系统功率差ΔP1曲面,如图3所示㊂可以看出,随着p2的增大系统功率差ΔP1增大,且阀芯位移比α1越大,ΔP1越小㊂功率㊃6512㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.差ΔP 1所描绘的曲面全部在零平面之上,即ΔP 1>,表明下行时,电液比例阀控系统泵的输出功率大于泵阀复合控制系统泵的输出功率㊂表1 中试快锻液压机主要参数参数名称参数值参数名称参数值主缸面积(m2)2.36×10-2电机额定转矩(N ㊃m )191回程缸面积(m2)3.18×10-3快锻阀1㊁2额定流量(L /m i n )100液压泵排量(m L /r )63快锻阀3㊁4额定流量(L /m i n)40电机额定功率(k W )30活动横梁质量(k g)230图3 下行时两系统功率差2.3.2 上行时系统功率对比同理,由式(12)和式(22)整理可得活动横梁上行时,电液比例阀控系统与泵阀复合控制系统泵消耗功率差ΔP 2为ΔP 2=p s 2Q s 2-p 's 2Q 's 2=πA 2f S [(α2γ)2p 1-Δp ](26)以0.6MN 中试液压机的基本参数(表1)为例绘制上行时两系统功率差ΔP 2曲面,如图4表示㊂可以看出,随着p 1的增大系统功率差ΔP 2增大,且阀芯位移比α2越大,ΔP 2越大㊂功率差ΔP 2所描绘的曲面全部在零平面之上,即ΔP 2>0,表明上行时,电液比例阀控系统泵的输出功率大于泵阀复合控制系统泵的输出功率㊂图4 上行时两系统功率差综上,在整个工作行程内,电液比例阀控系统的输出功率均大于泵阀复合控制系统的输出功率㊂对于同一负载,压机推动活动横梁所消耗的有用功是相同的,因此系统的输出功率越小,系统的能量利用率也就越高,系统也就越节能㊂3 实验研究3.1 0.6M N 中试快锻液压机实验平台实验依托于燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室的0.6M N 中试快锻液压机实验平台,如图5所示㊂该平台液压系统原理见图1㊂图5 中试快锻液压机实验平台为了增加实验结果的可比性,电液比例阀控系统和泵阀复合控制系统两个实验均在0.6M N 中试快锻液压机实验平台上完成㊂电液比例阀控系统实验时通过变频器调定电机转速恒定为750r /m i n,其他实验条件与泵阀复合控制实验保持一致㊂0.6M N 中试快锻液压机主要参数如表1所示㊂3.2 电液比例阀控系统能耗实验分析实验给定位移为正弦曲线,锻造频率为1H z ,幅值15mm ,系统压力为10M P a ,电液比例阀控系统各部分功率曲线如图6所示㊂可以看出,系统输入功率曲线基本恒定,压机上行时,由于回程缸面积较小,溢流损失功率较大;而下行时系统给主缸供液,溢流损失的功率相对较小㊂根据图6曲线计算3s 内快锻液压机的能耗,如表2所示,表中W 1为负载消耗的能量,W 2为回程缸油路节流损失能量,W 3为主缸油路节流损失能量,W 4为溢流损失能量,W 5为系统输入能量㊂可以看出,负载消耗的能量仅占系统输入能量的5.5%,而溢流损失的能量占比59.3%,3s 内溢流能耗高达13.18k J,这是由于电液比例㊃7512㊃快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究翟富刚 李雪冰 姚 静等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.(a)功率曲线(b)一个周期内功率曲线1.系统输入功率曲线2.溢流损失功率曲线3.主缸油路节流损失功率曲线4.回程缸油路节流损失功率曲线图6 电液比例阀控系统功率实验曲线阀控系统为了满足液压机快速响应的要求, 定量泵+溢流阀”构成的动力源长期处于高压溢流状态产生的能耗损失㊂另外,系统节流损失消耗的能量也是相当巨大的,主缸油路和回程缸油路节流损失的能量分别是2.07k J和5.76k J,两者总能耗相加占比达到36.2%,这部分能耗是高压油流经比例阀液阻产生的压力损失㊂表2 快锻液压机电液比例阀控系统能耗表名称W1W2W3W4W5能耗(k J)1.232.075.7613.1822.24能耗占系统输入能量的比例(%)5.59.325.959.31003.3 泵阀复合控制系统能耗实验分析压差Δp是泵阀复合控制系统压力闭环控制的目标,前面理论分析可知其值对泵阀复合控制系统的特性具有重要的影响㊂图7所示为压差Δp不同时泵阀复合控制系统的功率实验曲线,可以看出,随着Δp的增大,系统输入功率㊁回程缸油路节流损失功率和主缸油路的节流损失功率均增大㊂因此,从能耗角度,Δp越小越好㊂上述压差Δp对应的活动横梁位移实验曲线如图8所示㊂可以看出,随着Δp的增大,位移跟随性变好;在Δp=1M P a时,活动横梁的位移准确性较差,压下和回程均不能达到给定的位置,且相位滞后约0.2s,不能满足快锻压机位置精度要求;当Δp=3M P a时,系统出现了超调现象,且活(a)系统输入功率(b)回程缸油路节流损失功率(c)主缸油路节流损失功率图7 Δp不同时泵阀复合控制系统功率实验曲线动横梁振动明显增强,稳定性变差;当Δp=2M P a 时,系统兼顾稳定性和准确性,快速性也较好㊂综合考虑系统的稳定性㊁快速性㊁准确性以及系统能耗,本文选取Δp=2M P a进行实验㊂泵阀复合控制系统各部分的功率实验曲线如图9所示㊂可以看出,系统输入功率曲线不再保持恒定,而是随着压机的上行/下行循环变化㊂根据图9曲线计算3s内快锻液压机的能耗,如表3所示,可以看出,系统的溢流损失为零,虽然主缸油路和回程缸油路节流损失的能量占比依然很大,但其量值与负载消耗的能量愈加接近,负载消耗的能量达到系统输入能量的31.9%,系统能量利用率是电液比例阀控系统的5倍多㊂根据表2㊁表3的快锻液压机电液比例阀控系统与泵阀复合控制液压系统的能耗对比,可以看出,在负载消耗有效能基本相同的实验条件下,相对于电液比例阀控系统来说,泵阀复合控制系㊃8512㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.(a )Δp =1M Pa (b )Δp =2M Pa (c )Δp =3M Pa 1.给定曲线 2.实际位移曲线图8 不同Δp时快锻压机的位移实验曲线(a)功率曲线(b)一个周期内功率曲线1.系统输入功率曲线 2.溢流损失功率曲线3.主缸油路节流损失功率曲线 4.回程缸油路节流损失功率曲线图9 泵阀复合控制系统功率实验曲线表3 快锻液压机泵阀复合控制系统能耗表名称W 1W 2W 3W 4W 5能耗(k J)1.301.001.7804.08能耗占系统输入能量的比例(%)31.924.543.6100统在主缸回路和回程缸回路节流损失的能量更小,加之系统的溢流损失为零,使得泵阀复合控制系统的装机功率大幅度降低,泵阀复合控制系统的输入能量仅为电液比例阀控系统输入能量的18.4%,装机功率下降的同时,快锻液压机系统初投入成本也将大幅度降低㊂综上所述,与电液比例阀控系统相比,快锻液压机泵阀复合控制系统具有良好的节能性㊂4 结论(1)提出了快锻液压机泵阀复合控制系统原理,主要从能量源头出发来降低系统的溢流损失和节流损失,同时分析了快锻液压机泵阀复合控制系统位置压力双闭环控制方法㊂(2)理论上定性地分析了快锻液压机泵阀复合控制系统的节能机理㊂分析结果表明,在快锻液压机整个工作行程内,泵阀复合控制系统相比电液比例控制系统具有更低的系统输入功率㊂(3)通过实验定量研究了快锻液压机泵阀复合控制系统的节能效果㊂研究结果表明,相同工况下,快锻液压机泵阀复合控制系统的能量利用率达到31.9%,与电液比例阀控系统的5.5%相比提高了近5倍,同时泵阀复合控制系统的输入功率仅为电液比例控制系统的18.4%,节能效果明显㊂参考文献:[1] 高俊峰.我国快锻液压机的发展与现状[J ].锻压技术,2008,33(6):1‐5.G a o J u n f e n g .R e s e n t S t a t u s a n dD e v e l o p m e n t o fH i g h ‐s p e e dF o r g i n g H y d r a u l i cP r e s si n O u rC o u n t r y [J ].F o r g i n g &S t a m p i n g T e c h n o l o g y ,2008,33(6):1‐5.[2] 陈柏金,黄树槐,靳龙,等.16MN 快锻液压机控制系统研究[J ].中国机械工程,2008,19(8):990‐992.C h e nB a i j i n ,H u a n g S h u h u a i ,J i nL o n g ,e t a l .D e v e l -o p m e n t o f t h eC o n t r o l S y s t e mf o r 16MNF a s t F o r g -i n g H y d r a u l i cP r e s s [J ].C h i n aM e c h a n i c a l E n g i n e e r -i n g,2008,19(8):990‐992.[3] 艾超,孔祥东,刘胜凯,等.泵控液压机蓄能器快锻回路控制特性影响因素研究[J ].锻压技术,2014,39(2):88‐93.(下转第2178页)㊃9512㊃快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究翟富刚 李雪冰 姚 静等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.Y a n g H u,X u F e n g.M u l t i‐o b j e c t i v eP a r t i c l eS a r mO p t i m i z a t i o nA l g o r i t h m B a s e do nC r o w d i n g‐d e n s i-t y.C o m p u t e r E n g i n e e r i n g a n dA p p l i c a t i o n s,2013,49(17):190‐194.[6] 李志强,蔺想红.基于聚类的N S G A‐Ⅱ算法[J].计算机工程,2013,39(12):186‐190.L i Z h i q i a n g,L i nX i a n g h o n g.N o n‐d o m i n a t e dS o r t i n gG e n e t i cA l g o r i t h mI IB a s e do nC l u s t e r i n g[J].C o m-p u t e rE n g i n e e r i n g,2013,39(12):186‐190. 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16MN和45MN的快锻液压机组技术
16MN和45MN的快锻液压机组技术附件1、快锻液压机组的组成快锻液压机组主要包括以下几个部分（见示意图1）：压机本体、液压系统、全液式锻造操作机、砧库、送料回转车、地下式升降回转台、电气和计算机控制系统（操纵、显示、监控、故障自断等）、通风、照明、排污、报警等公用设施等。
图1.快锻机组结构示意图（1）压机本体主机主要由机架、工作缸、回程缸、导向装置、上砧夹紧快换装置、上砧旋转装置、移动工作台、横向移砧装置、上下砧、润滑系统、行程检测装置、支架、托板及垫板等组成。
快锻液压机主机结构形式有两种，整体框架双柱式下拉式结构和分体预应力机架双柱斜置上压式结构，16MN和45MN的快锻液压机在结构上的对比如表1所示：表1. 16MN和45MN快锻液压机结构（2）液压系统液压系统主要为快锻液压机工作提供动力源，是为压机吨位大，工作环境温度高，高压大流量，工作频次高，控制精度好，而且适应多种锻造程序和工艺需要，优化性能等条件而设计的。
系统采用油泵直接传动，伺服比例阀控方式。
快锻液压机液压系统主要由主泵系统、主控制系统、辅助控制系统、循环系统、控制系统、检测与排污装置等组成。
不同吨位的快段液压机组的液压系统在布置上有所区别，20MN以下，主泵台数较少，液压系统相对简单，全部布置在地面以下；25MN以上，主泵台数较多，液压系统复杂，全部布置在地面。
表2为16MN和45MN 快段液压机液压系统的基本组成及功能。
表2. 16MN和45MN快段液压机液压系统基本组成及功能（3）全液式锻造操作机全液式锻造操作机是配合主机完成锻造过程的主要辅助设备，主要通过其机械手夹钳所锻铸件，配合主机锻造。
全液式锻造操作机主要有无轨和有轨两种。
目前，国内尚无技术成熟的无轨锻造操作机，主要依靠进口。
国内主要是有轨锻造操作机。
无轨锻造操作机相对于有轨锻造操作机具有占地面机小、操作灵活的特点。
目前，无轨锻造操作机是兰州兰石重工新技术有限公司技术攻关项目。
快锻液压机快锻控制方案设计及仿真研究
第 28 卷 第 5 期 2011 年 10 月邢 台 职 业 技 术 学 院 学 报 Journal of Xingtai Polytechnic CollegeVol.28 No.5 Oct. 2011快锻液压机快锻控制方案设计及仿真研究李 楠，曹世超（邢台职业技术学院 电气工程系，河北 邢台 054035） 摘 要：快锻液压机由于活动横梁运动速度高，主控阀组必须进行频繁、快速的切换，且液压 机运动部分的惯性又相当大，所以往往引起剧烈的液压冲击和机械振动，严重影响液压机的运 行精度和使用寿命。
本文在研究其锻造曲线的基础上对快锻控制工序进行详细的分析，并进行 较全面的快锻 PLC 控制方案设计，利用 PLCSIM V5.4 SP3 软件进行仿真，仿真结果表明 PLC 快 锻控制方案可以达到液压系统的要求。
关键词：快锻液压机；锻造曲线；PLC；仿真 中图分类号：TG315.4 文献标识码：A 文章编号：1008—6129（2011）05—0088—03 一、引言 随着机械工业、国防工业以及航天工业的快 速发展，对优质合金钢、耐热合金钢的需求日益 增长，人们对自由锻件的锻造尺寸精度和生产效 率提出了越来越高的要求，因而对快锻液压机的 锻造速度和压下精度的要求也随之提高[1]。
尤其 是近年来随着信息技术和计算机技术的飞速发 展，人们对锻造液压机的自动化程度和快锻方式 下的控制精度要求越来越高。
这就势必要研制一 套适合快锻液压机的 PLC 控制方案， 使锻件尺寸 精度和锻造速度达到理想要求，从而缩短锻造时 间、节省钢材，获得更好的经济效益。
二、锻造曲线 快锻液压机控制的关键是设计拟合锻压过程 中的锻造曲线，使锻造曲线不因锻造过程负载工 况的不同而出现大的突变点，而且在上、下死点 减速达到平稳过渡。
理想的锻造曲线一般为正弦曲线。
目前，技 术水平最高的是德国潘克公司制造的正弦泵传动 系统，但由于其价格高、维护成本高，国内广泛 应用的是三级插装阀系统和以电液比例插装阀为 主的比例控制系统。
锻压机床快速设计系统研究的开题报告
锻压机床快速设计系统研究的开题报告一、选题背景锻压机床作为一种重要的加工设备，广泛应用于汽车、航空、船舶、军事等工业领域，是工业生产的重要基础。
为了提高锻压机床的加工效率和精度，设计出快速、高效、精确的锻压机床成为工业领域的一个热点话题。
二、研究内容本课题拟研究开发一种基于计算机辅助设计和仿真技术的锻压机床快速设计系统。
该系统将主要涉及机床结构设计、动力学仿真、控制系统设计等模块，并实现模块化、集成化的设计方法。
具体研究内容包括：1. 锻压机床的结构设计：通过计算机辅助设计的方式，实现锻压机床结构的快速设计。
该模块将主要涉及机床的布局设计、结构分析、零件设计等内容，并可通过实现可编程参数化的方式，实现不同工件的快速加工操作。
2. 锻压机床的动力学仿真：以机床刚性、运动轨迹、动力性能等为主要研究内容，通过较为精准的数学建模和仿真模拟，对锻压机床所需的动力、能耗等参数进行计算和分析，并对机床性能进行评估和优化。
3. 锻压机床控制系统设计：对锻压机床的控制系统进行设计和优化，采用数字控制系统替代传统的机电控制系统，实现锻压机床的精确控制和复杂加工操作。
三、研究目的1. 实现锻压机床的快速设计和仿真；2. 实现锻压机床结构的优化设计；3. 优化锻压机床的动力学性能；4. 实现锻压机床的精确控制。
四、研究方法本项目主要采用计算机辅助设计和仿真技术，通过机床的结构设计、动力学仿真和控制系统设计等多个环节，实现锻压机床的快速设计和优化。
具体研究方法包括：1. 理论分析：对锻压机床的结构和性能进行理论分析和探讨，为计算机辅助设计提供理论依据。
2. 数学建模：利用数学建模方法，将锻压机床结构和动力学性能进行数学模型的建立，为仿真模拟提供依据。
3. 仿真模拟：通过采用现代仿真软件，如SolidWorks、ADAMS等，对锻压机床的结构、动力学性能等进行模拟分析和优化。
4. 实验验证：通过对锻压机床真实环境下的验证测试，对仿真结果进行验证和修正。
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中国机械工程第１９卷第８期２００８年４月下半月１６ＭＮ快锻液压机控制系统研究陈柏金１ｌ黄树槐１１靳龙２高俊峰２１．华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，武汉，４３００７４２．兰州兰石重工新技术有限公司，兰州，７３００５０摘要：针对１６ＭＮ快锻液压机组的特点，提出由计算机和ＰＬＣ组成现场控制网络的锻造液压机组计算机控制系统体系结构。
采用硬件软件化思想，由软件实现系统的各种控制、调节及监测功能。
采用预测多模式模糊控制技术对快锻液压机大惯量运动部件进行平稳、无冲击振动和准确的位置控制。
经过多台１６ＭＮ快锻液压机的使用表明：该方法使控制系统的复杂程度大大降低，可靠性显著增强，压机锻造次数和精度也得到有效提高。
关键词：锻造；液压机；控制系统；控制技术中图分类号：ＴＧ３１６．８文章编号：１００４—１３２Ｘ（２００８）０８一０９９０～０４ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒ１６ＭＮＦａｓｔＦｏｒｇｉｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＰｒｅｓｓＣｈｅｎＢａｉｊｉｎｌＨｕａｎｇＳｈｕｈｕａｉｌＪｉｎＬｏｎ９２ＧａｏＪｕｎｆｅｎ９２１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＤｉｅ＆ＭｏｕｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ，４３００７４２．ＬａｎｚｈｏｕＬａｎｓｈｉＨｅａｖｙＭａｃｈｉｎｅＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．。
Ｌａｎｚｈｏｕ，７３００５０Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆａｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＰＬＣｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒ１６ＭＮｆｏｒｇｉｎｇｈｙ—ｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓ．Ｉｎｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌ，ａｄｊｕｓ—ｔｉｎｇａｎｄｍｏｎｉｔｏｒ，ｉ．ｅ．，ｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｓｔｅａｄｏｆｈａｒｄｗａｒｅ．Ｍｕｌｔｉ—ｍｏｄｅｆｕｚｚｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｕｓｅｄｔＯｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｍｏｏｔｈ，ｓｔｅａｄｙ，ｎｏｖｉｂｒａｔｉｎｇａｎｄｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒ０１．Ｔｈｅａｃｔｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｙｓｔｅｍｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｃｏｓｔ，ｌｏｗｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉ—ｔｙ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｒｅａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｏｒｇｉｎｇ；ｆｏｒｇｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ０引言随着现代化工业的发展，人们对自由锻件的尺寸精度和生产效率提出了越来越高的要求，因而对液压机的锻造速度和压下精度的要求也随之提高，为适应这种要求，快锻液压机应运而生。
在快锻液压机中，控制系统的作用尤为重要。
目前在一些发达国家，尤其是德国，快锻液压机的设计制造技术已相当成熟。
快锻液压机的控制采用微机控制，压机与操作机联动控制，当锻件的工艺确定后，即可通过计算机控制来实现程序化锻造［１］。
国外生产快锻液压机的厂家有ＳＰＳ集团、Ｍｅｅｒ集团和Ｐａｎｈｋｅ等公司。
但是，我国所需的快锻设备从２０世纪８０年代以来一直采用进口的方式。
华中科技大学和兰州兰石机械集团有限公司经过多年的共同努力，研制的８ＭＮ、１６ＭＮ快锻液压机已在全国得到广泛的应用，正在逐步取代进口产品。
本文重点介绍１６ＭＮ快锻液压机的收稿日期：２００７一０４—１６・９９０・控制系统的特点。
快锻液压机组由锻造液压机、操作机、移动砧库等组成，采用计算机控制口］。
国内外现已研究开发出的锻造液压机组计算机控制系统多为专用系统，其技术复杂、使用维护技术水平要求高，备件成本昂贵。
本文结合现代电子技术、计算机控制技术最新发展，研制开发了具有先进技术水平的锻造液压机组控制系统。
１快锻液压机组对控制系统的要求控制上下给定点、减速点以及和操作机的联动点、联锁点的位置，保证锻件尺寸控制精度在士ｌｍｍ内。
控制压机的动梁以近似正弦曲线规律运动，保证系统在高速运动和快速切换时，不产生大的冲击和振动。
控制操作机夹钳旋转、大车行走的位置以及夹钳夹紧松开、钳杆倾斜、钳杆平行升降等动作，保证操作机夹钳旋转精度在士１。
内，操作机行走万方数据１６ＭＮ快锻液压机控制系统研究——陈柏金圆靳龙等精度在±１０ｒａｍ内。
实现手动、半自动、自动、联动等操作方式的切换及动作保护与联锁等。
在８０次／ｍｉｎ的锻造次数下，能平稳自动联动。
实现各种控制参数的快速设定、编辑、修改等操作。
实现压力、位移、油温的检测及各种状态的显示与报警。
２控制系统总体设计由于系统中检测和控制的对象多，控制规律复杂，因而采用现场总线控制系统体系结构。
整个系统由ＰＬＣ系统、网络控制模块、控制计算机和监测计算机联网组成现场控制网络。
这种体系结构将控制系统按功能分散，对各个对象进行分布控制，具有结构简单、工作可靠、维修方便的优点，实现集中监控、分散管理和分散控制。
２．１现场控制网络结构快锻液压机组控制网络结构如图１所示。
控制网络采用ＭｏｄｂｕｓＰｌｕｓ（ＭＢ＋）协议。
ＭＢ＋网络是一种高速、对等工业控制网络，允许多台计算机、ＰＬＣ及其他数据源对等通信，数据传送速度可达１ＭＢ／ｓ，其通信介质是双绞线。
ＰＬＣ主机及控制计算机通过控制网络直接读写各节点的数据，再由每一节点进行输入／输出控制。
工业控制计算机主站（ＰＬＣ控制柜）Ｉ产＝＝订『５司矧矧蓑刭到Ｉ壁豫模块Ｉ模块Ｉ模劂模块ｌＩ［：竺竺）伫至＝从站（辅助起动柜）面孤闶矿模劂模块愤块ｌ从站（模拟显示屏）通信Ｉ输入ｌ输出ｌ模块』模块ｌ模块ｆ从站（操作台）通信ｌ输入Ｉ输出ｌ模块Ｉ模块Ｉ模块Ｉ从站（操作机）面郓耵丽模块Ｉ模块Ｉ模块ｌ图１控制网络结构示意图２．２计算机系统体系结构快锻液压机活动横梁的位移、操作机行走位置及夹钳旋转角度这三个参数，在除手动方式外，都需要进行精确控制，现阶段ＰＬＣ系统在处理复杂过程时，存在扫描速度慢以及对复杂控制算法处理的灵活性差等问题，因此快锻液压机系统的主控参量采用计算机控制实现。
为避免计算机升级困难及解决备品备件问题，控制系统中计算机采用标准工业控制计算机，所有接Ｅｌ板卡均为标准板卡，完成控制信息的输入和输出，控制算法和信号处理完全由软件实现。
图２是计算机系统组成框图。
按“硬件软件化”思想，系统中的各种模拟量均为数字控制。
控制计算机完成快锻液压机和操作机的手动、自动及联动（程序）控制。
监测计算机用来动态显示系统的各种状态和关系曲线。
ＰＬＣ完成系统的各种辅助动作控制。
网络模块完成各种现场信号的输入／输出。
控制计算机通过通信口与ＰＬＣ系统交换信息。
监测计算机通过ＴＣＰ／ＩＰ协议与控制计算机通信。
触摸显示打印机摸显示器现场控制网络监测计算机控制计算机操作手柄模拟量输入信号堡堡鱼竖坌熊△篮曼Ｉ压机、操作机开关阀组控制计算机直接控制的有关输入压机伺服阀组控制＝：＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝压机系统比例阀组控制：＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝操作机比例阎组控制压机位置输入信号操作机行走、夹钳旋转位置输入图２计算机系统组成框图２．３控制系统软件结构快锻液压机组计算机控制软件采用模块化结构和软件工程方法开发，以利于系统的二次开发和品种派生。
按任务划分，将各功能模块定义成不同的优先级别，由实时多任务操作系统调度，实时并行处理。
计算机系统软件分为控制计算机部分和监测计算机部分。
图３是控制计算机的软件结构图。
根据功能分模块编制，各模块任务独立，主要由任务调度和功能控制等模块组成，分别实现系统的各种控制功能。
锻造尺寸控制台开关状态输入、编辑模块．及按键译码模块砧型操作模块——＼／／通信管理模块卜一实时多任｛｝调度模块ＩＩ数据采集模块／／～＼％作机行走控制模块压机控制模块操作机旋转控制模块图３控制计算机软件结构图３控制策略快锻液压机组液压控制系统是非线性、时变系统，存在较大的参数变化和大时变负载干扰，很难构造出一个完善的控制模型，其控制策略需满足以下要求：①控制精度要求，做到快速而无超调；②对锻造过程和液压系统等外负载干扰不敏・９９】・一一一一一一万方数据中国机械工程第１９卷第８期２００８年４月下半月感；③根据系统的各种反馈，自动调整控制策略、具有较强智能；④在较高的行程次数下控制算法应简单可行，并且实时性强［３］。
华中科技大学在进行快锻液压机组控制系统研究过程中，总结出模糊控制是最有效的控制手段，并从常规模糊控制方法出发，发展了一种预测型多模式模糊控制系统，在实际应用中取得了满意的效果。
３．１预测型多模Ｆｕｚｚｙ控制策略快锻液压机在一个运动行程内，上停点和下停点均有位置控制要求，其中下停点的控制精度比较高，必须准确定位，其他几点没有精度控制要求，仅起触发相应的控制阀组动作的开关作用，它们与压机的行程位移、速度有关ｎ］。
根据压机工作特点，在大偏差范围内采用Ｂａｎｇ—Ｂａｎｇ控制（即开关控制），在趋向目标点时采用速度控制，在接近目标点时采用位置控制，控制方式的切换时机由预测模型决定。
这种控制方式形式简单，具有快速、准确、超调量小及对参数不敏感的特点。
图４所示为预测型多模控制系统，是由预测部分、Ｂａｎｇ—Ｂａｎｇ控制、Ｆｕｚｚｙ速度控制、Ｆｕｚｚｙ位置控制、控制对象及传感器组成的一种直接数字反馈控制系统。
图４多模式预测控制系统结构框图、・当控制开始时，偏差ｅ较大，即当ｌｅｌ≥Ｅｂ（Ｅｂ为Ｂａｎｇ—Ｂａｎｇ控制时ｅ的边界值），系统的控制量取最大，实行非线性Ｂａｎｇ—Ｂａｎｇ控制。
当偏差ｅ逐渐减小到Ｅ，＜ｆｅＩ＜Ｅ。
（Ｅ，为转换位置控制时ｅ的边界值）时，实行Ｆｕｚｚｙ速度控制。
当ｅ减小到Ｉｅｌ≤Ｅｐ时实行Ｆｕｚｚｙ位置控制。
这样既能加快过渡过程，提高速度，又能保证系统超调量小，甚至无超调，从而获得好的控制精度。
当快锻液压机在不要求精确定位的范围内，采用模糊速度控制器对动梁的速度进行控制，以获得快速性和平稳性，控制的目标值是动梁的速度；当快锻液压机在要求精确定位的范围内，采用模糊位置控制器对动梁的位置进行控制，以获得较高的定位精度，控制的目标值是给定的动梁位置；当系统出现大偏差、大扰动时，控制器切换至Ｂａｎｇ一・９９２．Ｂａｎｇ控制，以实现对给定值的快速跟踪。
３．２预测模糊控制器设计计算机向液压系统控制阀组发出动作转换命令后，由于液压系统执行机构的动作滞后，以及运动部件的惯性等都将导致压机活动横梁继续移动一段距离，从而出现超程现象，影响其控制特性与控制精度。