液压机控制系统原理设计

摘要

自18世纪末世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。本世纪60年代以后，液压技术随着空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压系统在各种机械设备上得到了广泛的使用。

压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成形、打包等加工工艺中广泛应用的压力加工机械设备。液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式。

PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力有很好的应用，PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.

近年，工业计算机技术（IPC）和现场总线技术（FCS）发展迅速，挤占了一部分PLC 市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

PLC发展的重点：1、人机界面更加友好；2、网络通讯能力大大加强；3、开放性和互操作性大大发展；4、PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛；5、工业以太网的发展对PLC有重要影响。

关键字：液压系统压力机 PLC 自动控制

一．压力机液压系统

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→慢速下行→慢速加压→保压延时→预卸→慢速回程→快速回程→停止

下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑快顶出机构实现：

向上顶出→向下退回

液压机液压系统工作原理图如下：

1-液压泵，2-溢流阀，3、9、12、15-电磁换向阀，4、13-顺序阀，5-滑阀，6-压力继电器，7-压力表，8、11、17-单向阀，10、16-调速阀，14-充液阀，18-主油缸，19-辅助油缸，20-邮箱，21、22-过滤器

图3-液压机液压系统图

二．PLC端子接线图：

详细说明如下：

根据液压图的构成确定PLC所选型号为C系列P型——C20P。

PLC所用电源电压为100-240V 50/60Hz交流电源。其控制方式为存储程序方式，主控制元件选用MPUC-MOS LS-TTL。程序方式为梯形图方式，输入输出继电器点数为20点。其中输入继电器12点，输出继电器为8点。

图中SB1按钮 0000 为油泵启动按钮； SB2按钮0001为系统工序开始执行按钮；SB3按钮0002为紧急制动按钮；SQ1-SQ4 （0003—0006）是行程开关；SP1（0007）为压力继电器。

YA1与YA2分别是控制滑块上、下行的电磁阀的右位和左位；YA3与YA4是控制下缸体推出和拉回的电磁阀的右位和左位；YA5是控制滑块下行快慢的电磁阀；YA6是控制滑块上行快慢的电磁阀。KM1是启动油泵的接触器。FR是过热保护。

具体工作过程为：先按下按钮SB1启动油泵，此时压力机空载运行。当按下SB2后压力机开始工作，即实现滑块快速下行-滑块慢速下行-保压-预卸-滑块慢速回程-滑块快速回程-推拉缸推出-拉回-循环结束。按钮SB3为紧急制动按钮，即在任何时候按下它之后，压力机都会立刻停止工作。

结合梯形图来说明自动控制工作原理为：0000是油泵启动按钮SB1的输入继电器，当按下SB1时，输入继电器0000得电，这时内部辅助继电器1000得电并自锁，从而使输出继电器0506得电，0506驱动油泵的接触器，这样油泵就开始工作供油。当按下工序启动按钮SB2,而使输入继电器0001得电，这时辅助继电器1002得电并自锁。这样又接通了输出继电器0500，0504。0500是驱动电磁阀YA1，而0504是驱动电磁阀YA5。这样就开始了快速下行。其中，先启动油泵是为了让油泵首先拥有良好的工作状态，这样在接通油路时使油泵可以马上投入到正常的工作状态。当滑块快速下行碰到行程开关SQ2时候，输入继电器0004接通，从而使辅助继电器1003接通，这时就切断0504的输出。YA5失电，这时整个油路只有电磁阀1的右位接通。整个是滑块的慢速下行过程。这时开始整个油缸的油压开始上升。当达到预定设置的数值时候，压力继电器触头动作使输入继电器0007得电，从而使辅助继电器1004得电，并自锁。与此同时使0500失电，整个油路关闭，此时实现了保压的过程。在1004得电的同时也使时间计时器开始了工作，可见整个保压的过程时可以设定好时间的。当计时的时间到了。其TIM00动合触点闭合。不但切断了自身计时输入的触发信号。同时也使辅助继电器1005得电并自锁。1005得电从而使输出继电器0501得电驱动电磁阀1的左位接入，此时是滑块的慢速回程的过程，这是由于油路中有调速阀的原因。当回程到再次碰到行程开关SQ2时，0004再次得电，从而使1003再次自锁得电，这时由于0501也得电，从而使0505也得电。YA6接通，滑块开始了快速回程的过程。直到碰到行程开关SQ1，而使输入继电器0003得电，从而使1006自锁，1006使0501等工作的电磁阀失电，与此同时使0502得电YA3得电，下缸体开始上升即推拉缸推出，当碰到行程开关SQ3时，使输入继电器0005得电，1007得电并自锁。同时使0502失电，并使辅助继电器1008得电并自锁。当然0503得电，YA4得电开始工作，这时的油路实现的功能是推拉缸的拉回。直到碰到行程开关SQ4，使输入继电器0006得电，1009得电并自锁。同时切断了油泵的驱动0506的输出，整个加工过程结束。想开始新的加工过程，必须重新开始执行上述的过程。

需要说明是整个油路的供油时候都加入了油泵正常工作的判断，如何驱动油泵的辅助继电器1000被中断，那么程序中自动切断所有的执行过程。其中，紧急制动按钮SB2就是通过在按下按钮的过程中使辅助继电器1001得电，其动断触点就打开，从而使1000失电，这也就中断了整个加工过程。还需要说明是PLC执行的顺序，PLC执行分三个阶段，输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出处理阶段。可利用其特点，编出灵活程序。

下面是具体的指令语句表

地址指令数据0000L D0000 0001O R1000 0002A N D N O T1000 0003A N D N O T1001 0004O U T1000 0005L D1000