由PLC控制的电液步进式液压缸

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PLC在履带行走式液压支架电液控制中的应用

PLC在履带行走式液压支架电液控制中的应用
的开启 程度会 依据 预先形成 的时间信号 曲线 改变 。如
果液压 缸移 动到设 置 位 置后 停 止 , L P C直 接控 制 两个 溢流 阀 , 以使得 气缸 的下 一个 行 程 能够 实 现 。系 统在
速度需 求 , 现无 级调 速 功 能 。履 带行 走 式 液压 支架 实 P C控制 系统 的模 拟 量 输 出电 压 的 范 围为 0—1 L 0V, 输 出模 块 的电压输入 和电液 比例 阀联 合使用 的伺服放
控制 系统 的仿 真 界 面 易 于 操 作 。通 过 仿 真 软 件 的操 作, 能够把履 带行 走式 液压 支架 的 P C控 制程 序 和系 L
统参 数设计 , 真画 面设计联 系起 来 , 而能够 进行有 仿 从
效地 仿真分 析 。履带 行 走 式 液 压 支 架 P C控 制 系 统 L 软件 的设计 流程 如 图 3所示 。
点并且 经 过 B点 , 后 流进 马 达 , 流 出 马 达后 从 A 最 油
图 1 履 带 行 走 式 液 压 支 架 行走 液 压 系统 原理 图
在 履带 行走式 液压 支架 行走 液压 系统 中的两个 溢 流阀 的作用是 缓 冲 , 果 位 于换 向 阀左 侧 的 阀 门瞬 间 如 关闭, 马达 由 于惯 性 将 会 保 持 旋 转 状 态 , 这 种 情 况 在 下, 马达 的作用 相 当于 泵 。 图 1中位 于上 部 的 油 口是
21 0 第 7期 1年 液 压 支 架 电 液 控 制 中 的 应 用 L
倪 涛 T e a p ia in o L n ee to h d a l o to y t m h p lc t f P C o l cr — y r u i c n r ls se o c f rc a e —y e h d a lc s p o t o r wl rt p y r u i u p r

液压系统的PLC控制

液压系统的PLC控制

机电综合实验重庆理工大学液压系统的PLC控制实验报告书姓名:王*班级:107040208学号:***********指导老师:张*实验时间:2011/2/22~2011/2/25目录一、实验目的与要求 (3)二、总体方案 (4)三、液压控制回路 (5)四、得失电状态表 (8)五、电气原理图 (9)六、I/O端口分配 (11)七、程序设计与系统流程图 (12)八、自我总结 (16)九、程序清单 (18)附录本组成员名单及任务分配 (23)一、实验目的与要求1、实验目的(1)能熟悉基于plc控制的液压系统开发流程,并设计一个具体的气动、液压系统。

(2)熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法。

(3)熟练掌握plc编程方法。

(4)能熟练使用梯形图编写液压系统的控制软件。

(5)搭建具体硬件(含油、电路)连接,并完成软硬件的联调。

2、实验器材计算机、液压泵、各种液压阀、气动元件、油管、液压接头、plc实验板、导线。

3、实验要求根据本人在本次实验中学习到的相关知识作答。

(1)详细说明本次实验设计思路、方案,画出动作循环、系统油路、控制电路原理图,并文字说明。

(2)详细说明plc控制流程,确定输入/输出口,作I/O规划。

(3)画出plc控制梯形图,要求自锁、定时器。

(4)说明本次实验使用的传感器,与控制电路的接口。

(5)自我总结。

二、总体方案1、根据实验要求,本组最终确定的方案为能够在X-Y方向上铣削出工件的平面,机械本体如图(1)所示。

图(1)如图(1)是一个XY轴十字滑台,其上面有一个可以固定工件的平台。

此XY轴十字滑台是在铣平面的时候用的,采用液压缸控制。

其各个阶段的速度包括工进,快进,快退都是由液压回路里的调速阀控制。

由于铣床只要求铣完整个平面,而不要求其能够加工出各种图案。

故采用这样的方法来调速是可以的。

图中的ST1、ST2、ST3、ST4接近开关所在的位置是滑台整个的工作范围。

ST0是滑台的原点位置。

基于PLC的液压同步系统的程序设计方法

基于PLC的液压同步系统的程序设计方法

基于PLC的液压同步系统的程序设计方法在液压系统中,经常要求系统能控制处理多个执行机构同步运行的问题。

下面以笔者为国内某热电厂所设计的由一台PLC和四个电液比例阀组成的系统为例,说明同步系统的组成及程序设计方法。

一、系统组成系统由PLC、电流比例阀、齿轮双齿条油缸及转动执行机构等部分组成。

由PLC控制四个电液比例阀分别驱动四个齿轮双齿条油缸,带动四个执行机构转动。

控制要求规定:四个执行机构转动时,其转动速度应同步,最终的转动位置角度应相同。

系统的PLC选用Koyo SZ-4型产品,其各种模块安装在机架内的不同槽位上,I/O点的地址定义号由该模块所在的槽位决定,八槽机架所安装的模块类型及其地址定义号如图1所示。

图1系统的开关量输入模块选用8ND1型和16ND1型24VDC模块,它们的地址号为1010 ~1077,共56点。

主要用来连接按钮输入信号和接收绝对式旋转编码器发生的编码信号。

开关量输出模块选用8TR1型24VDC模块,它的地址号为~010~Q017,主要用来连接各种指示灯。

模拟量输出模块的型号为2DA2,该D/A模块提供2路-10V~—+10V的输出电压。

Z-CTIF为高速计数模块,该模块用于接收增量式旋转编码器发来的高速脉冲。

比例阀选用的是4WRZ16型先导式电液比例换向阀,其电源形式为直流24V,电磁铁名义电流为800mA。

由PLC输出的-10V~+10V电压控制功率放大器输出-800mA~+800m A电流,输出电流的大小决定了电液比例阀阀口的开度。

系统选用Koyo TRD-NA360PW绝对式旋转编码器作为执行机构转动角度检测反馈元件。

当电液比例阀驱动齿轮双齿条油缸带动执行机构低速转动时,绝对式旋转编码器可将执行机构的转动位置角度实时反馈给PLC。

系统选用的增量式旋转编码器用于发出执行机构转动方向和转动角度大小的指令。

二、程序设计方法1、旋转编码器数据采集的编程方法图2为绝对式旋转编码器和增量式旋转编码器数据采集的部分程序。

电液伺服阀的PLC控制

电液伺服阀的PLC控制

体 积小 、 用性 强 、 靠性 高 、 口安装 方便 等优 点而 通 可 接 获得广泛 应 用 , 且 电液 伺 服 阀 的 P C控 制 只 占用 而 L
P C的 3~ L 5个 IO接 口及 几 十 Bt 内存 , 制 系统 / i的 控 简洁 、 编程 方便 , 因此 本文采用 P C控制方式 。 L P C对步进 电机 的控 制主要 有三个方 面 : L
2 1 开度控 制 .
1 电液伺服 阀与液压缸 匹配使 用
电液伺服 阀与液 压 缸 匹配 使用 如 图 1 示 , 有 所 当 电脉冲输入步进 电机 1时 , 步进 电机 根 据指 令顺 时针 或逆 时针旋转 , 联轴 节 5带动 芯轴 8随步进 电机转 动 , 由于反馈螺母 1 能轴 向移 动 , 6不 芯轴 8 产 生轴 向位 便 移, 带动阀杆 9轴 向位 移 , 开 油 缸 的进 回油 通 道 a 打 、 b 油压使 活塞 杆 2 , 4轴 向位移 , 向与 阀杆 9相 反 , 方 由 于活 塞杆 2 4不 能转 动 , 使 活塞 杆 2 迫 4中心 的反 馈 螺 杆旋转 , 动 阀的反 馈螺 母 1 带 6产生 角位 移 , 向与 步 旋
既是 电液转换 元件 , 也是 功率放大元 件 , 它能 将小 功率 的微弱 电气 输入信号 转换 为 大功 率 的液压 能 ( 流量 和
压力 ) 出 , 现电液信号 的转换 与液压放大 。 输 实 电液伺服 阀是一个独立 的液压元件 , 以与液压缸 可 匹配成数控液压缸 , 也可 以与液 压马达 匹配成 数控液压 马达 。在工作时 , 由数字控制系统来控 制步进 电机 的运 转状态 , 步进电机 的负载 是细 而短 的芯轴 , 动惯 量很 转 小, 而系统的输 出功率和行程 由与之匹配 的液压 缸或液 压马达 的尺寸和所使用的液压 决定 , 可在较大 范 围内灵 活选择 , 能实现各种速度 、 各种行程的多种控 制。

液压系统plc控制实例精解

液压系统plc控制实例精解

液压系统plc控制实例精解液压系统是一种重要的动力传动方式,广泛应用于各个领域。

而PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)作为一种现代化的控制设备,能够对液压系统进行智能化的控制和管理。

本文将通过一个实例,详细介绍液压系统PLC控制的具体过程和应用。

我们来了解一下液压系统的基本原理。

液压系统通过液体的流动和压力传递来实现力的传递和工作机构的运动控制。

它由液压泵、执行元件、控制元件和液压储能装置等组成。

液压泵将机械能转化为液压能,通过液压管路将液压能传递给执行元件,从而实现工作机构的运动。

而PLC作为控制元件,通过对液压系统的各个部分进行控制和监测,实现对工作机构的精确控制。

接下来,我们以一个自动压力控制系统为例,详细介绍液压系统PLC控制的实现过程。

该系统主要包括液压泵、液压缸、电磁阀和传感器等组成。

其中,液压泵负责提供压力源,液压缸负责执行工作,电磁阀负责控制液压流向,传感器负责监测压力信号。

PLC作为控制中心,通过对传感器信号的采集和处理,以及对电磁阀的控制,实现对液压系统的自动控制。

PLC需要通过输入模块对传感器信号进行采集。

传感器安装在液压缸的压力管路上,能够实时监测液压系统的压力变化。

当压力达到设定的上下限时,传感器会将信号传递给PLC。

PLC通过输入模块接收到传感器信号后,会对信号进行处理和判断,判断液压系统的压力是否需要调整。

然后,PLC会根据预设的控制逻辑和算法进行计算和判断,确定是否需要调整液压系统的工作状态。

当判断需要调整时,PLC会通过输出模块对电磁阀进行控制。

电磁阀负责控制液压系统的流向,通过开启或关闭液压管路,实现对液压缸的运动控制。

当电磁阀被控制为开启状态时,液压泵提供的液压能够进入液压缸,使其产生相应的运动。

当液压系统的压力达到设定值时,传感器会再次将信号传递给PLC。

PLC会根据信号进行判断,如果压力已经达到设定值,则关闭电磁阀,停止液压泵的工作,从而实现对液压系统的自动控制。

油缸液压回路PLC控制实验

油缸液压回路PLC控制实验
机械工程实验教学中心
二、 组接电路:
实验步骤及内容
本实验的电气控制回路比较复杂,而且涉及强电、弱电的混合连接,实验设备也比较精密, 这就要求我们接线时一定要仔细检查,切不可在未检查确认无误之前通电。
(1)主电路连接:按照电气控制回路原理图连接电路,输入的三相电源在多功能电源板 上,自带保险和空气开关,交流接触器和热继电器在可编程控制器输入板上(内部已接 好)。
CH
20EDR1
NC 00 01 02 04 05 07
NC COMCOMCOM 03 COM 06COM 01 03
NC COM COM COM 03 COM 06
1YA 三位四通(换)
2YA 三位四通(直) 3YA 二位二通 4YA 二位二通
1----SB1 泵站启动 2----SB2 单周期触发 3----SB3 急停 4----SB4 循环触发 5----SB5 手动快退复位
节流阀串联速度换接回路电气接线图
机械工程实验教学中心
实验器材和设备

机电液综合实验台
一台

液压泵站(含油箱、液压泵、电动机等) 一套

五通接头
若干

油管(含快换接头) 若干

油缸、三位四通换向阀,溢流阀 各一个

两位两通换向阀,节流阀 各二个

电源板(含空气开关、保险、计时器ZN48-FX、AC360V、AC220V
机械工程实验教学中心
实验预备知识
1、PLC概述 PLC的工作方式为周期扫描各端口,再逐条执行,从而实现周期自动控
制。其每个周期包括输入采样、程序执行、输出采样三个阶段。下图为 PLC周期工作方式。
第一步为输入采样阶段,控制器首先以扫描的方式顺序读入所有的输入 端的信号状态(1或0),并逐一存入输入状态寄存器,其位数与输入端 子的数目相对应,而且即使程序执行期间,输入状态发生变化,输入状 态寄存器的状态也不会发生变化。

基于PLC的液压实验台控制系统开发与研制

基于PLC的液压实验台控制系统开发与研制
谭 月 涵
( 长江工程职业技术学 院, 湖北 武汉 4 3 0 2 1 2 )
摘 要: 针 对液 压 实验 台普遍 存在 自动化控 制程 度 不高 的现 实情况 , 文章设 计 了基 于P L了液 压 实验 台的功能 需求 , 给 出了液压 实验 台的结 构设计 方案 , 在 此基础 上重 点分析 了液 压 实验 台控 制 系统的设 计 , 从 上位
提供可供借鉴 的理论和实践指导意义。
本液压实验 台最大的核心就在于采用了模块化设 计
的P L C 模块 ,直接采用模 拟量扩展模块 和数 字量扩展 模 块, 实现对实验 台底层数据源 的采集与测量 , 将相关数 据 作为面向液压类专业性 、 工业性实验 的需求 , 该实验 传输到液压实验台的控制 中心 。 台应 当能够满足以下几个方面的功能需求 : 2 . 1 _ 3 控 制 中心— —工 控 机 ①满足液压控制系统 的各项测试 功能。 液压实验台的 工控机作为液压实验台的控制 中心 , 一方面为整个液 首要功能就是应 当能够满足液压控制系统的各个测试功 压实验台提供数据加工处理功能 , 另一方面为用户提供 良 能, 包 括 测 试液 压 元 件 的性 能参 数 , 测 试 液 压 阀 的性 能 曲 好的人机交互体验 , 通过专门开发 的组态程序 , 直接读取 线, 液压控制系统的负载特性测量 , 液压泵的实验等等 , 面 来 自于P L C 的数据 , 并将数据按照用户的需求进行处理和 向各类液压元件 、 液压类设备或者装备开展 的各项测试 、 显示 , 极大的简化了液压实验 台上位机的程序开发设计 的 测量实验 , 这是液压实验台的首要功能。 工作量。 ②满足 自 动化测量与控制的功能。 传统的液压实验 台 2 . 2 控 制 系统 设计 几乎都是手动控制 , 因此 , 必须要将手动控制改为全 自动 2 . 2 . 1 选用P L C 控制的优点 控制 , 要能够 自动实验对液压元件 、 液压系统的相关液压 P L C 又称可编程逻辑控制器 ,具有非常高的可靠性 , 参数的采集 、 测量 、 计算 、 分析 、 处理 , 以及对输出执行元件 其抗干扰能力远胜于单片机系统 , 因此采用P L C 作为实验 的自动化控制 、 加载、 卸载及对机电液一体化装备的动力 台控制系统 的下位机 , 实验台的测试检验质量得到了可靠 的保 障; 同时 , P L C 还具有操作简单 , 扩展容易 , 模块化设 作者 简介 : 谭 月 涵( 1 9 8 7 一) , 女, 武 汉人 , 大学本 科 , 助教 , 主要 从 事 计等优势 , 即使是初学人员也能够快速上手 , 这就决定 了 电气 自动化 方向的研 究 工作。 该 实验 台后期的维护保 养成本 比较小 。 另外 , 采用P L C 作

PLC与液压实验报告

PLC与液压实验报告

1.单缸连续往复控制回路(气动)1、实验题目:单缸连续往复控制回路(气动)2、实验原理:如图所示,三位四通的电磁阀1YA 、1YB分别外接PLC的Q0.0、Q0.1的输出端子;当三位四通电磁阀还没通电时,液压缸静止,开始按液压缸启动按钮SB1,液压杆开始,当运动到最左端时,Q0.0输出1YA通电时,换向阀向左移动,液压杆向右运动;当运动到最右端时,Q0.1输出1YB通电,换向阀向右移动,液压杆向左快退运动。

通过感应开关SQ1、SQ2来控制PLC程序的Q0.0、Q0.1交换输出,再控制换向阀1YA、1YB 通电,使液压缸自动往复运动。

工作原理图I/O分配表输入输出操作功能地址操作功能地址启动SB1 p 向右运动0.0 停止SB2 I0.1 向左运动0.1 SQ1 I0.2SQ2 I0.3PLC程序PLC外部接线:3、实验目的:通过实验,了解气动的运动原理,通过PLC控制实现液压缸的自动往复运动。

4、实验内容:通过感应开关控制PLC的输入实现液压缸自动往复运动工作无杆腔通气,有杆腔回放气时,杆前进;有杆腔通气,无杆腔放气时,杆快进。

5、实验步骤:1、根据实验需要选择元件(单杆双作用缸、单向节流阀、接近开关、三位五通双电磁换向阀、三联件、连接软管)。

并检验元件的实用性能是否正常。

2、看懂原理图后,搭建实验回路。

3、将三位五通双电磁换向阀和接近开关的电源输入口插入相应的控制板输出口。

4、确认连接安装正确稳妥,把三联件的调压旋钮放松,通气,开启气泵。

待泵工作正常,再次调节三联件的调压旋钮,使回路中的压力在系统工作压力以内。

5、当电磁阀作为得电后,压缩空气经过电磁阀过单向节流阀进入缸的左腔,活塞向右运行;当活塞杆靠近开关时电磁阀右位接入,压缩空气过电磁阀的右位和单向节流阀进入缸的右腔,活塞在压缩空气的作用下左运行。

6、当活塞杆靠近左边接近开关时电磁阀换位,压缩空气进入缸的右腔,活塞在压缩空气的作用下向左运行。

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数字式电液步进液压缸是由步进电机和液压力放大器组成的,其输出力可达上万牛顿。

因此,常用于重型精密机械的伺服进给系统中,如轧钢机的压下机构和轧辊磨床的进给机构。

液压力放大器是一个直接位置反馈式液压伺服机构,由控制滑阀、液压缸和螺杆-螺母反馈机构组成,见图l。

当步进电机在输入脉冲的作用下转过一个步距角时,经齿轮带动滑阀的阀芯旋转,由于活塞尚未移动使滑阀的阀芯产生一定的轴向位移,阀口打开,压力油进入液压缸使活塞外伸同时反馈螺母带动滑阀的阀芯退回零位,活塞停止运动。

如果连续输入脉冲电液步进液压缸即按一定的速度外伸,改变输入脉冲的频率即可改变活塞的速度。

电液步进液压缸是增量式数字控制电液伺服元件,即步进电机作电信号一机械位移的转换元件。

图2是增量数字控制电液伺服元件的控制方框图。

微机发出控制脉冲序列经驱动电源放大驱动步进电机运动:步进电机的运动严格与液压力放大器的运动成比,即微机的控制脉冲严格控制电液步进液压缸的运动:电液步进液压缸的位移与控制脉冲的总数成正比;而电液步进液压缸的运动速度与控制脉冲的频率成正比因此,电液步进液压缸的控制就在于步进电机的控制步进电机可以采用微计算机或可编程控制器(PLC)进行控制。

PLC具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点。

因而目前绝大部分采用液压传动的系统,如大型组合机床、加工中心、轧钢机的压下机构和轧辊磨床的进给机构等均采用PLC控制技术;而电液步进液压缸的PLC控制只占用PLC的3~5个I/O接口及几十Bit的内存,且可以省去电液步进液压缸的控制微机使控制系统简洁、成本显著下降,可靠性大大提高,更显示出其卓越的性能。

1 电液步进液压缸的PLC控制方法
电液步进液压缸的控制主要有三个因素:
(1)活塞行程控制。

由电液步进液压缸的工作原理和特性可知电液步进液压缸的活塞位移正比于所输入的控制脉冲个数;因此可以根据电液伺服机构的位移量确定PLC输出的脉冲个数:
n=ΔL/δ (1)
式中:△L —电液伺服机构的位移量(mm);
δ—电液伺服机构的脉冲当量(mm/脉冲)。

(2)活塞速度控制。

电液步进液压缸的活塞速度取决于输入的脉冲频率;因此可以根据电液伺服机构的速度,确定其PLC输出的脉冲频率:
f=Vf/60δ (2)
式中:Vf—电液伺服机构的进给速度(mm/min)。

(3)活塞运动方向控制。

电液步进液压缸的运动方向由步进电机的转向进行控制。

步进电机的转向可以通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向;如三相步进电机通电顺序为A—AB—B—BC—C一CA—A⋯时步进电机正转;当绕组按A—AC—C—CB—B—BA—A⋯顺序通电时步进电机反转。

因此可以通过PLC输出的方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现,或经编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现。

2 电液步进液压缸的伺服控制、驱动及接口
2.1 电液步进液压缸控制系统的组成
电液步进液压缸的控制系统由可编程控制器、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成,其结构见图3。

控制系统中PLC用来产生控制脉冲;通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲,控制步进电机的转角进而控制电液步进液压缸的运动;同时通过编程控制脉冲频率,既电液步进液压缸活塞的速度;环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。

PLC控制的步进电机可以采用软件环行分配器,也可以采用硬件环行分配器。

采用软环占用的PLC资源较多,特别是步进电机绕组相数M >4时,对于大型生产线应该予以充分考虑。

采用硬件环行分配器,虽然硬件结构稍微复杂些,但可以节省占用PLC的I/O口点数,目前市场有多种专用芯片可以选用。

步进电机功率驱动器将PLC输出的控制脉冲放大到几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力。

一般PLC的输出接口具有一定的驱动能力,而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几~几十伏特、几十一几百毫安。

但对于功率步进电液压英才网用心专注、服务专业
机则要求几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力,因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。

2.2 可编程控制器的接口
如电液步进液压缸采用硬件环行分配器,则占用PLC的I/O口点数少于5点,一般仅为3点。

其中I口占用一点,作为启动控制信号;O口占用2点,一点作为PLC的脉冲输出接口,接至伺服系统硬环的时钟脉冲输入端,另一点作为步进电机转向控制信号,接至硬环的相序分配控制端,伺服系统采用软件环行分配器时,其接口如图5。

3 电液步进液压缸PLC控制的软件逻辑
由电液步进液压缸的PLC控制方法可知,应使步进电机的输人脉冲总数和脉冲频率受到相应的控制。

因此在控制软件上设置一个脉冲总数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器;对于频率较低的控制脉冲可以利用PLC中的定时器构成,如图6所示。

脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期,脉冲总数控制则可以设置一脉冲计数器C10。

当脉冲数达到设定值时,计数器C10动作切断脉冲发生器回路,使其停止工作。

电液步进液压缸的步进电机无脉冲输入时便停止运转,电液步进液压缸活塞定位。

电液步进液压缸速度要求较高时,可以用PLC中的高速脉冲发生器。

不同的PLC其高速脉冲的频率可达60O0~10000Hz。

对于的电液步进液压缸动态特性,其频率可以得到充分满足。

4 应用实例与结论
(1)对PLC控制的电液步进液压缸开环伺服机构进行了测试,其性能完全可以满足系统的技术要求。

控制软件结构合理,接口可靠。

(2)将PLC控制的电液步进液压缸用于某大型生产线的数控滑台,每个滑台仅占用4个I/O接口,节省了微机控制系统,进给速度为Vf=0.1-2.2m/min,完全满足工艺要求和加工精度要求,工作可靠。

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