液压缸四缸同步中的电磁换向阀自动控制技术95.docx

液压缸四缸同步中的电磁换向阀自动控制技术摘要：文章以某一连铸项目中间罐车为例，介绍了换向阀控制油缸升降时，四 个油缸同步升降，减小偏差的控制方法关键词：液压缸；同步；PLC；梯形图引言：连铸是炼钢生产中一个重要工艺，是炼钢厂中最后一道工序同时也是一个重 要环节而在连铸项目中，中间罐车乂是一个重要设备连铸生产中，中间罐在 浇钢前先预热（一般预热到1100°C）,然后通过走行电机驱动进入浇钢位置，接 收钢水钢水进入中间罐车后，由滑动水口流入每流的结晶器中在进入浇钢位 置的过程中，为保护水口不致损坏，中间罐车必须升起当到达浇钢位置后，需 将升起的中间罐进行反复的升降调整，使水口对准结晶器中心所以，中间罐车 必须具备走行、升降和横向微调的功能本文对中间罐车走行不再赘述，主要阐 述升降过程中的自动控制目前中间罐车升降主要靠液压提供动力驱动中间罐车四角各有一个液压缸, 共同动作控制其升降液压缸主要有同步缸和非同步缸两种同步缸采用机械同 步，电气控制相对简单，不必单独控制每个油缸，只要整体控制液压系统即可 但是整个液压设备造价较高因此，很多项目采用了电控独立液压缸每个独立 油缸机械上无直接联系，相对独立，可单独控制。

每个油缸配有位置传感器，用 来监控油缸的实时位置然后经过PLC读取位置信号并经过计算后，控制油路中 的比例阀控制或换向阀从而控制油缸的升降本文中所阐述的为换向涧控制油缸 的升降方式1. 系统构成1.1 PLC系统硬件配置本套连铸机控制系统采用西门子公司的S7-1500系列可编程控制器依据工 艺流程的划分，本项目设置9个独立的PLC系统这9个PLC系统由一个公用系 统及8个铸流系统构成公用系统监控的部分为大包回转台、中间罐车、各个液压站、公共部分相应 阀台以及捞钢机和翻转冷床铸流系统为8个相同的系统，这8个系统无论硬件 配置与程序都是相同的本文中所介绍的内容主要就是公用系统，铸流系统与本 文无关因此不再赘述公用系统CPU >9 Siemens S7-1500系列，主站内配置有电源模块、1515-2PN CPU模块CPU通过PROFINET现场总线连接各个远程站，各个远程站主要为PLC 柜各个10模块组及电气室外操作台、液压站操作箱内的10模块组公用系统各 个变频器全部挂在PROFINET网络上中间罐车所在的公用系统与铸流各个系统之间，通过以太网连接，进行程序 内部所需的数据交换，并且与上位机连接，实现画面的监视与控制。

本文所描述的中间罐车升降控制中，与PLC连接的主要设备为位置传感器和 电磁换向阀位置传感器返回4~20mA模拟量信号，返回的模块为8通道4线制 模拟量输入模块控制电磁换向阀的为16点开关量输出模块1.2位置传感器本项目中，中间罐车每个液压缸使用一个单独的位置传感器本项目采用巴 鲁夫传感器传感器需要接入四根线，其中两根为24V电源线，另外两根为 4~20mA模拟量信号的信号线，信号线接入PLC模拟量输入模块1.3电磁换向涧要想控制液压缸升降，PLC系统最终控制的就是电磁换向阀本项目中，要 控制一个中间罐车一共需要控制6个电磁阀，有些电磁阀为双电磁铁，一共需要 控制11个电磁铁，每个电磁铁控制电压为24Vo电磁铁规划见下图：其中，ZB1-YVH2-1为1#共用电磁阀,ZB1-YVH1-1为2#共用电磁阀,ZB1- YVH2-2~ZBl-YVH2-5为1~4#油缸电磁阀，每个电磁阀有a, b两个电磁铁ZB1- YVH2-2- ZB1-YVH2-5这1~4#油缸电磁阀分别对应各油缸的位置传感器，简称为 1~4#油缸传感器下文中将不再列出电磁阀编号，只用本段文字中名称描述2. 功能实现2.1快速上升过程需要中间罐车快速上升时，按下“快速上升〃按钮，1#共用电磁阀b电磁铁得 电，所有油缸快速上升，当4个位置传感器中所反馈的某个位置与其中最高的位 置之差的绝对值大于5mm时，与其所对应的1~4#油缸电磁阀的b电磁铁（1#油 缸电磁涧的b电磁铁对应1#油缸传感器）得电，直到四缸位置差的绝对值小于 1mm时该电磁铁失电。

当达到预定位置需要停止时，按下〃快速停止〃按钮，1#共 用电磁阀b电磁铁失电如果此时四个油缸位置的最大值与最小值的差值的绝对值还大于5mm,则低 位油缸所对应的电磁涧的b电磁铁继续得电，直到位置差的绝对值小于1mm时 该电磁铁失电中间罐车处在固定位置工作状态时，此四个调节阀全时跟踪调整 以处于高位的油缸作为基准，低位油缸对应的电磁阀的b电磁铁得电失电随时调 节在上升过程中及在固定位置时，如果低位油缸所对应的电磁阀的电磁铁得 电后，位置差值还继续加大，当大于10mm时，发出〃油缸油路严重故障〃警报并 停止本次工作主要编程思路如下：2.2快速下降过程需要中包快速下降时，按下〃快速下降〃按钮，1#共用电磁阀b电磁铁、2#共 用电磁阀a电磁铁得电，中包快速下降，当4个位置传感器中所反馈的某个位置 与其中最低的位置之差的绝对值大于5mm时，与其所对应的电磁阀的a电磁铁 得电，直到位置差的绝对值小于1mm时该电磁铁失电当达到预定位置需要停 止时，按下“快速停止〃按钮，1#共用电磁阀b电磁铁、2#共用电磁阀a电磁铁失 电当停止动作后，四个油缸继续进行实时调整，调整方式与快速上升停止后的 动作相同主要编程思路参照"快速上升〃。

2.3缓慢上升需要中包缓慢上升时，按下〃缓慢上升〃按钮，1、2#共用电磁阀均不得电只 是1~4#油缸电磁阀的b电磁铁得电，中包缓慢上升，当1~4#位置传感器中所反 馈的最高的位置与最低位置之差的绝对值大于5mm时，处于最高位油缸所对应 的电磁涧的电磁铁b失电，直到位置差的绝对值小于1mm时该电磁铁继续得电当达到预定位置需要停止时，按下〃缓慢停止〃按钮，所有电磁铁失电此时, PLC对油缸位置继续进行运算，如果此时四个油缸位置的最大值与最小值的差值 的绝对值还大于5mm,则低位油缸所对应的电磁阀的b电磁铁继续得电，直到位 置差的绝对值小于1mm时该电磁铁失电中间罐车处在固定位置工作状态时， 此四个调节阀全时跟踪调整以处于高位的油缸作为基准，低位油缸对应的电磁 阀的b电磁铁得电失电随时调节在上升过程中及在固定位置时，如果低位油 缸所对应的电磁阀的电磁铁得电后，位置差值还继续加大，当大于10mm时，发 出〃油缸油路严重故障〃警报并停止本次工作主要编程思路：2.4缓慢下降：需要中包缓慢下降时，按下〃缓慢下降〃按钮，1、2#共用电磁阀均不得电只 是1~4#油缸电磁阀的a电磁铁得电，中间罐车缓慢下降。

当4个位置传感器中所 反馈的最低的位置与最高位置之差的绝对值大于5mm时，与处于最低位油缸所 对应的电磁阀的电磁铁a失电，直到位置差的绝对值小于1mm时该电磁铁继续 得电当达到预定位置需要停止时，按下〃缓慢停止〃按钮，所有电磁铁失电此时, PLC对油缸位置继续进行运算，实时调整方法与“缓慢上升〃相同主要编程思路参照〃缓慢上升〃3. 结束语本文粗略的介绍了连铸工艺中，换向阀控制中间罐车升降的运转方式该项 目投产以来运行平稳，安全可靠，较人工手动控制显著提高了生产效率，有效的 避免了事故的发生在具体应用中，可根据工艺要求及设备的具体形式对开关和 控制方式作相应的调整在此项目及类似项目中应注意以下儿点：（1） 由于现场各个位信号引回至电气室PLC柜，施工时应采用屏蔽阻燃控制 电缆为便于接线，最好采用软电缆另外根据每个项目的不同情况，如果有通 过热区的情况，应采用耐高温阻燃屏蔽软电缆2） 传感器引出线芯数较多，且每个项目传感器选型不同，应仔细查看对应 的说明书，找到信号线颜色的对照关系，仔细接线3） 如果某个传感器损坏或信号线断开，那么该油缸就会出现失控情况，造 成事故因此经常检查传感器及接线是否完好。

并且在程序中加入此功能总体来讲，这种中间罐车控制方法简便有效，安全耐用，大大提高了生产效 率和安全性。