ＭＸ加工中心液足油路泄漏監控設（shè）計
2016-7-28 來源： 安微理工大學研究生 作者：陶高群
液壓（yā）油作為控製軌道移動（dòng）、工件（jiàn）的裝夾以及刀具的加緊裝置動作的重要介（jiè）質。為滿保液壓係統（tǒng）的穩定運行，保證ＭＸ加（jiā）工中也、在化體生產線上的有效工作。對液壓係統的（de）監控和預茗是非常（cháng）關鍵的一項工作。下麵就ＭＸ加工中也的回轉台部分的液壓控製現狀進行分析。
１、液壓油路現狀（zhuàng）分析
ＭＸ加工中也、回轉台部分的液（yè）壓傳動主要用於工件的（de）裝夾。現有的（de）液壓監控主要針對夾具部分夾緊件（jiàn）的液圧油缸的位置監控。在夾具液壓缸動作時，采用易（yì）福口壓力傳感器對夾緊和鬆開時液壓壓力進行（háng）實時監控對比，來判斷缸體是否運動到位。如圖１所（suǒ）示。
圖（tú）１夾（jiá）具部分液廟係統圖
如夾（jiá）具部分液壓係統圖所示，當（dāng）機床（chuáng）進行夾緊動（dòng）作時，１號電子壓力傳（chuán）感器實時監控壓力值達到４Ｍｐａ時，ＣＰＵ即認為夾具夾緊已經達到理想狀態。同理，當進行鬆開夾具動作時，２號電子壓力傳感器顯示的壓力值為１．８Ｍｐａ時，ＣＰＵ就會認為機床己經夾具鬆開動作。
但此監（jiān）控方案存在安（ān）全隱患。作為缸體生產線上（shàng）一個（gè）重要（yào）工段，ＭＸ加工中心、在經（jīng）過長期的生產運行（háng）之後（hòu），夾具卡爪液壓缸內密封裝置在複雜的工況（kuàng）條件下出現老化現象。磨損的密封件會使缸體在反複運動過程中吸入空氣，在妃體內形成彈性介質，使缸體出現未能達到預（yù）定的位置Ｗ及工作無（wú）力甚至（zhì）不靈敏等（děng）故障。當液壓缸進行夾緊動作時，１號（hào）電子壓力傳感器的監控得到的壓力值已經到了預定４Ｍｐａ，但由於（yú）缸體卡滯、不靈敏未達到（dào）夾緊的預定效（xiào）果，輕則影響加工精（jīng）度，重則造成（chéng）人身安全事故。
由於監控方案的缺陷，ＭＸ加工中屯、回轉台分配器由於格（gé）蘭圈破損，當出現泄漏故障時，由於無法及時檢測報警，導致（zhì）油品的大量的流失及（jí）浪費，因泄漏問題給ＭＸ加工中也的工作環境造成的汙染，需花大量的人力物力對工作環境進行排汙（wū）清理，給技改項目的推進增加不（bú）必要（yào）的工作量，嚴重影響了（le）生產工作效率，因此，在原有的監（jiān）控基礎上增加液壓（yā）體積流量的監控是（shì）非常（cháng）重（chóng）要（yào）的。這對車間生產現實需要、精益生產Ｗ及對公司未來實施全過（guò）程質量管理的戰略（luè）具有深（shēn）遠的意義。
２、液壓油路流量監控方（fāng）案（àn）設計
為防止上述的（de）安全隱患發生Ｗ及彌補方案缺陷，ＭＸ加工（gōng）中屯、回轉台夾緊液壓係統的位置監控方式采用電子壓力傳感器＾＞１及流量（liàng）計混合監控方案。如圖２所示，在對夾具的液壓缸進出（chū）口端進行壓（yā）力實時監控的同時進行流量實時監控。當液壓（yā）缸（gāng）進行夾緊動作時，１號電子壓力傳感器的監控得到（dào）的壓力值已經到了預定４Ｍｐａ且通（tōng）過一號流量計的流量介質總體積在預先（xiān）設定範圍內時，ＣＰＵ即（jí）認（rèn）為夾具夾緊已經達到理想狀態。同理（lǐ），當進行鬆開夾具動作時，２號電子壓力傳感器盈（yíng）示的壓力值為１．８Ｍｐａ時（shí）且通過二號流量計的流量（liàng）介質總體積在預先設定範圍內時，ＣＰＵ就會認為機床已經夾具鬆開動作。
電子（zǐ）壓力傳感器Ｗ及流量（liàng）計混合監控方案通過兩組信號（hào）來確保夾具姑體夾緊和鬆開動作的（de）順利完成。此外在生產實際中，這種監控（kòng）方案還能實現多個有益功能：１）、當（dāng）夾具液壓係統Ｗ及回轉台分配器出現微量漏油現象，機床便可發出預警信號並思示（shì）泄（xiè）漏（lòu）值；２）、現場操作人員可根據液壓缸行（háng）程的大小判（pàn）斷毛巧鑄件（jiàn）的尺寸誤差大（dà）小（xiǎo），如（rú）誤差超（chāo）過（guò）了設定範圍，機床可報答。
圖２改進後夾具部汾巧任係統圖
３、流量計（jì）的選型
３.１流呈計的簡介
流量計作為檢測流動介質體積（jī）流量的一（yī）種工具，其發（fā）展可（kě）追溯到公元前１０００多年前，從古羅馬時期的孔板測試技術，到古埃及時期堪法（fǎ）測（cè）量再到我國秦昭王（wáng）時期李冰父子的（de）寶瓶口測水位（wèi）法。無不顯示出勞動人民（mín）的力量。從原有的大型水利工程的應用演變成現代工業生產、能源建設等領域，發揮著巨大（dà）的經濟（jì）、社會效益。在（zài）現代工業當中，流量計主要用於氣、液兩體的流量測試。按照測（cè）量原理，流量計可分為如（rú）下幾大（dà）類：１）、為學原理；差動式、轉子式、直接質量式、皮托管式、容積式等（děng）等（děng）；２）、電學原理：電感式、電容式等；３）、聲學原理：超聲波市、衝（chōng）擊波式等等（děng）；４）、光學原理：光電式、激光式（shì）等等心１。其中利用（yòng）力學原理的流量計王裝便利、對工況的要求不高；而利用聲學原理的（de）流量計雖然先進，成（chéng）本高、對（duì）現（xiàn）場操作人員的要求較高；根據現場工況條件，本工藝組初步確定應用力學原理的流量計，而其中粗式、差壓（yā）式Ｗ及浮子式流量計不是因為測量精度偏（piān）低，就是因為（wéi）自（zì）身結（jié）構無（wú）法適（shì）應現場耐壓要求，所１＾＾１均予＾排除（chú）。
基於本次技術升級的工（gōng）況要求（qiú），此流量（liàng）計用於夾具液壓係統內流（liú）量的檢測，對測試精（jīng）度要求嚴（yán）格且流（liú）量計結構本身能承受一定工作壓力。所Ｗ初步判斷容積式流量計相對比（bǐ）較符合工況要求。
容積式流量計作（zuò）為高測量精度的一種流量計，其測量範圍廣泛、不受液體粘度影響、操作噪音小、輸出信號不受溫（wēn）度影響（xiǎng）。
通過參考車（chē）間其他（tā）進曰設備所用流量（liàng）計的工作情況，最終決（jué）定采用采用凱恩（ēn）姆ＺＨＭ係列齒輪流量計。
３.２、ＺＨＭ係列齒輪流量計的工作原理和結構
ＺＨＭ齒輪流量計是容積式流量計。如（rú）圖３ＺＨＭ流量計結構特征圖所示，結構與齒輪累相似，主要由（yóu）內六角螺絲、上殼（ké）體、下殼體、齒輪與軸杆、電磁式傳感器、前置放大器Ｗ及０型密封圈所（suǒ）組成。隨著介質的流動，推動兩個互相咕合的巧輪轉動，且齒輪使（shǐ）巧低（dī）摩（mó）擦係數的軸承不能受任何外在條件的幹涉。介質從齒輪和殼體之間的測量室流過。一對齒（chǐ）輪自由轉動，不需（xū）要供電（diàn）。齒輪的轉速與瞬時流量成正比。齒輪（lún）流量計（jì）配備了信號拾取傳（chuán）感器，不用接觸介質而透過外殼就可（kě）Ｗ精確檢測轉速。每單位（wèi）體積的脈衝數是固定的，當計量齒輪每轉動一個（gè）齒時（shí），傳感器接收並發出一（yī）個信號，代表著一個齒容積Ｖｇｚ的液壓油的流出（chū），另外帶內置傳感（gǎn）器的現場指示表頭ＶＴＭ，還可Ｗ提供４到２０ｍＡ模（mó）擬信號輸出。通過前置放大器將測（cè）量信號（hào）轉換為方波信號，最後經連接線發出同時可Ｗ計算體積流量。
在夾緊液壓（yā）係統每完成一個進退動作時，理想狀態下流進流（liú）出液壓缸的介質體積與流過流量計的體積是完全等同的。所Ｗ我們就可Ｗ通過一定的公式計算出液壓缸的精確位置，從而實現對（duì）缸（gāng）體的實時精（jīng）確監控。
圖３ＺＨＭ流量（liàng）計結構特征圖
３.３、ＺＨＭ齒輪（lún）流量計的脈衝信號檢測
上一節對凱恩姆（mǔ）的ＺＨＭ齒輪（lún）流量計的工作原理進行了闡述，通過對齒輪轉速的（de）實時監控，通過公式計算出流（liú）量體積，然而（ér）對齒輪轉速監控的方式有很多，比如磁電式傳感器（qì）、光電式傳感器、電容式傳感（gǎn）器等。而凱恩姆的ＺＨＭ齒輪流量計采（cǎi）用是磁電式傳感器，其工作原理圖如圖４所（suǒ）示。
圖４磁電式傳感器工作原理示（shì）意圖
根據（jù）磁電式傳（chuán）感器工作原理示意圖（tú）所示，磁電式傳感器由小鐵棒、線圈等部分組成。感應線圈會產生磁場，而（ér）磁場是由無數條（tiáo）有規律的磁力（lì）線組成的。當齒（chǐ）輪隨流動介質轉動時，輪齒（chǐ）會按（àn）一定的方向切割磁力線。從而對（duì）磁阻產生變化，相對應的感應線圈也會因此產生電動勢。而電動勢的大小與輪齒（chǐ）轉動的速度成正比，當輪齒轉動的速度越快時，相應（yīng）的電磁傳感器輸出（chū）電（diàn）壓（yā）也越大ＩＷ。
另（lìng）外此種傳感器對工況（kuàng）的要求非常低，能夠在充滿油氣、水汽（qì）等複雜工況（kuàng）條件下正常工作（zuò）。且結構紫湊、結（jié）實耐用。傳感器的測量範圍（wéi）為化００８￣６５Ｚ／ｍｍ，擁有如此（cǐ）大範圍測量（liàng）能（néng）力的同時還能保證輸出信號強等特點。而且此種傳感器運行成本低廉，無需電為驅（qū）動，全程都是電磁感應來實現對輪齒轉動過程的實時監控。同時該傳感器標準化程度非常高，可（kě）與各（gè）式（shì）各樣的二次儀器搭配工作。
３.４、ＺＨＭ齒輪流量（liàng）計的選（xuǎn）型
根據之前對凱恩姆的ＺＨＭ齒輪流量計工作（zuò）原理的介紹，可知其精（jīng）度的控（kòng）製完全是（shì）由每個輪齒咕合時的幾何（hé）齒積Ｖｇｚ來（lái）決（jué）定的。流量計作為衡量（liàng）工具（jù），由於結構本身（shēn）存在不可避免的間隙因素（sù）的（de）影響，一（yī）部分流量通過間隙流出不被測量。因（yīn）此對於其測出的毎一個數（shù）據來說，都包含了兩個方麵：１）、測得值本身；２）流量計允許的誤差範圍。兩者缺一不可。通過查閱廣家資料可知，凱（kǎi）恩姆的ＺＨＭ係列流量計的（de）誤差保持在＜±０．１％範圍內。其精度特征如圖５所示；
圖５ＺＨＭ齒輪流量計精度特征圖
由於ＭＸ加工中也（yě）液壓係（xì）統現采用美孚ＤＴＥ２５液壓油作為流動（dòng）介質，其潤滑油粘度ＩＳＯ等級為４６，粘度指數（ＡＳＴＭＤ２２７０）為９８，密度（＠１５°Ｃ，ＡＳＴＭＤ１２９８）為０．８７化ｇ／Ｌ，工作狀態下流動速度在０．４￣０．５Ｌ／ｍｉｎ之間。因此，為滿足工況要求，在保證流（liú）量計監控精度的基礎性上，同時（shí）能確保（bǎo）壓降與流量兩者間擁有良（liáng）好線性關係。下（xià）麵（miàn）通過對比ＺＨＭ係（xì）列齒輪流量計各型號的技術參數表來確定具體型（xíng）號。如表２．１所示。
表１ＺＨＭ齒輪流量計技術參數
通過表１技術參數對比可知，型號為ＺＨＭ０１、ＺＨＭ０１八流量計的測試精度、分辨率都較高（gāo）且測量範圍都滿（mǎn）足要求。再將兩者種型號所測介質粘度指數為１００的工作（zuò）狀態下的壓降－流量線性曲線進行對比，如圖６所示。
圖6ＺＨＭ０１、ＺＨＭ〇ｙｉ流量計粘度係數為１００狀態下壓降－流量線性圖
通過（guò）粘度（dù）係數為１００狀態（tài）下壓降（jiàng）－流量線性（xìng）對比可知，兩種型號在流量範圍為０．１￣０．５Ｌ／ｍｉｎ的工作狀（zhuàng）態下，ＺＨＭ０１／１的壓降與流量線形曲線更為平緩，因此將ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ齒輪流量計確定為最終型號。
４、信號處理（lǐ）電路的設（shè）計
ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ￣Ｔ齒輪流（liú）量計采用的磁電式傳感器。其在現場工作的過程中，受各種幹擾源的（de）影響對測試的精度、穩定程度均會產生幹擾。因（yīn）此對其所受主要（yào）的幾種幹猶（yóu）的特性進行分析。進（jìn）一（yī）步明確信號處理思路，並且對（duì）信號處理電（diàn）路進行設計。
４. １幹擾因素分祈
在磁電式傳感器工作（zuò）時，感應線圈會產生磁場，而磁場是由無數條有規律（lǜ）的（de）磁力線組（zǔ）成的。當齒輪隨流動介質轉動時，輪（lún）齒會按一定的方向切割磁力線。從而對（duì）磁阻產生變化，相（xiàng）對應的感應線圈也會因此產生電動勢。而電（diàn）動勢（shì）的大小（xiǎo）與輪齒（chǐ）轉動的速度成正比，當輪齒（chǐ）轉動的（de）速度越（yuè）快時，相應（yīng）的電磁（cí）傳感器輸出電壓也越大。但現實狀（zhuàng）況並不僅如此，電極所獲（huò）得的電壓並不完全由電動（dòng）勢獲得，其中（zhōng）也涵蓋了（le）多種幹擾因（yīn）素。幹化一般分為微分、同相、共（gòng）模、竄模、電化學Ｗ及工頻幹擾等（děng）等。
在上述（shù）的幹猶中，竄模幹擾是因為流量計的（de）工作周圍存在交變磁場（chǎng），麵對這（zhè）樣的問題，我們可采用（yòng）較高質量的雙絞線及接地等措施來（lái）有效抑製類似狀況的出現。對於一個剛使用的流（liú）量計而言，電化學幹（gàn）擾的幹擾能力相對來說（shuō）極其微弱，暫且（qiě）不需考慮。其中，同相幹擾作（zuò）為微分幹擾次（cì）生產品，兩者對電磁流量計（jì）的幹擾起到了（le）關鍵作用，另外，在缸體半自動化生產線的現場的各種各樣工頻信號對流量計的工頻幹擾不可忽略。所Ｗ，對上（shàng）訴的四種幹擾信號建（jiàn）立消除機（jī）製對流量計測量精度的提高有很大的積極意義。
４. ２總體設計方案
因為磁（cí）電式流量（liàng）計輸出（chū）信號極其（qí）微（wēi）弱，電壓一般在１毫伏一下，在加上（shàng）強大的內阻（zǔ），必須選用高輸入（rù）阻抗的放大（dà）器，來抑製幹擾因素增益（yì）信號１１。該電路分為兩個部分，前半部分包括前置放大電路和模擬開關（消除微分擾動因素）。後半部分包括低商（shāng）通濾波器Ｗ及二級放大電路。同時為了克服同相與（yǔ）共模幹擾，在這裏我們也引入了電平提升電路。因為（wéi）傳感器的信號為正負交替，在這裏引入精（jīng）密全波整流電路來適應控製器的電壓範（fàn）圍ＰＬＷ。本係統總（zǒng）體設計方案如（rú）下圖３．７所示。
圖７流董監控總體方案設計
４.３信號采集電路
為放大傳（chuán）感器傳回的信號，抑製低、高頻幹猶，ｗ及消除微分幹擾所帶來（lái）的（de）尖（jiān）刺。本工藝小組借鑒其他橫向工（gōng）藝改造項目的經驗，最終確定（dìng）的信號采集電路如圖８所示。
圖８信號采集電路
如信號采集電路所示，前置放大與二級放大（dà）兩部分電路（lù）均采（cǎi）用ＡＤ６２０ＡＮ巧片。兩者是分別通過Ｒｉｉ和民２１兩（liǎng）個外設電阻來設置增益，最大可達（dá）到１０００，且提供８引腳ＤＩＰ和（hé）ＳＯＩＣ封裝，功耗低，峰峰值噪聲在１０ＨｚＷ下且擁（yōng）有出色的直流性能巧級巧日交流特性。模擬開關是為了消除微分幹擾所帶（dài）來的尖刺，其工作原理為，當尖刺來臨時斷開開關，直到尖刺過去為止。因為（wéi）後麵的濾波電路有電容裝置，短暫性的（de）斷開模（mó）擬開關也不會造成任何影（yǐng）響。濾波電路分為（wéi）高通和低通（tōng）兩個部分，低通截止２０Ｈｚ左右頻率，高通截止ＩＨｚ左右頻率。兩者組成的濾（lǜ）波（bō）電路對低頻、高頻幹擾（rǎo）有不錯的（de）消除作用。
經過信號處理過的信號波形（xíng）圖如圖９所示。
（ａ） （ｂ）
（ｃ）
圖９經各階段信號（hào）處理（lǐ）過後的波形
通過對（duì）經各階段信號處理（lǐ）過後的波形（xíng）觀察發現，因共模幹擾（rǎo）因素（sù）的影響，波形圖在圍繞零線或上或下飄逸，針對這樣的問題，應該加電平提升電（diàn）路取消共模幹擾，使其上下對稱。如圖１０所示。
圖１０電平提升電（diàn）路
因為ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ齒輪流量計（jì）的勵磁方式的製約，磁電式傳感器信號（hào）為正負交替式的矩形波狀，而（ér）控製單（dān）元的模擬量輸入端電壓一般在５Ｖ左右，為正電壓有效，所Ｗ將會出現采集信號失真的問題，這將會極大影響模數轉（zhuǎn）換的結果（guǒ）。因此在電平提升（shēng）電路的後麵（miàn）再添加精密全波整流電路，將信號在零下ｔＵ下的部分取絕對值（將其轉換為直流型號（hào））Ｉ這樣就能滿足控（kòng）製單元模擬量輸入端的電壓要求（qiú）。如圖（tú）１１所示。
圖１１精密全波整流電路
而經過（guò）上述兩個（gè）電路處理後的信號波形如圖１２所示。
圖１２由電平提升電路與精密全玻整流電路處理後的波形圖
根據升平和（hé）整流電路處理後波形圖所（suǒ）示，圖中曲線１為經（jīng）電平提升電路處理，已消除共模幹擾因（yīn）素，波形也（yě）基本（běn）相對於零線上下對稱。圖中曲線２為絕對值（zhí）處理後的波形圖，已經（jīng）基本可看做是（shì）一條直線（xiàn）（將交流信號轉換為直流信號），便於（yú）之後的控製單（dān）元對（duì）其進行數模信號的處理（lǐ）。
４.４狀態監測電路
由於ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ齒輪流量計（jì）側得信號（hào）為模擬量（liàng）信號，需用Ａ／Ｄ轉換器轉換成數字量，再累加（jiā）器的（de）數字量輸入端口。因現場ＰＬＣ硬件設各中有閑（xián）置的模擬量（liàng）輸入模塊，為節省成本（běn），提高原（yuán）有設各的利用率，簡化線路（lù）安裝的人工成本，決定再將進累加工作完成後的信號進行Ｄ／Ａ轉換後輸入ＰＬＣ模擬量輸入端口，進行信號的實時監控，如超過理想範（fàn）圍（wéi）將報警。
根據上述要（yào）求（qiú），現進行Ａ／Ｄ轉換器的工作要求的分析與選型。因磁電式（shì）傳感裝置的測量精度保持在＾範圍內，故Ａ／Ｄ轉換器的精度選取範圍在±〇，〇５％即可（kě），相應的二（èr）進製碼包含符號位的情況下為（wéi）１１１２位。另外，模巧（qiǎo）量信號（hào）經（jīng）過精密全波蓉流電路的處理屬於直流信號變化的非常緩慢，可不選用采用保持器。由於信（xìn）號電壓控製在３．２Ｖ左右，選取的Ａ／Ｄ轉換（huàn）器電壓範圍在２．５？５Ｖ之（zhī）間。Ｊ翻閱廠家資料（liào）選定型號為ＡＤ７８８８的Ａ／Ｄ轉換器。圖１３為其引腳圖。
圖１３ＡＤ７８８８引腳圖
ＡＤ７８８８屬於８通道、１２位的ＡＤ轉換器（qì）。其功耗低、速率快，電（diàn）壓在２．７Ｖ？５．２５Ｖ之間。正常工作下（xià）功耗為２／？ｒ，省電模式下為３／／Ｗ。包含有ＡＩＮ１￣ＡＩＮ８單端模擬輸入通道，轉換滿功率（lǜ）信（xìn）號（hào）將達到３ＭＨｚ。且片內具有Ａ／Ｄ轉換器（qì）的電壓基準源（管腳ＲＥＦＩＮ／ＲＥＦＯＵＴ，基準值２．５Ｖ）。
由計算可得夾紫液壓係統在正常（cháng）工作時單位時間（jiān）流（liú）量值（zhí）不高於８．４ｃｍ％，且ＺＨＭ０１／１流量計（jì）的幾何巧（qiǎo）積０．０４ｃｍ３，可算得液壓缸在正常工作的狀態下每秒鍾輪齒轉動的最高頻率（lǜ）值為２１０。因此在進行累加器設計時，它的單位時間內的計數（shù）一定（dìng）要比齒輪的最（zuì）高頻率值要高。此（cǐ）外在累積器完成後所輸（shū）出的信號是數字量信號，考（kǎo）慮到現場（chǎng）ＰＬＣ硬件設備中有閑置的模巧量輸入（rù）模塊（kuài），為節省成（chéng）本，提高原有設（shè）備（bèi）的利用率，且簡化數字量模塊在設（shè）計過程中線路編排所（suǒ）耗費大量的時間和人工（gōng）成本，本（běn）工藝組決定在累加器後（hòu）麵在加Ｄ／Ａ轉換電路。又因為ＰＬＣ所需為電（diàn）壓信號，所Ｗ決定在將Ｄ／Ａ轉換器所處理完成的信號經過（guò）運算放（fàng）大器（qì）轉換成電壓信號，再運用高（gāo）低電平周期性變化矩形波信號對累加器進（jìn）行計數（shù）控製。
下麵將累加器、Ｄ／Ａ轉換電路（lù）、運放電路Ｗ及（jí）高低電平周期性變化（huà）矩形波信號控製電路組（zǔ）成最終的信號處理電路圖，如圖１４所示。
圖１４信號處理電路（lù）圖
如信號處理電路圖顯示，累加器部分由兩個７４ＬＳ１６１芯（xīn）片搭建八位二進（jìn）製的加法計數器（最大值２５５），Ｗ此來滿足即可滿足比（bǐ）齒輪（lún）的（de）最高頻率值２１０要（yào）高的要（yào）求（qiú）
累加器的工（gōng）作過程為低（dī）位片Ｕ１的化Ｋ端口接收經采集信號電路處理過的數字量信號，當ＭＲ、ＬＯＡＤ、ＥＮＰＩＵ及ＥＮＴ均（jun1）為１時，隻要ＣＬＪＣ端口（kǒu）受一次上升沿作（zuò）用，計數器就自動（dòng）加１。直到低位片Ｕ１的計數的Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２１Ｕ及（jí）Ｑ３端均為１，且使能端ＥＮＴ、進位輸出端ＲＣＯ都通高電平時溢出。高位片Ｕ２使能端ＥＮＰ接通Ｕ１的ＲＣＯ的高電平的時候開始計（jì）數（shù）。當Ｕ２計入一個脈衝的同時Ｕ１的Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３Ｗ及（jí）進位端ＲＣＯ均（jun1）從１變為０。Ｕ２計入一個脈衝，同時Ｕ１進位信（xìn）號（hào）ＲＣＯ也變為０，直至下一次Ｕ１進位信（xìn）號端再（zài）次為１時，此時的累加器已經達到了最大計數值２５５。
此外在累積器完成後所輸出的信號是（shì）數字量信號，考慮到現場ＰＬＣ硬件設備中有閑置的模擬量（liàng）輸入模（mó）塊（kuài），為節省成本，提高原有設備的利用率，且簡化數（shù）字量模塊在巧計過程（chéng）中線路編排（pái）所耗費大量的（de）時間和（hé）人工（gōng）成本，本工藝組決定（dìng）在累加器後麵在加Ｄ／Ａ轉（zhuǎn）換電路。
數模轉（zhuǎn）換器的型號為ＤＡＣ０８３２ｌ３ｓ］。其工作原理正如信號（hào）處理電路圖上反映的，作為８位（wèi）梯形電阻式（shì）Ｄ／Ａ轉換器，其輸入端ＤＩ０至（zhì）Ｍ７依次接入累加器低位片Ｕ１、高位片Ｕ２的Ｑ０至Ｑ３端進行數模轉換。又因為ＰＬＣ所需為電（diàn）壓（yā）信號，所ｔＵ決（jué）定在將Ｄ／Ａ轉換器所處理完（wán）成的信號經過運算放大器轉換成電壓信號且（qiě）為防止信號失真在進行放大功能。此處本工藝組決定使用兩次反相輸（shū）入的接法，不僅可將電流信（xìn）號轉變成電壓信號，而且可通過兩次的比例放大Ｗ防信（xìn）號失真。此過程中，當Ｄ／Ａ轉換器的ＤＩ０至ＤＩ７輸入端口開始（shǐ）接（jiē）收信號後，此時巧京＾（鎖（suǒ）存器開關）與（yǔ）東跨（寄存器開關）兩個端（duān）口同時為低電平，總（zǒng）片內部處於導通狀態，接收的信號可快速的轉化成模擬量信號。ＩＯＵＴ２與兩個ＬＭ３５８Ｎ芯片的同相輸入（rù）端一起接地，ＩＯＵＴ１與第一個ＬＭ３５８Ｎ芯片反相輸入端相連接（jiē）。將電流信號經過反相運算轉換為電壓信號。ＤＡ模塊中的ＶＲＥＦ端（duān）（基準電壓（yā））、第（dì）一個ＬＭ３５８Ｎ芯片輸出端與第二個ＬＭ３５８Ｎ芯片的反相輸入端相連，ＲＦ與ＲＡ—起確保信號放大兩倍。且ＲＦ與ＲＡ的阻值（zhí）足夠精確時，就能確保比例運算（suàn）精度與穩定程度。
最後在進行控製信號發生器電路設計時，巧妙利用累加器低電位芯（xīn）片（Ｕ１）的清零端口低電位有（yǒu）效原則，運用５５５定時器、Ｒ１（５（ＵＱ）、Ｒ２（５０紀０、Ｃ１（１４２８６ｎＦ）及Ｃ２（ｌＯｎＦ）組成的周期（qī）為１．５ｓ多諧（xié）振蕩電路對ＭＲ端口進行控製，確（què）保（bǎo）清零端曰通電Ｉｓ後有０．５ｓ處於失電狀態口６－３８１。通過觀測累加器（qì）單位時間（jiān）內累加數值來確定輪齒的轉（zhuǎn）動頻率，因此便可計算出通過管路的流量體積。
４.５ＰＬＣ程序編製
根據上文信號處（chù）理思路可知，經過信號采集電（diàn）路（lù）１＾＞１及信號處理電路電壓模擬（nǐ）量信號從ＰＬＣ的模擬量輸入端口輸入，在（zài）ＰＬＣ編程中可直接將這些數（shù）據引入程序中ｆｗ－Ｗ。在對流量體積進行實時監控和（hé）預警的係統中，硬件（jiàn）配置如表３．２所示（shì）。
表２流量監控係統梗件配置表
由於流（liú）１：計所選型號為ＺＨＭ０１／１－ＳＴ－Ｅ－Ｔ，其齒輪（lún）齒積（jī）Ｋｐ為０．０４ＣＷ３，同時査閱（yuè）ＭＸ加工中也生產參數得知，其液壓係統夾緊裝（zhuāng）置的液壓缸在正常工作狀態下的流量（liàng）範圍（wéi）為６．６７￣７．５ｃｗ，／，，但在實際生產中因密封件老化（huà）、液壓（yā）缸體磨損導致的油道出現間（jiān）隙、壓力（lì）受到損失等不可逆因素影響，考慮到這些因素影響現按照原有流量範圍最大值的１％作為誤（wù）差取值範圍，計算液壓缸工作時工作流量不大於７．６ｃｍ，Ａ時，且壓力傳感器１的值在裝夾時達到（dào）可認定油路狀態（tài）正（zhèng）常（cháng）且裝夾到（dào）位。相反，若（ruò）流量值超（chāo）過７．６ｃ？Ｙ，或者（zhě）壓（yā）力傳感器１的值為達到，則視為液壓油路泄漏或者（zhě）裝夾未到位。現將流（liú）量值等於（yú）７．６ｃｍ３／ｓ與＾＾。等（děng）於＾０４ｃ／？３代入式（３－１）中可求（qiú）得：
ＰＬＣ控製程序的梯形圖如圖１５所示。
圖（tú）１５ＰＬＣ控製（zhì）程序圖
（ａ）央緊狀態；化）夾緊鬆開
５、本章小結（jié）
通過Ｗ上工作，實現了對夾緊裝置液壓係統的硬件和軟件兩方麵的升級。通過液壓油路現狀的分析（xī），找到了監控方案的缺陷，並提出電（diàn）子壓力傳感器化及流量計混合（hé）監控的方案。彌補了對夾具動作監（jiān）控不（bú）足同時，還増加對（duì）液壓係統Ｗ及回轉台分配器出現漏油現象的報警功能（néng）。同時根據生產實際（jì），對信號幹擾因素進行分析，並針對性設計出信號（hào）采集電路和信號處理電路。為防止信號失真，保（bǎo）證測量精度作出重要貢獻。最後進行ＰＬＣ程序的編製對夾緊裝置液壓油路內（nèi）流量值和壓力（lì）值進行實（shí）時監控，一旦超過正（zhèng）常流量值範（fàn）圍或未能達到預定壓力則會第一時（shí）間發（fā）出（chū）報警信號，Ｗ提醒操作人員對設（shè）備問題進行排查。能夠做到第（dì）一時間發（fā）現問題解決問題，大大（dà）降低了停台率（lǜ），提（tí）升了生產效率，避免了不必要人力物力的浪費。
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