TOLEDO TTLM-4 四通道模块式吨位仪在压力机中的运用

徐凯，沈盛阳，郭星

（江苏扬力重型机床有限公司，江苏 扬州 225000）

近年来，出于保护压机、确保模具在安全吨位下使用以及严控冲压件质量的目的，越来越多的客户要求对压力机配备吨位仪，以达到实时监控压力机吨位的目的。本文以TOLEDO TTLM-4 四通道模块式吨位仪为例，详细介绍该款吨位测量产品在压力机行业中的应用。

1 模块构成及工作原理

TOLEDO TTLM-4 模块式吨位仪由传感器和信号处理模块构成。其主要工作原理是：将应变片式压力传感器（图1）安装在压机立柱上，通过冲压时压机立柱产生的形变，导致传感器变形，从而引起传感器电阻变化，最终由信号处理模块（图2）输出与吨位相对应的模拟量信号（0～10V），通过PLC 将读取的模拟量信号换算成对应的数字量信号以反映出压机的吨位。

图1 应变片式传感器

图2 TTLM-4 信号处理模块

2 传感器安装及接线

如图3 所示，将传感器安装于压力机立柱上的受力区域（选择冲压时形变量较大的位置）。

图3 传感器安装位置示意

将四只传感器的电缆分别接至信号处理模块的四个通道上。将信号处理模块的信号输出接线端子接线至PLC 模拟量输入模块。PLC 模拟量模块将每个通道的0～10V 的模拟量电压信号转换成数字量信号。

3 吨位调试

3.1 零点标定

将模式选择开关置于CAL,ZERO,TRACK（图4）。

图4 调零模式

压力机在无负荷情况下，用电压表测量CH1（通道1）和COM端子之间的电压，然后调节ZERO 电位器使输出电压为0V（顺时针调节增大，逆时针调节减少）。依次调节剩下三个通道CH2,CH3,CH4。

3.2 调整增益

将模式选择开关置于RUN,ZERO,PEAK（图5）。

图5 增益模式

进入人机界面的吨位仪调试界面（图6）。

图6 吨位仪调试界面

借助载荷仪装置，将压机的冲压吨位调整至最大值的80%左右（假定压机最大吨位为630t，则调整至500t），触摸屏上4 个通道对应的高吨位4 个框，每个框填入125（500÷4=125），通过调节增益旋钮，让每个通道的输出电压尽量大（7、8V 左右）(顺时针调节增大，逆时针调节减少)。X1/X10 开关置于X10位置可以获得更大的增益。点击“高吨位模拟量传送”按钮，将每个通道的“当前模拟量”传送到“高吨位模拟量”这一栏。

接下来，借助载荷仪将压机的冲压吨位调整到200t，触摸屏上4 个通道对应的低吨位4 个框，每个框填入50（200÷4=50），点击“低吨位模拟量传送”按钮，将每个通道的“当前模拟量”传送到“低吨位模拟量”这一栏。

4 吨位计算

由于传感器的形变量和吨位成线性关系，所以可以通过直线函数方程算出不同形变量对应的吨位数值。

以欧姆龙PLC 为例，通过SCL(194)标度指令（图7）算出不同形变量对应的压机吨位数值。

图7 SCL（194）标度指令

SCL（194）指令用于将源字S 中的无符号二进制数转换为无符号BCD数，并根据点A（As，Ad）和点B（Bs，Bd）定义的线性函数将结果存入结果字R。

其中S 是传感器模拟量读取值，R 是吨位值，P1是低吨位，P1+1 是低吨位模拟量，P1+2 是高吨位，P1+3 高吨位模拟量（图8）。

图8 SCL 指令详解

下面进行编程计算。

将低吨位、低吨位模拟量、高吨位、高吨位模拟量分别放置于P1 参数的P1[0]、P1[1]、P1[2]、P1[3]四个字中（图9）。

图9 编程计算

使用SCL 指令即可通过传感器读出的“模拟量读取值S”换算出吨位值R（图10）。

图10 吨位换算

计算出每个通道的吨位值后，将其相加，便得到压力机冲压总吨位（图11）。

图11 冲压吨位显示