一種液壓系統失電保護裝置及其失電保護方法
【專利摘要】本發明涉及一種液壓系統失電保護裝置，包括由油泵、溢流閥和油箱依次串聯組成的油路，以及由第一單向閥、第一電磁換向閥、蓄能器、液壓缸、第二電磁換向閥、第二單向閥和溢流閥依次串聯組成的正常工作回路，還包括外接外部電源的控制器、用于向控制器不間斷供電的UPS電源以及并接在第二電磁換向閥上的比例溢流閥，控制器的信號輸出端與比例溢流閥的控制信號接口相連，控制器內部設置可編程控制器PLC。本發明還公開了一種液壓系統失電保護裝置的失電保護方法。本發明在液壓系統突然失電時，通過UPS電源不間斷的向控制器供電，根據用戶選擇的泄壓模式，控制比例溢流閥使液壓缸自動或手動泄壓，能夠避免液壓系統發生危險動作，提高了安全性。
【專利說明】一種液壓系統失電保護裝置及其失電保護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及液壓傳動【技術領域】，尤其是一種液壓系統失電保護裝置及其失電保護方法。
【背景技術】
[0002]一般液壓系統在正常工作時，泵站電機、電磁閥等液壓元件需要持續不斷的電力供應，泵站電機如果失電會造成管路壓力迅速下降，電磁閥如果失電會造成電磁閥意外閉合或打開，同時液壓缸等執行元件產生危險的動作。可見，液壓系統突然失電是一種非常危險的狀況，對液壓系統的失電保護是非常重要的。
[0003]UPS是不間斷電源的縮寫，它的功能是確保負載供電不間斷并改善供電電源的質量，隔離負載和電源的干擾，UPS已經在電信、金融、能源、交通、醫藥、教育、工業、軍事等許多領域得到了廣泛的應用。目前，國內的液壓系統保護裝置的功能只能避免液壓系統在發生過載和突發故障等情況下損壞，利用UPS實現液壓系統失電保護的裝置還是空白。
【發明內容】
[0004]本發明的首要目的在于提供一種能夠在液壓系統突然失電的情況下，短時間內保持管路上的壓力，并且可以根據用戶的設定，自動或者手動控制壓力釋放，進而保護液壓元器件的液壓系統失電保護裝置。
[0005]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:一種液壓系統失電保護裝置，包括由油泵、溢流閥和油箱依次串聯組成的油路，以及由第一單向閥、第一電磁換向閥、蓄能器、液壓缸、第二電磁換向閥、第二單向閥和溢流閥依次串聯組成的正常工作回路，還包括外接外部電源的控制器、用于向控制器不間斷供電的UPS電源以及并接在第二電磁換向閥上的比例溢流閥，控制器的信號輸出端與比例溢流閥的控制信號接口相連，控制器內部設置可編程控制器PLC。
[0006]所述控制器由電源轉換器、可編程控制器PLC、撥動開關和按鍵組成，可編程控制器PLC外接外部電源，可編程控制器PLC的模擬量輸出接口與比例溢流閥的控制信號接口相連；所述UPS電源輸出220V交流電至電源轉換器，電源轉換器輸出24V直流電分別至比例溢流閥、可編程控制器PLC。
[0007]所述第一電磁換向閥、第二電磁換向閥均采用兩位兩通電磁換向閥。
[0008]所述可編程控制器PLC采用CPU221芯片，所述比例溢流閥的型號為RE06M250T2V1R)，其外部控制信號是O?10伏的電壓信號。
[0009]所述可編程控制器PLC的第一、二輸入端分別與用于選擇手動/自動工作模式的撥動開關、用于控制手動泄壓的按鍵相連。
[0010]本發明的另一目的在于提供一種液壓系統失電保護裝置的失電保護方法，該方法包括下列順序的步驟:
(I)系統上電，完成初始化，可編程控制器PLC的模擬量輸出信號為10伏，比例溢流閥的開啟壓力最大，比例溢流閥所在油路處于關閉狀態；
(2)根據外部電源的輸入，可編程控制器PLC判斷液壓系統是否失電，如果未檢測到系統失電則循環判斷，否則進入下一步；
(3)根據撥動開關的設定選擇工作模式，若為自動模式則可編程控制器PLC控制延遲等待20秒后進入下一步；若為手動模式則一直等待按鍵被按下后進入下一步；
(4)可編程控制器PLC控制模擬量輸出信號即比例溢流閥的控制信號從10伏下降到O伏，比例溢流閥的開啟壓力下降，液壓系統開始泄壓直至泄壓完成。
[0011]由上述技術方案可知，本發明在液壓系統發生突然失電的情況時，先通過蓄能器暫時保持油路上的壓力，進而維持液壓缸的運動狀態，同時通過UPS電源不間斷的向控制器供電，由控制器根據用戶選擇的不同的泄壓模式，控制比例溢流閥使液壓缸自動或手動泄壓。本發明能夠在液壓系統意外失電時，防止液壓缸的壓力突然下降進而造成損壞，大大提高了液壓系統的安全性；此外，允許用戶設定不同的泄壓模式，適用于諸多應用場合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構組成示意圖。
[0013]圖2為圖1中控UPS電源、比例溢流閥和控制器的組成示意圖。
[0014]圖3為本發明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0015]一種液壓系統失電保護裝置，包括由油泵10、溢流閥8和油箱9依次串聯組成的油路，以及由第一單向閥6、第一電磁換向閥5、蓄能器2、液壓缸1、第二電磁換向閥4、第二單向閥7和溢流閥8依次串聯組成的正常工作回路，還包括外接外部電源的控制器11、用于向控制器11不間斷供電的UPS電源12以及并接在第二電磁換向閥4上的比例溢流閥3，控制器11的信號輸出端與比例溢流閥3的控制信號接口相連，控制器11內部設置可編程控制器PLC 112，如圖1所示。UPS電源12 —直在給控制器11供電，控制器11所接的外部電源并非給控制器11供電的，而是讓控制器11獲知液壓系統是否失電。
[0016]如圖2所示，所述控制器11由電源轉換器111、可編程控制器PLC 112、撥動開關113和按鍵114組成，可編程控制器PLC 112外接外部電源，可編程控制器PLC 112的模擬量輸出接口與比例溢流閥3的控制信號接口相連；所述UPS電源12輸出220V交流電至電源轉換器111，電源轉換器111輸出24V直流電分別至比例溢流閥3、可編程控制器PLC 112 ；所述可編程控制器PLC 112的第一、二輸入端分別與用于選擇手動/自動工作模式的撥動開關113、用于控制手動泄壓的按鍵114相連。所述第一電磁換向閥5、第二電磁換向閥4均采用兩位兩通電磁換向閥。所述可編程控制器PLC 112采用CPU221芯片，用于檢測系統是否失電，根據不同的工作模式控制比例溢流閥3實現泄壓操作；所述比例溢流閥3的型號為RE06M250T2V1R)，其外部控制信號是O?10伏的電壓信號。
[0017]如圖3所示，在工作時，第一步，系統上電，完成初始化，可編程控制器PLC 112的模擬量輸出信號為10伏，比例溢流閥3的開啟壓力最大，比例溢流閥3所在油路處于關閉狀態；第二步，根據外部電源的輸入，可編程控制器PLC 112判斷液壓系統是否失電，如果未檢測到系統失電則循環判斷，否則進入下一步；第三步，根據撥動開關113的設定選擇工作模式，若為自動模式則可編程控制器PLC 112控制延遲等待20秒后進入下一步；若為手動模式則一直等待按鍵114被按下后進入下一步；第四步，可編程控制器PLC 112控制模擬量輸出信號即比例溢流閥3的控制信號從10伏下降到O伏，比例溢流閥3的開啟壓力下降，液壓系統開始泄壓直至泄壓完成。
[0018]以下結合圖1、2、3對本發明作進一步的說明。
[0019]所述液壓缸I是被保護的液壓元器件，蓄能器2的功能是在液壓系統失電時暫時保持壓力，比例溢流閥3的功能是根據外部控制信號調節閥所在油路的壓力，所述第一電磁換向閥4、第二電磁換向閥5、第一單向閥6、第二單向閥7、溢流閥8、油箱9及油泵10都是標準液壓元器件，所述UPS電源12的功能是產生不間斷的220伏交流電壓。溢流閥8、油箱9和油泵10用來在油路中產生壓力，三者都是標準的液壓元器件。所述電源轉換器111將UPS電源12輸入的交流電轉化成24伏直流電，同時為可編程控制器PLC112和比例溢流閥3提供電力供應。
[0020]當系統正常工作時，即未發生外部電源失效時，油泵10運轉產生油壓。可編程控制器PLC 112輸出至比例溢流閥3的模擬量控制信號為10伏，比例溢流閥3關閉。通過第一、二電磁換向閥4、5的開閉可以實現液壓缸I的動作:當第一電磁換向閥5打開且第二電磁換向閥4閉合時，液壓缸I加壓；當第一電磁換向閥5閉合且第二電磁換向閥4打開時，液壓缸I泄壓，恢復原始狀態；
當液壓系統突然失電時，部分液壓元器件無法正常工作，包括第一、二電磁換向閥4、5和油泵10等。第一、二電磁換向閥4、5同時閉合，在蓄能器2的作用下液壓缸I暫時保持壓力。UPS電源12此時依然能夠正常供電，電源轉換器111可以正常輸出直流供電，因此比例溢流閥3、可編程控制器PLC 112仍然可以正常工作。可編程控制器PLC 112檢測到外部電源失電，開始根據撥動開關113的設定執行不同的工作模式:如果撥動開關113設定為自動模式，則可編程控制器PLC 112控制延遲等待20秒后，系統自動泄壓；如果撥動開關113設定為手動模式，則系統一直保持壓力，直待按鍵114按下后，系統開始泄壓。泄壓過程受到可編程控制器PLC 112的控制，可編程控制器PLC 112的模擬量輸出信號從10伏下降到O伏，比例溢流閥3的開啟壓力也隨之下降，液壓缸I緩慢泄壓，進而達到保護的目的。
[0021]綜上所述，本發明在液壓系統發生突然失電的情況時，先通過蓄能器2暫時保持油路上的壓力，進而維持液壓缸I的運動狀態，同時通過UPS電源12不間斷的向控制器11供電，由控制器11根據用戶選擇的不同的泄壓模式，控制比例溢流閥3使液壓缸自動或手動泄壓。本發明能夠在液壓系統意外失電時，防止液壓缸I的壓力突然下降進而造成損壞，大大提高了液壓系統的安全性。
【權利要求】
1.一種液壓系統失電保護裝置，包括由油泵、溢流閥和油箱依次串聯組成的油路，以及由第一單向閥、第一電磁換向閥、蓄能器、液壓缸、第二電磁換向閥、第二單向閥和溢流閥依次串聯組成的正常工作回路，其特征在于:還包括外接外部電源的控制器、用于向控制器不間斷供電的UPS電源以及并接在第二電磁換向閥上的比例溢流閥，控制器的信號輸出端與比例溢流閥的控制信號接口相連，控制器內部設置可編程控制器PLC。
2.根據權利要求1所述的一種液壓系統失電保護裝置，其特征在于:所述控制器由電源轉換器、可編程控制器PLC、撥動開關和按鍵組成，可編程控制器PLC外接外部電源，可編程控制器PLC的模擬量輸出接口與比例溢流閥的控制信號接口相連；所述UPS電源輸出220V交流電至電源轉換器，電源轉換器輸出24V直流電分別至比例溢流閥、可編程控制器PLC0
3.根據權利要求1所述的一種液壓系統失電保護裝置，其特征在于:所述第一電磁換向閥、第二電磁換向閥均采用兩位兩通電磁換向閥。
4.根據權利要求2所述的一種液壓系統失電保護裝置，其特征在于:所述可編程控制器PLC采用CPU221芯片，所述比例溢流閥的型號為RE06M250T2V1R)，其外部控制信號是O?10伏的電壓信號。
5.根據權利要求2所述的一種液壓系統失電保護裝置，其特征在于:所述可編程控制器PLC的第一、二輸入端分別與用于選擇手動/自動工作模式的撥動開關、用于控制手動泄壓的按鍵相連。
6.一種液壓系統失電保護裝置的失電保護方法，其特征在于，該方法包括下列順序的步驟: (1)系統上電，完成初始化，可編程控制器PLC的模擬量輸出信號為10伏，比例溢流閥的開啟壓力最大，比例溢流閥所在油路處于關閉狀態； (2)根據外部電源的輸入，可編程控制器PLC判斷液壓系統是否失電，如果未檢測到系統失電則循環判斷，否則進入下一步； (3)根據撥動開關的設定選擇工作模式，若為自動模式則可編程控制器PLC控制延遲等待20秒后進入下一步；若為手動模式則一直等待按鍵被按下后進入下一步； (4)可編程控制器PLC控制模擬量輸出信號即比例溢流閥的控制信號從10伏下降到O伏，比例溢流閥的開啟壓力下降，液壓系統開始泄壓直至泄壓完成。
【文檔編號】F15B1/02GK104454794SQ201410630063
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月11日 優先權日:2014年11月11日
【發明者】劉喆, 湯輝, 倪仁品 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所