高精度位移传感器和压力传感器是高速粉末压实系统的“感觉神经系统”，它们协同工作以调节冲击能量。安装在液压缸上的位移传感器测量弹簧的物理压缩情况，而入口处的压力传感器则捕获实时负载信号。这些不同的数据流被输入可编程逻辑控制器 (PLC)，以创建闭环反馈，确保精确的能量输出。
通过在物理运动（位移）和施加力（压力）之间进行数学关联，控制系统可以计算出任何给定时刻存储的确切能量。这使得机器能够实时自我校正，确保最终的冲击能量与目标值相匹配，无论液压波动如何。
传感器协作的机械原理
监测物理运动
高精度位移传感器直接机械集成在液压缸上。
它们的主要作用是监测弹簧的实时压缩情况。这为控制系统提供了关于组件的物理位置和潜在机械存储能量的准确数据。
捕获液压负载
同时，压力传感器被策略性地放置在气缸入口处。
这些传感器负责读取由液压油产生的负载信号。这些数据代表了当前施加到系统上的力，是能量方程中的第二个关键变量。
智能层：PLC 集成
计算能量存储
来自两种传感器类型的原始数据流被输入到可编程逻辑控制器 (PLC)。
PLC 执行一项计算，将位移（距离）与负载（力）相关联。通过分析这两个变量之间的关系，控制器确定系统的当前能量存储值。
实时闭环调整
计算出当前能量值后，PLC 将其与预定义的设定点进行比较。
如果计算出的能量与目标值不同，系统会立即调整液压动作。这个闭环过程确保在压实循环完成之前冲击能量的准确性。
关键依赖性和权衡
对传感器同步的依赖
这种控制策略的有效性在很大程度上依赖于数据的同步。
由于系统根据位移和负载之间的关系计算能量，因此两个传感器读数之间的任何延迟都可能导致计算错误。PLC 必须同时处理这些输入才能输出有效的命令。
对信号质量的敏感性
系统的准确性仅取决于在气缸入口和弹簧安装处接收到的信号。
来自压力传感器的电子噪声或信号衰减可能导致 PLC 错误计算负载。这需要屏蔽电缆和强大的信号调理来保持闭环的完整性。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地发挥这种传感器协作的优势，请考虑您的具体操作目标：
- 如果您的主要关注点是零件密度一致性：优先校准位移传感器，以确保弹簧压缩数据完全线性。
- 如果您的主要关注点是能源效率：监测压力传感器数据，以确保液压系统不会过度加压入口以达到所需的能量设定点。
通过将位移和压力视为相互关联的变量而不是孤立的指标，您可以实现保证精度和可重复性的控制水平。
摘要表：
| 组件 | 主要功能 | 测量重点 | 对质量的影响 |
|---|---|---|---|
| 位移传感器 | 监测弹簧压缩 | 物理位置和潜在能量 | 确保零件高度和密度的一致性 |
| 压力传感器 | 捕获液压负载信号 | 施加的力和液压油压力 | 防止过度加压和能量浪费 |
| PLC 控制器 | 数据处理和计算 | 力与距离的关联 | 驱动实时校正和设定点精度 |
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参考文献
- Dongdong You, Chao Yang. A Control Method of High Impact Energy and Cosimulation in Powder High‐Velocity Compaction. DOI: 10.1155/2018/9141928
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
