智能集中润滑系统设计

河南理工大学本科毕业论文 I 摘要摘要 该智能集中润滑系统采用 PLC 控制 在各润滑点及分油控制 处都装有检测元件 设定定量反馈 在润滑作业中各个部分不间 断的将自身部分的状况反馈给 PLC 由 PLC 经过计算处理后再对 相应的部分发出指令 并协调各部分之间的工作 系统采用西门子公司的 CPU S7 200 系列中的 224 作为中央 处理器 该润滑系统通过对润滑点处的自动分油控制箱处联合安 设容积式流量计这一元件使得各润滑点的润滑量 润滑周期及润 滑速度皆可调 而且保证了润滑油的供给量 使之不再受温度 季节 湿度等因素的影响 另外通过检测元件的反馈 各工作点 将自身的工作情形 状态送至主控柜 中央处理器因此获知各地 址处的工作状态 主控柜得以能够准确的了解润滑的现况 使得 中央处理器能够进行及时准确的处理 并能对故障进行控制消除 对重故障等进行报警 和其他机构实现联锁控制 并指明故障点 利于人工检修 通过现场和主控柜及主控室之间的信号线及联锁 线实现了主控室的远程精确控制即远程 分散 数量众多的润滑 点的电气化控制 关键词 关键词 容积式流量计 编码盒 解码盒 润滑点 电磁阀 继电器 集中润滑系统 PLC 河南理工大学本科毕业论文 II Abstract The intelligent centralize lubrication system is contolled by PLC in all lubrication points and oil separator control branch are equipped with detection device Setting quantitative feedback operation in the lubrication every part continued itself part of the state feedback to the PLC treatment has been controlled by the PLC then issued a directive on the corresponding part and coordinate the work between the various parts The system uses Simens company s CPU S7 200 series 224 as the centrol processor The lubrication system through at the lubrication points to automate oil separator control box place joint install volumetric flowmeter this components it make the meter lubrication quantity lubrication points lubrication cycle and the speed can be adjusted but it also ensures the supply of oil so that it no longer affected by temperature season humidity and other factors Another component of the feedback by detecting every working point will sent their working conditions and the state to the main control cabinet therefore the central processing unit informed the working state of each address the main contral cabinet be able to accurately learn the status of lubrication make the central processing unit be able to deal with it timely and accurately and can be cotrolled to eliminate the malfunction alarm the heavy malfunction achieve the interlocking control with other agencies and indicate the point of the malfunction make artificial maintenance become easy Through on site and between the main control cabinet the main control room of the 河南理工大学本科毕业论文 III signal lines and interlocking lines make the precise control of the remote main control room become ture that is remote scattered numerous lubrication points of the electric control Keywords volumetric flowmeter code box decoder box lubrication points electromagnetic valve electric relay centralized lubrication system programmable controller 河南理工大学本科毕业论文 i 目录目录 1 绪论 1 1 1 集中润滑系统的发展 1 1 2 三种润滑系统的比较 1 1 2 1 单线集中润滑系统 1 1 2 2 双线集中润滑系统 3 1 2 3 智能集中润滑系统 5 1 2 4 三种集中润滑系统的特点比较 8 1 3 课题的来源及现实意义 9 2 智能集中润滑系统的设计 10 2 1 控制系统 12 2 2 动力系统 12 2 3 给油系统 12 2 4 检测系统 13 2 5 系统管网 13 2 6 智能集中润滑系统的特点 13 2 7 智能集中润滑系统的控制原理 14 2 8 故障检测 14 2 9 联锁控制 15 2 10 参数的调整及故障处理 15 3 系统的硬件组成部分设计 16 3 1 编码盒 16 3 1 1 关于 VD5026 18 河南理工大学本科毕业论文 ii 3 2 电控智能分油控制箱 20 3 2 1 电控智能分油控制箱工作原理 21 3 2 2 自动分油控制器编码插针的设置方法 23 3 2 3 解码电路原理分析 25 3 2 4 解码器 VD5027 31 3 2 5 关于 CD4093 33 3 2 6 电磁阀的内部结构 34 3 2 7 容积式流量计 36 3 3 高压油泵 38 4 系统的软件部分设计 42 4 1 CPU 及其拓展模块 42 4 2 PLC 地址分配表 48 4 3 文本显示器 49 4 4 主程序及中断程序流程图 52 5 结论 54 致谢 55 参考文献 56 附录一 润滑系统控制柜实物图 58 附录二 智能润滑系统电气控制图 61 河南理工大学本科毕业论文 1 1 1 绪论绪论 1 1 集中润滑系统的发展 随着工业化程度的不断提高 工业机械设备的应用范围和工 作条件都有了更广泛的扩展 很多设备的工作环境比较复杂甚至 恶劣 人工操作的传统的机械润滑要花费很大的物力 时间而且 不能保证润滑的准确度和效果 传统的润滑系统在很多工业场合 已不能满足润滑的要求 随着对润滑 液压等适应条件难度的增 大 能满足这些需求的新的润滑系统的呼声一再增高 集中润滑 系统得到了前所未有的发展 随着我国工业这些年的发展 集中 润滑系统先后出现了单线集中润滑系统 双线集中润滑系统 而 现在单线 双线集中润滑系统也出现了诸如润滑不够准确 润滑 效果易受其他因素影响 及系统的稳定性不高和检测故障不方便 等许多缺陷 因为存在这些不足 集中润滑系统仍需向前发展 一种能够克服以上缺陷的智能集中润滑系统就应运而生了 1 2 三种润滑系统的比较 1 2 1 单线集中润滑系统单线集中润滑系统 单线集中润滑系统有一条供油干线 依靠 单线给油分配器 将润滑脂分配到各个润滑点 当润滑脂进入到 单线给油分配器 后 被 单线给油分配器 分成一份一份的 比如六输出的 单线给油分配器 先将润滑 脂分给 1 出油口一份 1 出油口出油完成后内部机构接通 2 出 油口 2 出油口出油完成后内部结构接通 3 出油口 以此类推 河南理工大学本科毕业论文 2 最后一号出油口出油完成后内部结构接通 1 出油口 完成一个循 环 对于多点的润滑 单线润滑系统的方法是将分配器 术语称 亲分配器 的出油口再接上分配器 术语叫子分配器 润滑点若 再接分配器就称为 孙分配器 在工作过程中只要有一个润滑 点堵塞 上述循环就得终止 整个润滑系统就立刻停止工作 单 线润滑系统将泵送来的润滑油通过 单线给油分配器 依次向每 个润滑点供油 一个润滑点能否供油依赖上一个润滑点的工作是 否正常 因此其工作有严重的不稳定性 其特点如下 1 每个循环周期都能向各润滑点定量的提供润滑脂 2 没电给油量一旦安装确定更改比较困难 一经安装 各 点的给油比例已经确定 如果一个润滑点更改给油量 其他润滑 点也按比例更改润滑油量 3 一处堵塞就导致整个系统停止工作 其好处是易于知道 故障 但不易于找到故障在哪 且容易引起润滑终止 导致被润 滑设备润滑不良 4 增加新的润滑点时 很不方便 需改变原系统中的分配 器或重新组装 扩展性很差 河南理工大学本科毕业论文 3 图 1 1 单线润滑系统 1 2 2 双线集中润滑系统双线集中润滑系统 图 1 2 双线给油分配器的工作原理图 双线给油分配器的工作原理如图 1 2 3a 和 3b 是两条供油 干线 5 和 6 是两个出油口 4a 是阀门活塞 用于控制油的方向 4b 是计量活塞 用于控制每次的给油量 河南理工大学本科毕业论文 4 当 3a 供油管供油 3b 供油管回油时 阀门活塞向下运动到极 限位置使 3a 和 4b 的上腔接通 4b 的下腔与 6 出油口 在油压 的运动下 4b 向下运动 4b 的下腔的润滑脂被挤出到 6 口 4b 向 下运动到极限位置 即使 3a 供油管继续保持供油 6 中也不会有 更多的润滑脂流出 这就是双线给油分配器的定量功能 同理 3b 供油管供油 3a 供油管回油时 4a 的上腔的润滑 脂被挤入到 5 出油口 调整螺帽 1 可以通过指示杆 2 限定计量活塞 4b 的上限位置 也就限定了 4b 的上下活动范围 4b 的活动范围越小 其每次的 给油量就越小 图 1 3 是一个双线集中润滑系统的油路图 其工作原理为 油泵依靠电力将润滑脂从储油桶中泵入油管 使油管中的油达到 额定压 图 1 3 双线集中润滑系统的油路图 力 油管中的油根据换向阀的位置与支路 1 或支路 2 接通 当油 管与支路 1 接通时 支路 2 与回油管接通 连接于分配器下的偶 数润滑点由近及远依次加注润滑油脂 当最远端的分配器下侧的 润滑点润滑完成后 支路 1 处于堵死状态 支路 1 的压力逐渐升 河南理工大学本科毕业论文 5 高 当压力升高到使 压差开关 动作的压力时 压差开关动作 通过电控箱使换向阀换向 换向后油管与支路 2 接通 支路 1 与 回油管接通 连接于分配器上侧的奇数润滑点由近及远依次加注 润滑脂 等末端分配器动作完成 支路 2 压力升高 当压力升高 到使 压差开关 换位后油管又与支路管接通 系统又开始向偶 数润滑点供油 如此循环往复 其特点是 1 两个供油线路 分配器有指示管 各个润滑管的每次给 油量可调 润滑点独立 系统不易崩溃 2 指示杆处动密封点多 系统易漏油 各分油器串接 压 差开关置于末端 很易导致距油泵近的分油器承受高压而压差开 关处的分油器压力不足 3 每换一次向 由于换阀器将原压力支路连接到回油管 导致泄压 远端的分油器又因压阻大而导致升压慢 这些因素都 使油泵的无用功很多 浪费泵的寿命 也浪费能源 4 调整每次给油量必须到每个分油处 且供油正常与否也 很难观察 5 各个润滑点的供油间隔必须相同 很难满足一个大型设 备的润滑 6 电控系统故障率较高 不适合工作条件恶劣 高温 粉 尘大 高振动的环境 这些因素易使电控系统的接点接触不良 是整个系统瘫痪 1 2 3 智能集中润滑系统智能集中润滑系统 润滑工程可分为 提前开泵 给润滑点加油 预加压三部分 1 提前开泵 当润滑系统开始运行时由主控制柜给高压油泵 河南理工大学本科毕业论文 6 输出工作信号 高压油泵开始工作并将油脂输送到主油管 使系 统管道油压升高 2 给润滑点加油 该过程中打开电磁阀给润滑点进行加油 同时流量开关开始准确的检测 并把计量数值传给 PLC 这时其 他润滑点的电磁开关都是关闭的 从高压油泵到第一个润滑点形 成一条输油通路 整个输油管道的压力全部集中在这一个润滑点 上 这样确保了该点的供油压力 也就保证了该点的给油量 这 个润滑点的供油量是通过调整该点的单次给油量 单次给油时间 后由 PLC 控制完成的 供油量准确可靠 并随机可调 以此来保 证该润滑点的给油量 3 预加压 该过程已经开始为下一个点的润滑做准备了 对这个管道进行预加压 当加压时间到了之后就开始打开下一个 点 在此时间段中 PLC 对上一润滑点的加油润滑工作进行评估 将堵点等故障信息传到 HMI 即人机界面的触摸屏上 可以使用户 知道详细的故障信息 当第一个点经过 润滑加油 预加压 两个阶段后 标志 着第一个点的预加压过程就结束了 PLC 会输出信号打开第二个 点 其过程和第一个点的供油过程相同 当第二个供油点供油结 束之后 控制系统关闭其电磁开关输出信号打开第三个润滑 点 以此类推 系统对所有润滑点逐点供油 当最后一个润滑 点供油结束后 系统进入循环周期即系统两次工作之间的间歇时 间 高压油泵停止工作 如此反复 实现对整个润滑系统的智能 供油 智能集中润滑系统采用 PLC 控制 运用传感技术进行检测 该系统有一根供油管 在润滑点和供油管之间接有电磁阀 电磁 河南理工大学本科毕业论文 7 阀是常闭的 当润滑某个润滑点时 该点的电磁阀打开 因为系 统被设计成某时刻只有一个电磁阀打开 各润滑点依次润滑 该 点与供油管接通 得到润滑 调整某润滑点的电磁阀的接通时间 也就调整了这个润滑点 的加脂量 这些参数的调整 在电控柜的面板上用键盘就可以完 成 润滑泵的出口处接有容积式传感器 当润滑脂流过该传感器 时 每流过 1ml 设定的 传感器就发出一个电压脉冲 这个脉 冲被接到了 PLC 的相应输入端 PLC 根据脉冲来累积润滑脂的用 量 每个电磁阀的后面都接有流量开关 当有流量时开关闭合 没有流量时开关断开 如果某个润滑点堵塞了 系统润滑该点时 虽然电磁阀的阀门已打开 但流量开关不会闭合 PLC 据此发出 该润滑点堵塞的报警 另外系统还有油泵故障 油压低 油泵油位低 流量过高 系统供电故障等报警 图 1 4 智能集中润滑系统油路图 PLC 打开某个电磁阀给该润滑点润滑 打开的时间决定给油 量 间隔的时间就是这个润滑点的 润滑周期 因此调整 润滑 周期 和每次的给油量变的很简单 而且调整一个润滑点其他润 河南理工大学本科毕业论文 8 滑点的参数不变 智能集中润滑系统的控制功能是由 PLC 实现 PLC 软件的升 级可使其功能更加完善 也可以使润滑系统进入工厂计算机监控 网 其运行特点是 1 润滑脂由油泵注入主油管 每个润滑点和油管中间安装有高 压电磁阀 电磁阀由电控箱顺序打开而向润滑点供油 供油管道 简单明了 各点有各点的电磁阀 相互不关联 一个润滑点的供 油故障不会影响其它点 2 每个润滑点都设有流量开关 当润滑堵塞时立即发出故障报 警 并指出哪一点故障 3 润滑系统由 PLC 全面协调控制 每个润滑点供油时间及间隔 时间都可方便的在室内调整 实先了远程启动及远程报警 留有 接口 可接入 DCS 系统 4 油泵也由 PLC 控制开启和停止 节能节油 并大大延长了润 滑泵的使用寿命 5 各润滑点独立 系统可靠 维修方便 可扩展性强 6 没有动密封点 杜绝了润滑点漏油的毛病 7 检修某个或某几个润滑点后 需要给其大量加油时 可方便 的打开其对应的电磁阀对该润滑点持续供油 1 2 4 三种集中润滑系统的特点比较三种集中润滑系统的特点比较 单线集中润滑系统的缺点是任何一点堵塞 整个润滑系统就 不工作了 另外 虽然润滑点每个循环的加油量是一定的 但不 能保证做到每次加油的时间刚好是一个或几个循环 因为随着温 度 润滑点的背压及润滑油品种的变化 一个循环所需要的时间 河南理工大学本科毕业论文 9 也在变化 而且变化可能很大 这种系统润滑点关联 更改加油 量困难 双线集中润滑系统各个润滑点的 润滑周期 都必须相同 每个润滑点的加油量难以调整 这就意味着大型设备若采用双线 集中润滑系统只用一台是不行的 因为众多润滑点往往需要的不 是一个润滑周期 大型设备宜采用智能集中润滑系统 这种系统每个润滑点的 给油量可以单独设定 有多种 润滑周期 可供选择 满足了各 润滑点的不同要求 该润滑系统还有堵塞报警和其他故障的那个 报警 还有泵出的润滑脂流量累计 这些功能给设备的点检工作 带来了很大的方便 其单点连续加油的功能 对设备提高检修效 率 降低检修时间很有用 1 3 课题的来源及现实意义 随着我国工业技术水平的提高与世界先进国家的接轨 润滑 系统升级的呼声越来越高 新的更智能的润滑系统日益受到各行 各业的青睐 润滑效果的提高使得工业设备的寿命得以提高 使 其日常的运行得以稳定 保证了工业生产 而且避免了人们为了 润滑设备长时间 频繁地处在恶劣 复杂的环境中 保证了人的 安全 其远程监控 联锁控制的功能保证了设备的安全稳定运行 使得管理非常方便 智能集中润滑系统的研究对提升我国的润滑 技术和提高企业的经济效益都具有重大 现实的意义和作用 河南理工大学本科毕业论文 10 2 2 智能集中润滑系统的设计智能集中润滑系统的设计 该系统的设计要能实现定时 定量 定点润滑 具有实时监 控 智能通讯 故障智检及声光保险等功能 尤其可以检测到每 个润滑点的堵塞故障 指出堵塞点的位置 精确统计润滑油的用 量 而且保证系统的各个润滑点没有关联 各自独立 使得每个 润滑点的给油量和间隔时间可以用键盘调整 工程竣工后更改给 油量简洁方便 设计该系统要能广泛的用于烧结机 篦冷机 振 动筛 轧钢机 连铸机 摇床 环冷机 重载板式机 高线 连 铸机 大型行车 导轨 堆取料机 牙轮转 大型挖掘机 电铲 翻车机重载拖辊以及其他润滑点集中 工作环境恶劣 人工不易 或不能加油的地方 也用于长距离分散润滑点的集中润滑 本智能润滑系统将采用科学的分油方式 将定时定量的精确 润滑理论融入到系统和设备的设计与制造当中 它是传感技术 信息技术 自动化控制和管理思想的有机构成 主要的组成设备 有主控柜 含 PLC 文本显示器 高压油泵 编码盒 自动分 油控制箱等 它包括控制系统 动力系统 给油系统 检测系统 及系统管网等 河南理工大学本科毕业论文 11 图 2 1 润滑系统工作原理图 河南理工大学本科毕业论文 12 2 1 控制系统 控制系统主要是集成控制柜 采用德国西门子 S7 200PLC 作为控制器 具有中文文本显示和调节功能 用户通过文本显示 器或触摸屏上的信息获得相关的润滑信息 并且可以准确获得润 滑作业时的故障情况 该控制系统可以全面协调系统各部分的运 行状态 可为系统运行状况进行实时监控 通过上位机的监控画 面 模拟出润滑点处实际润滑状况 形象的将实际情况反映到计 算机主监室 对主控柜要求的工作参数为 交流 220V 电压 0 5KW 功率 2 2 动力系统 该智能润滑系统是由高压油泵来向整个润滑系统提供动力的 可对动力油泵进行无级调压 该动力系统受主控柜中可编程逻辑 控制器 PLC 的控制 用户通过 PLC 来控制油泵的工作状态 当 进行润滑作业时向高压油泵发出高电平信号 进而启动高压油泵 进行作业 而且可配备两台油泵进行润滑作业两台油泵互为备用 通过 PLC 的控制两台油泵之间的转换 另外还可再配备一台补油 泵自动地对油位低的高压油泵进行补油 动力系统的工作参数为 0 40MPa 的压力 交流 380V 的电 压 3 0Kw 的功率 包含补油泵的功率 2 3 给油系统 使用电磁阀作为给油器件的润滑系统 其原理是供油管和润 滑点之间接有电磁阀 在电磁阀组的左边设计了容积式流量计 河南理工大学本科毕业论文 13 使用 PLC 来控制电磁阀的开关 同时检测容积式流量计的状态 该系统中 调解润滑点的加油脂量是通过电磁阀的接通时间来实 现的 每个润滑点可以定时定量的自动加油 系统可以检测堵塞 的分配器 并直接指出分配器的编号和位置且每个分配器的各个 润滑点给油量均匀分配 油量相同 采用 容积式计量 基本上 解决了稠油量不准的难题 整个智能润滑系统通过给油系统分配 适合作业点的油量 并对需要作业的润滑点进行逐点润滑 各点 每次润滑的油量 给油周期 整个润滑点的润滑周期都可以在主 控柜的触摸屏上进行控制 对给油系统要求的工作参数为 交流 220V 电压 直流 24V 电压 60W 功率 2 4 检测系统 该智能润滑系统的油泵供油系统内部液油位传感器 PLC 通 过定量及流量传感器检测各点的供油情况 加上其他传感器的信 号使 PLC 对每个故障点的检测与判断更可靠 主控柜输出故障报 警及故障点位置的文本显示 2 5 系统管网 高压油脂管路和用于控制 检测的寻址电缆 其简单可靠的 寻址方式使控制和检测简单灵活 大大减少检修难度 2 6 智能集中润滑系统的特点 1 数百个润滑点的集中管理 集中补加润滑油 2 达到润滑点的润滑油经过系统多次过滤 3 定时 定量 定点的供油 每点供油量调整方便 河南理工大学本科毕业论文 14 4 完备的故障检测系统 如润滑点的堵塞和泄露 油泵 油位低 油泵不上压 完备的安全措施 如超压保护 启动联锁 等功能 5 可控制主控室实现远程控制 网络挂接 远程维护 2 7 智能集中润滑系统的控制原理 该系统工作时 首先由主控制柜给高压油泵输出工作信号 高压油泵开始工作并将油脂输送到 主油管 稍微延时 使系 统升压 主控制柜输出第一个润滑点的控制信号 打开其电磁 开关向该点供油 这时其他润滑点的 电磁开关都是关闭的 从高压油泵到第一个润滑点形成一条供油通路 油泵的压力全部 集中在这一润滑点上 确保了该点的供油压力 也就保证了该点 的供油 该润滑点的供油量是通过调整该点的定量油流传感器 给油量 给油时间后经由 PLC 控制完成的 供油量准确可靠 并 随机可调 以此来保证该点的给油量 当第一个润滑点的供油过 程结束时 主控柜输出信号将其电磁开关关闭 同时打开第二个 润滑点的电磁开关并向其供油 其过程同第一个润滑点的相同 以此类推 当最后一个润滑点供油结束后系统进入循环 时间 高压油泵停止工作 循环时间可以设定 当达到所设定的 循环时间后 系统再次启动 重复第一次的供油润滑作业 如此 反复实现对整个润滑系统的智能化供油 2 8 故障检测 在智能润滑系统供油过程中 当某一个润滑点的电磁开关打 向该点供油时 该点所配套的定量油流传感器也开始工作 采集 河南理工大学本科毕业论文 15 该点油脂流过的信号 通过对信号的识别判断 PLC 可以知道该 点的供油情况 假如该点出现堵塞或畅通时 即电磁开关不能闭 合时 定量油流传感器会采集到信号 并将结果反馈到主控柜 上 主控柜发出报警 同时在文本显示器上显示出该点的故障位 置和故障属性 并将信息储备检查 处理故障一般不影响系统工 作 定量油流传感器除了具有检测故障的功能外还有给各润滑点 供油时快速定量的功能 2 9 联锁控制 该型智能控制润滑系统高压油泵的进出口处都装有金属过滤 网 以保证右路油脂的纯净 减少系统供油故障 高压油泵配备 有电动或气动加油泵 向高压油泵的油缸补充油脂 高压油泵设 有上下限限位器个别还设有上上限和下下限 与加油泵实现联锁 油位低于下限时加油泵自动启动加油 当油位处于上限时加油泵 自动停止加油 两台高压油泵互为备用并联锁 当工作泵在设定 时间内无法启动或无法达到工作压力时 控制柜输出报警并启用 备用泵 该润滑系统的控制柜上留有无源节点 可与厂房主控室的计 算机实现联锁 远程监控润滑系统的工作情况 并实现润滑系统 与主设备同时开停 2 10 参数的调整及故障处理 该系统各润滑点的给油量 给油时间 润滑间隔时间等都可 以通过文本显示器来修改 其故障报警可通过控制柜的声光报警 器输出声光报警 而故障的查询可通过文本显示器进行查询 河南理工大学本科毕业论文 16 3 3 系统的硬件组成部分设计系统的硬件组成部分设计 3 1 编码盒 编码盒的组成有编码电路 继电组及分配器和电源信号开关 组成 外部是五个分配点开关和电源信号开关 编码电路主要由 由七个驱动继电器的驱动电路和编码器 VD5026 及信号保险和电 源保险构成 继电器接在编码板的对应的插脚处 其工作原理是 编码器 5026 通过七个驱动电路驱动七个继电器 各继电器之间 相互独立 从七个继电器的得失电即高低电平而实现编码 十个 插脚点对应的是 5026 的 24V E A0 A7 八插脚接对应的 D0 D3 和两个 24V 两个 0V 七个继电器接至十插脚上对应 VD5026 的 A1 至 A7 由左至右为 1 7 位编码开关 编码板的电 气控制接线图如下 图 3 1 编码板电气控制图 当继电器得电闭合时相当于对应的编码位为 1 即高电平 当 失电时为 0 即低电平 七个继电器的编码范围是 0 127 即可控 制 127 个分油箱 每个分油箱又控制着若干润滑点 当第一个和 河南理工大学本科毕业论文 17 第三个继电器得电闭合时对应的第一第三位编码开关为高电平 1 即代表 5 号油箱 只有对应控制关联的 5 号自动分油箱会接收到 其信号 编码盒背面有五个分配点开关和电源信号开关 五个分 配点开关正好对应的就是解码板的五个润滑分配点 信号开关的 闪亮就代表着对应点的信号发出与接收 每个分配点开关按下 对应的解码板处的润滑点的指示灯就会亮 实现了编码解码的功 能 图 3 2 编码板实物图 图 3 3 模拟编码盒外形图及内部结构图 河南理工大学本科毕业论文 18 3 1 1 关于关于 VD5026 VD5026 编码器是一种 8 位编码发射器 它的第 1 8 脚是编码 的输入端 每个输入端可以有 3 种状态 即 0 1 或 开 路 其中 0 表示为低电平 1 表示为高电平 因此 8 个 脚可以组成 38 6561 个不同的编码 如果需要更多的编码 可将 输入端改为 4 态连接方式 这时第 1 脚是第 4 种状态的公共连接 脚 第 2 脚 第 8 脚与第 1 脚连接时为第 4 种状态 所以第 2 脚 第 8 脚都可以有 4 种状态 即 0 1 开路 接 1 脚 在这种情况下可以组成 47 16384 个编码 第 10 脚 第 13 脚也可作为编码地址线 与第 1 第 8 脚联合起来组成 12 位编码 地址线 这时编码数可高达 411 4194304 个 本文要介绍的是 VD5026 与 VD5027 配合应用 VD5026 的第 10 第 13 脚用作数据输 入线 根据需要这几个脚可以置 0 或置 1 第 14 脚是发 射指令端 当此脚接地时 VD5026 输出端则发出一组编码脉冲 第 15 脚 第 16 脚是一个内置振荡器 外接几十到几百千欧的电 阻即可产生振荡 振荡频率为 fosc 1600 R KHz 式中 R 为外 接电阻 单位为千欧 第 17 脚是编码输出端 第 18 脚 第 9 脚 分别是电源的正 负极 河南理工大学本科毕业论文 19 图 3 4 VD5026 引脚图 各引脚的接线为 1 A1 D1 为地址 数据专用线 2 A2 D2 为地址 数据专用线 3 A3 D3 为地址 数据专用线 4 A4 D4 为地址 数据专用线 5 A5 D5 为地址 数据专用线 6 A6 D6 为地址 数据专用线 7 A7 D7 为地址 数据专用线 8 Vss 接地 9 A8 D8 为地址 数据专用线 10 A9 D9 为地址 数据专用线 11 Rs 12 CTC 13 RTC 14 TE 为发送允许引脚 低电平有效 15 Data Out 为编码数据输出端 16 VDD 电源 它与 VD5027 配对使用 其发射工作电路为 河南理工大学本科毕业论文 20 图 3 5 VD5026 发射工作电路图 其中门电路 F2 F3 构成中心频率为 40KHZ 的方波振荡频率 用于调制从 VD5026 第 17 脚输出的编码信号及控制信号 3 2 电控智能分油控制箱 电控智能分油控制箱起着对信号解码和现场分油控制及实时 反馈的作用 在该润滑系统中扮演着现场具体执行的角色 其主 要组成部分是解码盒 电磁阀 流量计 外箱等 智能总线控制器 控制总线 入口 电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀 进油口 滤油器电控分油箱 容积式流 量传感器 出油口 润滑点润滑点 出油口 图 3 6 电控分油箱的组成示意图 河南理工大学本科毕业论文 21 图 3 7 智能分油箱外观图 3 2 1 电控智能分油控制箱工作原理电控智能分油控制箱工作原理 图 3 8 分油箱解码盒电气接线图 1 当润滑周期开始后 PLC 启动润滑泵 将储脂桶内的润滑 脂加压后输出 润滑脂先经过过滤器和溢流阀 再由容积式流量 器计量 然后沿给油总管输送到各分油箱进油口 2 此时 PLC 检测给油总管内润滑脂压力 当压力异常时报 警 并自动切换到备用润滑泵 当压力正常时 PLC 依次向本润 滑周期内的各润滑点发给油指令 每条给油命令包含一个润滑点 编号和命令代码 3 现场各分油箱的分油控制器同时接收并解码给油命令 该 命令中的润滑点编号仅能被一个分油控制器所识别 因此该分油 控制器一次也只能给一个润滑点供油 即控制一路电磁给油器工 河南理工大学本科毕业论文 22 作 当某路电磁给油器的电磁阀被接通时 润滑脂经过分油箱内 过滤器 电磁阀和油流开关流出 再沿给油支管从润滑点注油孔 注入润滑部位 一个自动分油控制箱一般有 4 5 个分油支管 所以它管着 4 5 个分配点 4 给油时 PLC 比较该润滑点给油设定值和流量传感器的反 馈值 当注满设定量的油脂后 该点润滑结束 电磁阀被关断 当这点堵塞时 单次润滑时间到时 一般是 PLC 在五个脉冲时间 内接收不到脉冲时就提示堵塞信息 此点电磁阀也被关闭 5 PLC 结束一个润滑油的给油后 再转向下一个润滑点 直 至所有的润滑点都给油结束后停止润滑泵运转 等待下一润滑周 期开始 依次循环润滑 智能分油控制器内部 装有一块解码板 解码板上的接线图 如图 1 3 所示 连接控制主控柜与分油箱的是六芯线 比较方 便分油箱的组装与拆卸 使得分油箱内对主控柜的连接线路较少 方便使用者对线路的熟悉性 达到了通俗易懂的效果 该六芯线 接在端子 7 上 按从左到右的顺序分别接入 220VL 220VN 0V 24V 流量反馈信号线 信号线 电路共有 5 路或 4 路流量计 每一路对应一个电磁阀 顺序 不能错 否则无流量显示 从左到右为第五路流量计插头 第四 路流量计插头 第一路流量计插头 对于每个容积式流量计插 头来说 其与外部连接的三根线的连接顺序按从左到右分别为 0V 线 蓝色 流量信号线 黑色 24V 棕色 焊在电路板上接 插件的旁边有标注 电磁阀十插件能控制五个电磁阀的工作 每个电磁阀分别接 入 220V 的零线与火线顺序从左到右依次为 N5 L5 第五个电磁 河南理工大学本科毕业论文 23 阀的零线 火线 N1 L1 第一个电磁阀的零线 火线 该电控智能分油控制箱现场工作原理图如下 智能分油控制箱 流量计 过滤器 润滑泵 分配 器1 分配 器2 分配 器3 润滑点1 润滑 点2 润滑点3 润滑点4 润滑 点5 润滑点 6 润滑点 7 润滑点 8 润滑点9 润滑点10 润滑点11 润滑点12 润滑点 13 润滑点14 润滑点15 润滑点16 润滑点17 润滑点18 支油管 支油 管 支油 管 供油 主油管 电 磁 阀 1 电 磁 阀 2 电 磁 阀 3 图 3 9 智能分油控制箱现场工作原理图 3 2 2 自动分油控制器编码插针的设置方法自动分油控制器编码插针的设置方法 在该润滑系统中 每个分油箱的编号都是唯一确定的 它是 通过编码板上的八位编码开关决定的 编码开关的某一位推上等 同于此位插针插上 电控分油箱的编号是通过解码板上的 编码 设置插针 的连通与断开来设置的 解码板 的编码采用 DIP 开 关 DIP 开关的 ON 相当于插针的连通 DIP 开关的 OFF 相当于 插针的断开 编码采用标准的二进制 连通代表 1 断开代表 0 最左边一位是保留位 没有采用 通常对这一位不做标记 因此起实际编码作用的是右七位 即采用第一位不予标记的约定 河南理工大学本科毕业论文 24 记法 其从低位到高位的设置顺序为从左到右 编码设置插针 的 1000000 代表 第 1 个箱 编码设置插针 的 0100000 代表 第 2 个箱 编码设置插针 的 1100000 代表 第 3 个箱 编码设置插针 的 1111111 代表 第 127 个箱 采用 解码板 后 电控分油箱的箱号不是由 电缆接到控制柜的哪一个输出点决定的 而是由 编码设置插针 决定的 各个润滑点采用的多点控制开关也没有任何区别 使得 润滑点编号一目了然 为系统的维护和检修带来了极大的方便 河南理工大学本科毕业论文 25 3 2 3 解码电路原理分析解码电路原理分析 该解码电路的总图如图所示 河南理工大学本科毕业论文 26 1 2 3 4 5 6 J1 from zx 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 J2 jiedianchif a 1 2 3 J3 LL1 1 2 3 J4 LL2 1 2 3 J5 LL3 1 2 3 J6 LL4 1 2 3 J7 LL5 D4 1N4007 D5 1N4007 D6 1N4007 D7 1N4007 D8 1N4007 V CC D11 R1 7 5K FU2 S L1 0 30V N L L5 N5 L4 N4 L3 N3 L2 N2 L1 N1 LL L0 D LED LL1 LL2 LL3 LL4 LL5 LL A0 1 VCC 18 A1 2 VT 17 A2 3 OSC1 16 A3 4 OSC2 15 A4 5 DIN 14 A5 6 D3 13 A6 7 D2 12 A7 8 D1 11 VSS 9 D0 10 U4 VD5027 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 S5 A 1 B 2 C 3 E1 4 E2 5 E3 6 Y7 7 GND 8 Y6 9 Y5 10 Y4 11 Y3 12 Y2 13 Y1 14 Y0 15 V CC 16 U 74LS138 V CC R19 560K V CC R17 2K R16100K R15 100K R06 220K R2 220K Q5 9013 C9 V CC D28 1N4148 D26 6 2V D25 24V D27 24V S D29 1N4148 R39560K R18 220K C10 2 2uF Y0 D14 1N4148 R40560K R3 220K C5 2 2uF Y1 D16 1N4148 R42 560K R5 220K C7 2 2uF Y3 D17 1N4148 R43 560K R6220K C8 2 2uF Y4 D15 1N4148 R41 560K R4 220K C6 2 2uF Y2 1 2 3 U2A Q2 9013 R722K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R722K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R722K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R722K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R722K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V D DIODE D 1N4007 D 1N4007 D 1N4007 D 1N4007 D 1N4007 Q1 9013 R9 22K R10 220K JD 1 JD 2 JD 3 JD 4 JD 5 JD 6 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 LL1 LL2 LL3 LL4 LL5 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D 1N4007 24V JD 1JD 2 JD 3 JD 4 JD 5 JD 1JD 2 JD 3 JD 4 JD 5 JD 6 L L L L L LL LL0 23V 24V N N N NN N1 N2 N3 N4 N5 L1 L2 L3 L4 L5 C12 CAP C3 D1 1N4007 13 2 VV GND INOUT U1 78L05 FU1 30V V CC D2 LED D3 LED 13 2 VV GND INOUT U6 LM7824 C2 0 1ufC1 C11 50V 10uf 图 3 10 解码电路原理总图 解码部分的组成电路由电源 接收信号 解码译码 继电驱 动 流量计等几个部分组成 河南理工大学本科毕业论文 27 C12 CAP C3 D1 1N4007 13 2 VV GND IN OUT U1 78L05 FU1 30V D2 LED D3 LED 13 2 VV GND IN OUT U6 LM7824 C1 C11 50V 10uf C2 0 1uf VCC 图 3 11 电源电路部分 R 17 2K R 16 100K R 15 100K R 06 220K R 2 220K Q5 9013 C 9 V C C D28 1N4148 D26 6 2V D25 24V D27 24V S 图 3 12 接收远程监控信号电路 河南理工大学本科毕业论文 28 1 2 3 4 5 6 J1 from zx 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 J2 jiedianchif a FU2 S L1 0 30V N L L5 N5 L4 N4 L3 N3 L2 N2 L1 N1L0 图 3 13 十插脚与六插脚接线图 1 2 3 J3 LL1 1 2 3 J4 LL2 1 2 3 J5 LL3 1 2 3 J6 LL4 1 2 3 J7 LL5 D4 1N4007 D5 1N4007 D6 1N4007 D7 1N4007 D8 1N4007 LL1 LL2 LL3 LL4 LL5 LL 图 3 14 五个流量检测的输出显示电路 V CC D11 R1 7 5K LL D LED 图 3 15 流量指示灯电路 上图为流量指示灯电路部分 每定量的油经过油量检测器时 河南理工大学本科毕业论文 29 油量检测器就会发出一个脉冲 同时指示灯会闪烁一下 1 2 3 U2A Q2 9013 R7 22K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R7 22K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R7 22K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R7 22K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V 1 2 3 U2A Q2 9013 R7 22K R9 22K R11 220K R12 22K R05 7 5K Q3 9012 23V 5V D DIODE D 1N4007 D 1N4007 D 1N4007 D 1N4007 D 1N4007 Q1 9013 R9 22K R10 220K JD 1 JD 2 JD 3 JD 4 JD 5 JD 6 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 LL1 LL2 LL3 LL4 LL5 图 3 16 功率放大电路 河南理工大学本科毕业论文 30 解码部分的功放电路如上图所示 模拟信号经由 9013 三极 管及后面的 9012 三极管形成的功率放大器 放大信号后输出 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D20 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D9 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D21 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D23 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D32 1N4007 24V D LED R 2K 116 413 611 89 JD Q1 HF49F A 024 1H1 D 1N4007 24V JD 1JD 2 JD 3 JD 4 JD 5 JD 1JD 2 JD 3 JD 4 JD 5 JD 6 L L L L L LL LL0 23V 24V N