动力滑台设计

沈阳农业大学高等职业技术学院

毕业设计

题目：液压动力滑台的PLC控制系统设计

系别：计电系

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摘要

随着计算机控制系统技术的发展，主从式控制系统得到广泛应用，上位机监控系统是其重要组成部分。通常情况下，可用现有的组态式监控软件，但这方法成本较高。因此在小规模的主从式控制系统中，可利用编程语言来简单地实现上位机与plc的通讯。液压滑台是组合机床及自动线的主要通用部件，它的性能直接关系到机床品质的优劣，但由于国内液压技术水平及液压传东本身的缺陷，如油液的可压缩性、泄露等，许多液压机床都存在液压动力滑台柔性差和控制水平不高的问题。使用串行通信技术，通过上下位机之间的链接来控制液压设备，利用高级语言，将plc内部和外部的各种参数送到计算机的内存里，通过计算机分析和对比，可以把结果存储或输出，使控制和管理相结合，可以很大程度上提高系统操作的效率，为系统的自动化和柔性化提供前提，降低生产成本。

关键词：上位机、串行通信、自动化、柔性化

目录

摘要 (1)

引言 (4)

一液压动力滑台所需原件与作用 (5)

二设计的技术要求和设计参数 (6)

（一）工作循环 (6)

（二）确定液压缸主要尺寸 (6)

（三）计算最大流量需求 (7)

三拟定滑台系统原理图 (8)

（一）换向和速度回路的选择 (8)

（二）确定液压泵和电机规格 (8)

1算液压泵的最大工作压力 (8)

2算总流量 (9)

3．电机的选择 (10)

四滑台液压图 (10)

五可编程控制器（PLC控制程序） (11)

（一）可编程序控制器的特点 (11)

1 抗干扰能力强，可靠性高 (11)

2控制系统结构简单、通用性强、应用灵活 (11)

3 编程方便，易于使用 (11)

4 功能完善，扩展能力强 (12)

5 P LC 控制系统设计、安装、调试方便 (12)

6 维修方便，维修工作量小 (12)

（二）PLC结构 (12)

1 CPU (13)

2 存储器 (14)

3I/O模块 (14)

4 电源 (14)

5编程工具 (15)

6 I/O扩展接口 (15)

（三）PLC控制程序 (15)

1硬件接线图设计 (15)

2软件系统设计 (16)

3梯形图设计 (16)

六变频器的选型 (17)

（一）变频器的基本原理 (17)

（二）变频器结构电路图 (18)

1变频器的配线 (18)

2、控制回路端子 (19)

（三）选择变频器 (20)

总结与期望 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

引言

本文首先对液压系统中液压原件的节能降损的重要性和必要性进行了介绍；然后通过总结出的一些技术上的措施与管理上的措施，最后结合液压滑台的具体工作地点，讲述了一些行之有效的减轻漏油的办法。

从控制方面和运行方面着手：对系统的控制方式进行了改进，制作了符合要求的动力滑台的工作运行方式，以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。提高了系统的进给效率和进给精度

。

一液压动力滑台所需原件与作用表一：

二 设计的技术要求和设计参数

（一）工作循环

快进→工进→快退→停止；动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs = 0.2、fd = 0.1。

（二） 确定液压缸主要尺寸

由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进、快退速度要求相等，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸。通常利用液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔工作面积1A 是有杆腔工作面积2A 两倍的形式，即活塞杆直径d 与缸筒直径D 呈d = 0.707D 的关系。

工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)，选取此背压值为p 2=0.8MPa 。

快进时液压缸虽然不作差动连接，但连接管路中不可避免地存在着压降p ∆，且有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时取p ∆≈0.5MPa 。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值2p =0.6MPa 。

工进时液压缸的推力计算公式为

11221112/(/2)m F A p A p A p A p η=-=-，

式中：F ——负载力

ηm ——液压缸机械效率

A 1——液压缸无杆腔的有效作用面积

A 2——液压缸有杆腔的有效作用面积

p 1——液压缸无杆腔压力

p 2——液压有无杆腔压力

因此，根据已知参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为

液压缸缸筒直径为

mm

由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系，d = 0.707D ，因此活塞杆直径为d=0.707×106.5=75.3mm ，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D =110mm ，活塞杆直径为d =80mm 。

此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：

231/49.510A D π-==⨯ m 2

2232()/4 4.4810A D d π-=-=⨯ m 2

（三） 计算最大流量需求

工作台在快进过程中，液压缸采用差动连接，此时系统所需要的流量为

q 快进 =（A 1-A 2）×v 1=30.12 L/min

工作台在快退过程中所需要的流量为

q 快退 =A 2×v 2=26.9L/min

工作台在工进过程中所需要的流量为

q 工进 =A 1×v 1’=0.95 L/min

其中最大流量为快进流量为25.2L/min 。

根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液压缸的流量，通过这样的计算确定液压泵的工作功率。而确定工作的系统框图如下：