PLC课程设计：YA32 200四柱式万能液压机系统

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上 缸
快进 减速、加压 保压 快速回程
停止
下 顶出
缸
退回
图 1-2 液压机的工作循环
` 2.YA32—200 四柱式万能液压机液压系统的组成 YA32—200 系统中的液压源为主泵 3 和辅泵 1.主泵压力由远程调压阀 9 设定。辅泵 1 为小流 量定量泵，主要主用是作电液动换阀 10 和 4 的控制油源，其工作压力由溢流阀 2 控制。系统的两 执行元件为主缸和顶出缸，两液压缸的换向分别有电液动换阀 4 和 10 控制。液控单向阀 14 在主 缸快速下行是开启副油箱 18 向主缸充液。液控单向阀 12 用于主缸快速下行通路和快速回程通路， 单向阀 13 为主缸慢速下行时回油。单向阀 16 用于主缸的保压，阀 15 为带阻尼孔的卸荷阀，用于 主缸保压结束后换向前主泵 1 的卸荷。节流阀 7 及背压阀 6 用于保持顶出缸下腔所需的力。阀 5 用于阀 6 阻塞时系统的安全保护。压力继电器用作保压起始时的信号发出装置。
YA32—200 实物图片 1. YA32-200 四柱式万能液压机的结构 液压压力机的英文名称是 hydraulic and oil press 液压压力机又称液压成形压力机，使用 各种金属与非金属材料成型加工的设备。液压压力机主要是有机架、液压系统、冷却系统、加压 油缸、上模及下模，加压油缸装在机架上端，并与上模联接，冷却系统与上模、下模联接。其特 征在于机架下端装有移动工作台及与移动工作台联接的移动油缸，下模安放在移动工作台的上面。 液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式，YA32—200 四柱万能液压机是四柱式 的，它主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成，结构原理图如图 1-1 所示。
I/O 点数， 包括开关量 I/O、模拟量 I/O 以及特殊功能模块等。
（2）充分估计被控对象和工厂今后发展的需要，所选的 PLC 的 I/O 点数应留有一定的余量。
另外，在性能价格比变化不大的情况下，尽可能选用同类型中功能强的新一代 PLC
（3）确定选用的 PLC 机型。例如：对三菱公司的小型 PLC 来说，一般应选用 FX 系列 PLC，而
单向阀 13 此时主缸快速下降，泵 3 流量不足，阀 14 在液位高度与大气压的作用下打开，副油箱中的油
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液经阀 14 进入主缸无杆腔。 ②减速加压 当主缸滑块上的活动挡块压下行行程开关 XK2，电磁铁 5DT 断电使换向阀 11 复
位至左位，阀 9 关闭。此时无杆腔压力升高，阀 14 关闭，主缸转为慢速接近工件和加压阶段。系 统油液的流动录像为
⑤主缸卸压回程段——保压过程结束，时间继电器 KT 发出信号，其控制的常开触点 KT 闭 合，中间继电器 2K 得电吸合，电磁铁 2YA 得电，阀 10 换至左位，同时常开触点开关 2K 闭合，形 成自锁。
⑥主缸原位停止——当上缸滑块上长至触动行程开关 1SQ 其常闭触点失电断开，电磁铁 2YA 失电，阀 6 处于中位，泵卸载。
③主缸减速压制——当上缸滑块降至一定位置触动行程开关 2SQ 后，其常闭触点失电断开， 电磁铁 5YA 失电，阀 11 处于原位，液控单向阀 12 关闭。
④主缸保压延时——当上缸上腔压力达到预定值时，压力继电器 KP 吸合，其常闭开关 KP 断开，使电磁铁 1Y 失电，阀 10 回中位，上缸的上、下腔封闭，单向阀 13 和充液阀 14 使上缸上 腔保压，保压时间由时间继电器 KT 调整。
（1）选用的 PLC 必须满足被控对象的控制要求；
（2）先用的 PLC 不仅要着眼于现在，还要适当地考虑到将来发展的需要；
（3）在满足上述两个前提的情况下，力求使该系统具有较好的性能价格比。
2、PLC 控制系统的设计步骤
（1） 根据被控对象的控制要求，确定整个系统的输入、输出设备的数量，从而确定 PLC 的
16
KP
压力继电器 1
17
1KM
接触器
1
18
TL1
直流变压器 1
19
TL2
变压器
1
21
HW
照明灯
1
RL1-15
熔断体额定电流为 4A
RL1-15
熔断体额定电流为 4A
HK1
额定电流为 60A
HK1
额定电流为 15A
AD1-22
额定工作电压为 24V
LX19-121
JS7-2A ～ 交流 220V
220V
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5
4 3
6
2
7
1
图 1-1 四柱液压机结构原理图 1-床身 2-工作平台 3-导柱 4-上滑块 5-上缸 6-上滑块模具 7-下滑块模具
液压机的主要运动是上滑块机构和下滑块顶出机构的运动，上滑块机构由主液压缸(上缸)驱 动，顶出机构由辅助液压缸(下缸)驱动。液压机的上滑块机构通过四个导柱导向、主缸驱动，实 现上滑块机构“快速下行→慢速加压→保压延时→快速回程→原位停止”的动作循环。下缸布置 在工作台中间孔内，驱动下滑快顶出机构实现“顶出→返回→停止”动作循环，如图 1-2 所示。 YA32—200 型四柱万能液压机是一种液压机典型产品，其主液压缸最大压制力为 2MN。该机的液压 系统采用普通液压阀控制。
不选用 F 系列 PLC。
（4）建立 I/O 分配表，绘制 PLC 控制系统的输入、输出接线图。
（5）根据控制要求绘制程序流程图。
（6）根据 GX 软件编制程序，并在 GX 软件上进行软元件模拟、调试。
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②停止 顶出杆顶出，当挡块碰到 XK4 时，断开 3DT，同时触发时间继电器。此时油的流动 同主缸停止时。
③返回 时间继电器定时时间到后，接通 4DT，换向阀 4 切换至右位，油液流动路线为 进油路：主泵 3→换向阀 10（中位）→换向阀 4（右）→顶出缸有杆腔 回油路：顶出缸无杆腔→换向阀 4（右）→油箱 返回至碰到行程开关 XK5，4DT 断电。顶出缸再次停止工作。
二、液压机电继电器-接触器电气控制设计 继电器-接触器电气控制电路图分析及设计 电气元件的选择
三、液压机可编程控制器系统的设计 PLC 控制系统的设计原则 PLC 控制系统的设计步骤 PLC 选型 PLC 系统的接线外设元器件选择 PLC 程序设计 程序调试
四、总结 五、参考文献
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一. YA32-200 四柱式万能液压机的工作原理
（二）．电气元件的选择
序号 代 号
名称
1
M1
电动机 1
2
M2
电动机 2
3
FU1
熔断器
4
FU2
熔断器
数量
1 1 1 1
规格型号
Y160L-4 Y90L-4 RL1-60 RL1-15
备注
额定功率为 15KW， 额定功率为 1.5KW 熔断体额定电流为 40A 熔断体额定电流为 4A
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5
FU3
熔断器
1
6
FU4
熔断器
1
7
QG
电源总开关 1
8
Q
照明灯开关 1
9
HL1～HL5 指示灯
5
10
ST1～ST4 行程开关
4
11 KT
1 时间继电器
12
1K～5K
中间继电器 5
13
1YA～5YA 电磁铁
5
14
2SB,3SB,5S 起动按钮
5
B, 6SB,7SB
15
1SB,4SB,8S 停止按钮
3
B
YA32—200 四柱式万能液压机系统 电气控制系统设计
班级： 机械 0805 姓名： 学号： 指导老师：
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目录
一、YA32-200 四柱式万能液压机的工作原理 YA32-200 四柱式万能液压机的结构 YA32-200 四柱式万能液压机液压系统的组成 YA32-200 四柱式液压机的液压系统原理
⑦顶出缸顶பைடு நூலகம்——按下开关 6SB,中间继电器 3K 得电，电磁铁 3YA 得电，换向阀 4 换至左 位，从而实现顶出缸顶出。
⑧顶出缸退回——按下按钮 7SB，电磁铁 3YA 失电，4YA 得电，换向阀 4 换至右位，下液压 缸活塞下行，退回。
⑨顶出缸停止——当顶出缸压倒行程开关 4SQ 或按下停止按钮，电磁铁 4YA 失电，换向阀 4 换至中位，泵 2 卸荷，顶出缸停止。
进油路：同快速下行 回油路：主缸有杆腔→单向阀 13→换向阀 10（右位）→换向阀 4（中）→油箱 ③保压延时 当主缸上腔的压力达到设定值时，触发继电器 17，使 1DT 断电，阀 6 复位至中 位，主缸上、下油腔封闭，系统保压，单向阀 16 保证了主缸上腔良好的密封性，主腔上腔保持高 压，保压时间由时间继电器调整，保压阶段只有液压泵低压卸荷，系统中无油液流动。 主泵 3→换向阀 10（中位）→换向阀 4（中位）→油箱 ④卸压回程 保压时间结束时，时间继电器发出信号，使 2DT 通电，换向阀 10 换至左位，主 缸进入回程阶段。如果此时主缸上腔立即与回油想通，会引起振动和噪声，所以必须先卸压后回 程。 当换向阀 10 切换至左位后，主缸上腔还未卸压，压力很高，阀 15 开启，因此有 主泵 3→换向阀 10（左位）→阀 15→油箱 此时主泵 3 在低压下运行，尚不足以打开阀 14 的主阀芯，但能打开阀内部的卸荷小阀芯，高 压油由卸荷小阀芯的开口泄回副油箱 18，压力逐渐降低至使阀 15 关闭为止。卸压结束后，顶开 阀 14 主阀芯，此时系统的油液流动路线为 进油路：主泵 3→换向阀 10（左位）→单向阀 9→主缸有杆腔 回油路：主缸无杆腔→阀 14→副油箱 18 ⑤停止 主缸挡块压下 XK1 时，2DT 断电使换向阀 10 复位至中位，主缸活塞被该阀的 M 型机 能的中位锁紧而停止运动，回程结束，油液流动同保压阶段。 ⑵顶出缸 顶出缸的运动应与主缸实现互锁。阀 10 处于中位状态。 ①顶出 当主缸挡块碰到 XK1 时，3DT 通电，换向阀 4 切换至左位，油液流动路线为 进油路：主泵 3→换向阀 10（中位）→换向阀 4（左位）→顶出缸无杆腔 回油路：顶出缸有杆腔→换向阀 4（左位）→邮箱
表 1 为 3150KN 通用液压机的电磁铁动作顺序表
动作程序
1Y
2Y
3Y
4Y
5Y
快速下行
+
+
慢速加压
+
上
保压
缸
泄压回程
+
停止
顶出
下 停止
缸
退回
+ +
二、液压机电继电器-接触器电气控制设计 ㈠继电器-接触器电气控制电路设计 电气元件自动控制能减轻操作人员的劳动强度，提高工作机械的生产效率和产品品质，而且
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①启动电机——按启动按扭 SB2，1KM 得电吸合，其常开接触器 1KM 闭合，电机启动，泵供 油，电磁铁全部处于失电状态，主泵 2 输出的油经三位四通电液换向阀 10 中位及阀 4 中中位流回 油箱，空载启动。
②主缸快速下行——按启动按扭 3SB，1K 得电吸合，其控制的常开常开 1K 闭合，电磁铁 YA、5YA 先后得电，阀 10 换至右位，控制油经阀 11 右位使液控单向阀 9 打开，从而实现主缸快 速下行。
JZ7-44
交流 220V
4V320-10 直流 24V
LA20-22D
绿色指示灯
LA20-22D
红色指示灯
TK-10 CJ20-40 交流 220V BKZ-5A 220V SBK/SG-50K VA PZ220-10 交流 220V
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三、液压机可编程控制器系统的设计
1、PLC 控制系统的设计原则
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图 1-3 液压系统原理图
1-辅泵； 2、8-溢流阀； 3-主泵； 4、10-三位四通电液动换向阀； 5-安全溢流阀； 6-背压溢流阀；7-节流阀； 9-远程调压阀； 11-二位四通电磁换向阀； 12、14-液控单向阀； 13、
16-单向阀； 15-卸荷阀； 17-压力继电器； 18-副油箱 3. 四柱式液压机的液压系统原理 ⑴主缸 ①快速下行 按下启动按钮，1DT 与 5DT 接通，阀 10 切换到右位，阀 11 切换到右位，辅泵 1 的控制压力油经阀 11 将液控单向阀 12 打开，此时主油路的流动路线为 进油路：主泵 3→换向阀 10（右位）→单向阀 16→主缸无杆腔 回油路：主缸有杆腔→液控单向阀 12 →换向阀 10（右位）→ 换向阀 4（中）
能够实现手动控制难以完成的诸如远距离集中控制。继电器—接触器控制系统能够完成电气元件 的自动控制，而且结构简单、价格便宜。能够满足生产机械一般生产的要求，获得了广泛的应用。 下面介绍 YA32-200 液压系统的继电器—接触器控制系统，能够实现自动控制和手动控制。
（1）.继电器-接触器电气控制电路图 根据设计要求，设计出如图所示的继电器-接触器电气控制电路图。