【正文】 ┊ ┊ ┊ 4 控制系統(tǒng)程序設(shè)計 可編程控制器應(yīng)用于液壓機的可行性分析 可編程控制器的特點 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。 (3)為了設(shè)備及人身安全設(shè)置急停按鈕及光欄保護(hù)開關(guān)。 4. 工作過程的控制 : (1)對液壓機滑塊的速度，根據(jù)產(chǎn)品工藝的要求進(jìn)行設(shè)定。 (2)液壓機利 用手動控制頂出缸作薄板反拉伸。而在自動控制的液壓機中，這 7 個過程可做到全自動依次運行，湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 只有人工按停止按紐或急停按紐干預(yù)方能停車。這一過程持續(xù)到主缸上腔壓力降低到較低時，卸荷閥 11 關(guān)閉為止。 但由于液壓機油壓高， 而主缸的直徑大，行程長， 缸內(nèi)液體在加壓過程中受到壓縮而儲存相當(dāng)大的能量。單向閥 13保證了主缸上腔良好的密封性，主缸上腔保持高壓。這時主缸上腔壓力升高，充液閥 14 關(guān)閉。實際上，此時主閥滑塊 22 在自重作用下快速下降， 泵 1 的全部流量還不足以補充主腔上腔空處的容積， 因而在上腔形成局部真空，置于液壓缸頂部的充液箱 15 內(nèi)的油液在大氣壓及油位作用下，經(jīng)液控單向閥 14（充液閥）進(jìn)入主缸上腔。 注 ： 1－恒功率變量泵 2－定量泵 4－溢流閥 5－遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 21－電液換向閥 7－壓 力表 8－電磁閥 9－液控單向閥 10－順序閥 11－卸荷閥（帶阻尼孔） 12－壓力繼電器 13－單向閥 14－充液閥（帶卸荷閥芯） 15－充液箱 16－主缸 17－頂出缸 18－溢流閥 19－節(jié)流器 20－背壓閥 22－滑塊 23－擋鐵 四柱式液壓機的液壓系統(tǒng)原理圖 四柱式液壓機的工作原理 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 按下啟動按鈕。本設(shè)備在油箱內(nèi)及工作油路上設(shè)有冷卻管路，需要冷卻時通循環(huán)冷卻水，不需要冷卻時，停止通冷卻水。包括有 6MF1a 和 7KF1a電液動滑閥、 B1I1 電動滑閥、 2Y和 6Y 溢流閥、 6D 單向閥、以及電接點壓力表等。此類泵是在 DCY141B 泵的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計而成的一種新的變量形式，它以步進(jìn)電機代替 DCY141B 泵上的可逆電動機，利用步進(jìn)電機帶動變量頭改變泵的斜盤角度來實現(xiàn)其控制功能，以滾珠絲桿代替普通絲桿，可實現(xiàn)高精度的流量控制。其油箱為鋼板焊接件，箱內(nèi)裝有過濾板，箱前裝有油位標(biāo)志。缸口部分也裝有鑄鐵導(dǎo)向套和 Y型密封圈。 圖 四柱式液壓機外觀圖 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓系統(tǒng)構(gòu)成 主缸缸體是用鍛缸制成的 。在編制程序過程中把設(shè)備所有可能出現(xiàn)的情況考慮進(jìn)去，確保液壓設(shè)備本身及操作使用人員的安全 :同時可大大提高設(shè)備的整體性能及壓力設(shè)備的高技術(shù)含量；為我國的裝備制造業(yè)的發(fā)展方向提供經(jīng)驗。因此，液壓油的參數(shù)對液壓設(shè)備能否正常運轉(zhuǎn)起著舉足輕重的作用，利用 PLC 對液壓油油溫進(jìn)行過程控制是本論文研究的其中一個方面。機床行業(yè)中 PLC 品牌集中度比較高，主要集中于日系品牌（三菱、歐姆龍）和西門子，臺灣品牌臺達(dá)在其中也占有一定的市場份額，而其他的品牌主要有富士、倍福、 ls、施耐德、光洋、 abb 和橫河等。在采用這種應(yīng)用方式時，可根據(jù)用戶自己的的特點，選用不同專業(yè) PLC廠商的產(chǎn)品 ，并且可以更為方便的對控制規(guī)模進(jìn)行調(diào)整。它們可以共用一個 cpu，也可以是單獨的 cpu，這種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮， PLC 和 NC 之間沒有多余的導(dǎo)線連接 , 增加了系統(tǒng)的可靠性 , 而且 NC 和 PLC 之間易實現(xiàn)許多高級功能。目前，我國 PLC 的應(yīng)用還處在初級階段，一般僅用于中、小型企業(yè)的順序控制中，但在一些從國外引進(jìn)的大型制造業(yè)的裝備中， PLC 實現(xiàn)復(fù)合控制使用的已相當(dāng)廣泛。 PLC 是一種應(yīng)用于工業(yè)控制的智能型可編程序的順序控制器，是每一接點可重復(fù)使用的智能型繼電器陣列。它是機械化的高級階段。 Automatic control。在板材成形過程中通過可編程控制終端對成形力、壓邊力及凸模行程進(jìn)行實時監(jiān)視和控制。 湖 北 文 理 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )正文 題 目 四柱式液壓機的自動控制 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機械與汽車工程學(xué)院機制 0812 班 姓 名 王凡 學(xué) 號 08115053 指導(dǎo)教師 職 稱 吳 和 副教授 I 四柱式液壓機的自動控制 摘要 ： 本設(shè)計以四柱式液壓機的機械及液壓裝置為基礎(chǔ)，配以可編程控制器，根據(jù)液壓機的工作過程，按照生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行自動控制。 文中詳述了 PLC 的特性及發(fā)展趨勢，具體介紹了所選 PLC的特點，及其控制單元和所選控制模塊的使用和參數(shù)設(shè)定，給出了液壓機的工作流程圖、程序運行流程圖并編制出了運行程序。 PLC。近年來由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，自動化得到了長足的進(jìn)步。過去， PLC 僅作為順序控制器來使用，常規(guī)情況下，對于一些過程控制，都采用上位微機控制來完成即所謂的集散控制系統(tǒng) (DCS)。 PLC 作為開關(guān)量控制的順序控制器在液壓設(shè)備上的應(yīng)用已很普遍。 PLC 中的信息也能通過 CNC 的顯示器顯示 , 這種方式對于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢。 PLC 在數(shù)控機床和非數(shù)控機床中都有使用，在數(shù)控機床中， PLC 是數(shù)控機床的大腦，何時進(jìn)刀，何時退刀，刀量多少，工件的加工流程及所有要控制的操作都要由PLC 發(fā)出指令，機床的限位開關(guān)等機械控制部分以及液壓控制部分也會應(yīng)用到 PLC。 機床行業(yè)在保持了最近這些年的持續(xù)高速增長之后，于今年開始出現(xiàn)衰退現(xiàn)象，特別是在受金融危機沖擊后，從 7月份開始與去年同期相比都有不同程度的下降， 11月份甚至下降幅度達(dá)到 %，如此高幅度的下降是歷年很少見的，其中普通機床的影響尤為明顯，庫存開始增加，而數(shù)控機床的影響稍微少一些，從而給這個行業(yè)重新洗牌，未來機床 的方向是數(shù)控化和逐步高端化，這些機床都需要使用大量 PLC 和運動控制器 /卡來逐步取代繼電器或機械控制，使得機床的整體性能得到提升，因此從長遠(yuǎn)來看， PLC 和運動控制器 /卡在機床行業(yè)的應(yīng)用還是會很有潛力，在金融危機的沖擊下，用戶對 PLC 的性價比會越來越高，在同等價位水平下，希望 PLC 能夠集成更多功能，如多軸插補功能等，甚至把原來不帶有運動控制模塊的 PLC 轉(zhuǎn)化成帶有運動模塊，這些都是 PLC 廠商面對這場危機時所需要考慮的，在人人捂緊錢包的時候，只有更加高性價比的產(chǎn)品才能在這場危機中勝出，而對于運動控制器 /卡，開放性將 是其發(fā)展趨勢，不需要借助相關(guān)平臺即能實現(xiàn)運動控制功能。四柱式液壓機主要適用小批或成批生產(chǎn)的金屬壓力加工工藝。 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 四柱式液壓機 的結(jié)構(gòu)和工作原理 分析 YB32500 四柱式液壓機機械結(jié)構(gòu)；簡述液壓機液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及其工作原理；為下一步采用 PLC 控制系統(tǒng)的方案設(shè)計做基礎(chǔ)。缸體依靠缸口臺肩及大鎖母緊固于上橫梁內(nèi)。 Y型密封圈是用聚氨脂橡膠制成的。油箱用四個支柱支起，其下面裝有油泵和電動機。主油泵電動機選用 Y200L4 45KW，轉(zhuǎn)速1475r/m。 其中 6MFla 電液動滑閥于裝配時在主閥和導(dǎo)閥中間增設(shè)一閥板，以便于接通控制管路。 由于北方冬季氣溫低，最低溫度達(dá)到零下 20 幾度，為了液壓機的正常運轉(zhuǎn)，本設(shè)備在油箱內(nèi)設(shè)置加熱裝置。電磁鐵 1DT、 5DT 通電吸合。 工件加壓當(dāng)主缸滑塊 22上的擋鐵 23 壓下行程開關(guān) XW2 時，電磁鐵 5DT 斷電，閥 8 處于常態(tài)位，閥 9 關(guān)閉。主泵 1 的壓力油推動活塞使滑塊慢速接近工件， 當(dāng)主缸活塞的滑塊 22 抵住工件后， 阻力急劇增加，上腔油壓進(jìn)一步提高， 變量泵 1 的排油量自動減小，主缸活塞的速度變得更慢，以極慢的速度對工件加壓。保壓時間可由壓力繼電器 12 控制的時間繼電器調(diào)整。 如果此時上腔立即與回油相通，則系統(tǒng)內(nèi)液體積蓄的彈性能突然釋放出來，產(chǎn)生液壓沖擊，造成 機器和管路的劇烈振動，發(fā)出很大的噪聲，為此，保壓后必須先泄壓后再回程。主泵 1的供油壓力升高 ,推開充液閥 14 的主閥芯。 設(shè)備控制要求 液壓機的自動控制系統(tǒng)要求能實現(xiàn)自動及手動歐諾個控制方式。 (3)液壓機出現(xiàn)故障時，便于快速查找故障原因。其速度由 變量泵的流量來控制，利用步進(jìn)電機帶動變量頭改變泵的斜盤角度來實現(xiàn)其 控制功能。 電氣系統(tǒng)設(shè)計 電氣原理圖如 圖 所示 ： 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 電氣原理圖 根據(jù)液壓機的控制要求，所需的器件有：西門子 S7200 系列 PLC、起動按鈕 SB停止按鈕 SB紅綠色信號燈等，輸入／輸出端口接線如外部接線圖所示。可編 程控制器由于具有以下特點而深受歡迎 : ，抗干擾能力強。而且為了適應(yīng)特殊場合的需要，有的 PLC 生產(chǎn)商還采用了冗余設(shè)計和差異設(shè)計 (如德國 Pi12 公司的 PLC)，進(jìn)一步提高了其可靠性。 PLC 的編程可采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場電氣技術(shù)人員的歡迎。又用程序 (軟接線 )代替硬接線，安裝接線工作量少。LPC 對于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和 I/O 點的狀態(tài)均有顯示。 由于具有上述特點，使得 LPC的應(yīng)用范圍極為廣泛，可以說只要有工廠、有控制要求，就會有 PLC 的應(yīng)用。 LPC 的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。第一部分為系統(tǒng)管理程序，它主管控制PLC 的運行，使整個 PLC按部就班地工作。它包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序，如完成輸入、輸出及特殊運算等的子程序。數(shù)字控制技術(shù)實質(zhì)就是用脈沖實現(xiàn)控制的技術(shù)。 PLC 訪問數(shù)據(jù)區(qū)，有多種方法，可直接訪問，也可間接訪問。 PLC 有很 多指示燈，可顯示 LPC 自身的狀態(tài)與控制對象的狀態(tài)?？捎浵陆诘?20 次，甚至更多故障記錄。PLC 與 PLC可通信。PLC 可聯(lián)接成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)范圍面可大到幾十、幾百千米或更大。根據(jù)控制系統(tǒng)圖選用 CPU 型號為 CPU226DC/DC/DC2