千斤顶液压缸PLC电气控制系统
液压试验台PLC控制系统设计完整
第一章绪论1.1 概述液压传动技术是机电一体化技术的重要组成部分，而且液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，随着流体力学、自动控制、计算机等技术的不断发展，液压传动技术已经发展成为包括传动、控制、检测技术、机电一体化的一门完整的自动化技术，并且在工业生产、设备控制等方面都得到了广泛应用。
液压实验台是生产和开发液压元件和液压系统的重要实验设备。
传统的液压实验台内容固定、控制方式单一。
随着液压技术和现代控制技术的发展，传统液压实验台的缺陷愈来愈明显，已不能很好地适应生产和研究的需要。
为了可以更好的适应教学的发展，增强学生解决实际问题的能力，以及满足现代科研的需求，在传统液压试验台的基础上，加入PLC先进控制技术，构建了由PLC作为下位机控制现场设备，由PC作为上位机在线监控的控制系统，可以实现机、电、液、计算机的完美结合，实现实验处理的自动化，实时监控等。
采用了由PLC控制技术来控制液压试验台的自动控制响应快、智能化，学生不仅可以根据需求搭建各种液压回路或液压系统，还可以独立的进行液压设计、安装、调试、编写PLC程序、等，有利于提高学生在机电液计算机综合控制等方面的综合能力。
1.2液压传动的发展及其研究对象液压传动技术的发展，可追溯到17世纪帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，开始奠定了流体静压传动的理论基础。
从18世纪末英国制成了世界上第一台水压机算起，已经有近300年的历史，但真正的发展只是在第二次世界大战后，液压技术由军用工业迅速转向民用工业，而我国的液压工业只经过40余年的发展，就已经形成门类齐全、有一定的技术水平并初具规模的生产科研体系，其生产的液压产品广泛应用于工业、农业和国防等各个部门。
近20年来，我国液压工业通过引进先进技术，科研攻关，产品应用技术飞快发展，设计生产了许多新型的液压元件。
此外通过计算机辅助技术（Computer Aided Design，简称CAD）、计算机辅助测试（Computer Aided Translation，简称CAT）、污染控制、故障诊断、机电一体化等方面研究成果的应用，液压技术水平得到很大的提高。
PLC课程设计：YA32—200四柱式万能液压机系统
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：中南大学机电工程学院指导老师：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、参考文献中南大学机电院一.YA32-200四柱式万能液压机的工作原理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。
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。
液压实验台PLC控制系统改造分析
液压实验台PLC控制系统改造分析随着工业技术的快速发展，可编程序控制器(PLC)广泛应用在液压系统控制与监控方面。
目前液压实验台设备主要是由电气控制系统与液压运行装置2个部分组成，实验台计算机控制系统的软硬件都是基于Win7系统的，存在内容固定、控制方式单一、柔性差等缺陷。
因此，本文采用PLC对液压实验台进行改造，以满足相关液压实验的需求。
1、液压实验台的电气控制系统改造1．1实验台的组成实验台主要由2个部分组成:电气控制系统与液压运行装置。
实验台有2个泵:1个定量泵和1个变量泵，其各配有1个电动机。
在实验台上拼装实验系统，实验台油路连接采用快速接头，搭建换接不同的液压回路。
为了满足当前液压实验的需要，在进行液压实验台的电气控制系统改造中，在原有继电器控制系统的基础上，设计了转换接口，加入了PLC控制系统。
1．2主电路设计实验台以三相交流电为动力，电动机M1和M2分别采用直接启动方式，其中M1拖动定量泵，M2拖动变量泵。
改造后的液压实验台要求能够根据需要选择合适的液压泵，因而拖动泵的电动机要求能够进行正转运行、点动控制。
改造后的实验台电气控制原理如图1 所示。
图1 电气原理图2、PLC控制系统设计由液压实验台的控制系统可知，把指令信号作为PLC的输入，由PLC输出的控制信号则驱动实验装置上各个电磁阀的电磁铁，进而控制液压系统油路的流动方向，从而使实验台处于不同的工作状态，达到控制系统的目的。
通过对液压系统控制要求的分析可知，PLC的输入元件包括总启动SB0，总停止SB1，2个电动机启动SB2、SB3，2个电动机停止SB4、SB5，手动、自动选择切换开关SA，4个行程开关SQ1～SQ4以及2个电磁铁控制按钮SB6、SB7;输出元件包括指示灯HL，2个继电器线圈KM1、KM2，4个电磁铁线圈YA1～YA4。
系统共有13个开关量输入点，7个开关量输出点，所以选用FX2n－32MR－001型PLC，PLC的I/O地址分配见表1，I/O分配图如图2所示。
100kN双柱液压机PLC控制设计
摘要此次设计为小型双柱液压机，液压机最大工作载荷设计为100kN。
液压机主要由上横梁、导柱、工作台、主缸、顶出缸等组成。
该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，能耗低，速度快，操作容易。
100kN双柱液压机的机械主体设计，对横梁以及液压缸进行了材料选择及详细的结构设计。
根据液压机的使用工作工况，制定了液压系统原理图。
按压力和流量的大小选择了液压泵、电动机、控制阀、过滤器等液压元件和辅助元件。
主缸的速度换接与安全行程限制通过行程开关来控制；为了保证零件的成型质量，液压系统中设置保压回路，通过保压使工件稳定成型；为了防止产生液压冲击，系统中设有泄压回路，确保设备安全稳定的工作。
另外，控制系统采用PLC控制，进一步实现对液压机的手动和自动控制。
关键词：双柱液压机；机械结构设计；液压系统；PLC控制AbstractThe design for the small double-column hydraulic press, designed to hydraulic machine the maximum working load 100kN. Hydraulic press mainly by the upper beam, guide posts, bench, master cylinder, lifting cylinder. The hydraulic machine compact, sensitive and reliable, low energy consumption, fast, simple operation.two column design 100kN hydraulic mechanical body, on the upper beam and hydraulic cylinders for material selection and detailed structural design. According to the use of hydraulic press conditions, the development of the hydraulic system schematic. Pressure and flow according to the size of selected hydraulic pumps, motors, control valves, filters, hydraulic components and auxiliary components. Master cylinder travel speed for access and security, travel limit switch to control through; To ensure the quality of the work piece shape, the hydraulic system set packing loop stability by holding pressure to the work piece shape; to prevent the generation of hydraulic impact, the system has leaked pressure circuit, to ensure the safety of equipment and stability. In addition, this control system using PLC, design to achieve hydraulic manual and automatic control.Keywords:Double-column hydraulic machine; Mechanical structure design; Hydraulic system; PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 液压机发展状况 (1)1.2 液压机基本工作方式 (2)1.3 设计要求 (3)第2章液压机的总体设计方案 (4)2.1 液压机的主要设计参数 (4)2.1.1 液压机设计参数表 (4)2.1.2 液压机的功用 (4)2.2 液压机的组成 (4)2.2.1 液压机工作原理 (5)2.3 液压机整体设计方案 (5)第3章液压机主体结构及其设计 (7)3.1 液压机机身零件设计 (7)3.1.1 导柱的设计 (7)3.1.2 横梁的设计 (8)3.2 结构校核 (8)3.2.1 上横梁校核 (9)3.2.2 下梁校核 (10)3.2.3 活动横梁的校核 (11)第4章液压系统设计 (13)4.1 液压系统的优势 (13)4.2 液压系统的设计 (13)4.2.1 液压机的负载 (13)4.2.2 液压机主机工艺过程 (13)4.2.3 液压系统设计参数表 (13)4.2.4 液压机的主缸工况分析 (14)4.3 顶出缸工况分析 (16)4.3.1 速度循环图 (16)4.3.2 负载分析 (16)4.4 液压系统原理图拟定 (17)4.4.1 液压系统供油方式 (17)4.4.2 基本回路的选择 (17)4.4.3 液压机工作循环图 (18)4.4.4 液压系统原理图 (19)4.4.5 液压系统控制过程分析 (19)4.4.6 液压机各执行部件运作过程分析 (20)4.4.7 电磁铁动作顺序如表 (22)4.5 液压系统基本参数计算 (22)4.5.1 液压缸基本尺寸的运算 (22)4.5.2 液压系统流量计算 (24)4.5.3 对液压泵额定压力、流量的计算以及泵的选择 (25)4.5.4 液压泵最大流量计算 (25)4.5.5 液压泵规格选择 (25)4.6 电动机的选择 (26)4.6.1 主缸各工况功率的运算 (26)4.6.2 顶出缸各个工况功率的运算 (27)4.6.3 电动机的额定功率与型号确定 (27)4.7 液压系统各元件的选择 (28)4.8 液压系统零部件设计 (28)4.8.1 液压机主缸设计 (28)4.8.2 液压机主缸活塞及密封方案的确定 (31)4.8.3 主缸活塞杆材料、技术要求及长度确定 (31)4.8.4 主缸结构设计 (32)4.8.5 液压机顶出缸设计 (33)4.9 液压油管设计 (34)4.9.1 主缸液压油管内径计算 (35)4.9.2 顶出缸液压油管内径计算 (35)4.10 液压系统安全与稳定性验算 (36)4.10.1 液压系统压力损失的验算 (36)4.10.2 液压系统温升的验算 (39)第5章PLC控制设计 (41)5.1 方案的选择 (41)5.2 PLC控制部分 (41)5.2.1 PLC概述 (41)5.2.2 PLC的特点 (42)5.2.3 PLC的分类 (42)5.2.4 PLC系统的组成 (43)5.2.5 PLC的工作方式 (43)5.3 PLC梯形图的设计 (43)5.4 PLC的选择及程序设计 (44)5.4.1 液压系统动作流程框图 (44)5.4.2 PLC型号的选择 (44)5.4.3 现场器件与PLC内部等效继电器地址编号对照表 (46)5.4.4 PLC 程序设计 (46)结论 (49)参考文献 (50)致谢 (51)第1章绪论1.1 液压机发展状况在制品成型生产中液压机成为应用最广的一种设备。
PLC在液压控制系统中的应用
○2执行过程
PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。
3 PLC控制系统的抗干扰设计
尽管PLC有较强的抗干扰能力，但是如果环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈或PLC的安装和使用方法不当，还是有可能给PLC控制系统的安全和可靠性带来隐患。因此，在PLC控制系统设计中，还需要注意系统的抗干扰性设计，主要从三个方面考虑：
（2）PLC控制的工作原理
PLC系统主要是通过编译程序，控制电磁换向阀的启停，实现液压缸的按照工艺要求自由进退。如图2所示：
在选择PLC时，首先要分析液压系统运动过程、设计功能以及输入设备（按扭开关、行程开关、传感器等）和输出设备（液压换向阀电磁铁线圈、接触器线圈、指示灯）的作用，明确输入、输出信号的对应关系和数量，选择与之相适应的PLC。
（3）PLC程序设计
○1执行方式
自动方式下可以按预定的方式完成活塞杆的往复运动。要求活塞杆能够在到达一个终点以后经过预先设置好的时间后返回。这就要求电磁换向阀的两个线圈必须隔一定的时间轮流吸合或放开，整个过程可以让PLC内部的程序来完成。如果需要切换控制方式，则可以用上位机人机界面上的转换控制按钮或用外接开关强行转换。图3为程序流程图：
1.液压控制系统概述
液压控制系统是以电机提供动力基础，以液压油作为工作介质，使用液压泵将机械能转化为压力能，推动液压油，通过职能机构控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，具有传递功率大，结构小、响应快等特点。
（1）采取抗电源干扰的措施，以减少因电源干扰造成的PLC控制系统故障；
用PLC改进液压机电气控制系统
用PLC改进液压机电气控制系统
高启明
【期刊名称】《西安航空学院学报》
【年(卷),期】1999(000)003
【摘要】液压机传统的电气控制系统,主要是继电-接触控制方式.这种控制方式使
液压机设备在可靠性和功能上已不能满足生产发展要求.因此,用PLC改造液压机的电气控制系统,不仅保留了其原有功能,还能增加自动操作等功能,且系统稳定、可靠、柔性好、易推广.经在四柱液压机上进行改造的实践证明,投资少,改造方便.
【总页数】3页(P19-21)
【作者】高启明
【作者单位】西安航专电气工程系西安710077
【正文语种】中文
【中图分类】TM921.5
【相关文献】
1.用PLC扩展液压机电气控制系统的功能 [J], 张鹰
2.PLC在双动液压机电气控制系统中的应用探讨 [J], 邹伟
3.用PLC扩展液压机电气控制系统的功能 [J], 张鹰
4.借助PLC改进斗轮机电气控制系统的研究 [J], 石宏刚;张展维
5.PLC在双动液压机电气控制系统中的应用 [J], 姬裕江;姚燕
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Y32-315四柱万能液压机PLC控制系统
合在小型环境中进行控制 ， 具有 串行通信功能以及紧凑尺寸。 该
系统 设 置 了 自动 和 手 动 ２种 模 式 ， 可 以通 过 输 入 点 Ｘ ０切换 。
２ ． １ 手动模式 手动模式参照图 ２和图 ３梯形图。
控单 向阀 ， 主缸下腔油经液控单 向阀 、 电液换 向阀 ２ （ 中位 ） 及阀
１ （ 中位 ） 排 回油箱 ， 动梁 在重力作用下 快速下降 ， 此时 主缸 上腔 中调用 。油泵 电机 、 横 梁电机 、 右刀架快速电机 、 进给 电机 、 主电
图１ Ｙ ３ ２ — ３ １ ５型 液 压 机 液 压 系 统 原 理 图
梁下 降 ， 活动横梁速度减慢 。 此时活动横梁 速度决定 于泵 的供油 量， 改变泵 的流量 即可调节活动横梁 的运动速度 。 同时由于主缸 上腔 油压 较高 ， 液动滑 阀在油压作用下 ， 恒 处于上位 动作状态 。
Ｆ ＸＩ Ｎ一 ４ ０ ＭＲ 一 ０ ０ １ 是 三菱 Ｆ Ｘ１ Ｎ系列 中一种卡片大小 的 Ｐ Ｌ Ｃ， 适
以及薄板拉深等 ， 也可用于校正 、 压装 、 砂 轮成形 ， 金属零件冷挤
压成形 ， 粉末制品压制成形 以及 塑料 制品压制成形等工艺㈣ 。 传 统液压机采用继 电器接触控制方 式 ， 其控制 电路复杂 ， 继 电器 、 接触器数量多 ， 故 障率 高 ， 维修难 以及时进行 ， 无法保 证生产 的 连续性。采用三菱 Ｆ Ｘ１ Ｎ 一 ４ ０ ＭＲ 一 ０ ０ １ 对 Ｙ ３ ２ — ３ １ ５ 液压机控制系
（ ４ ） 增加变频器 控制主轴 ， 使得 主轴 的控制更 加安全可靠 ，
而且可 以实现 主轴在挡位上 的无极调速 。
机 的控制程序 以及报警文本程序需 自己编制。
基于PLC的液压机控制系统设计
基于PLC的液压机控制系统设计刘俊,李文(大连交通大学电气信息学院,辽宁大连116028)摘 要:针对传统液压机控制系统的不足,为使其拥有更好的性能和人性化操作界面,构建了基于PLC与工业触摸屏的电气控制系统整体结构,设计采用三菱FX1N PLC作为主控核心,实现的功能分别为与上位机的数据交换,对液压机外围硬件电路以及内部阀体控制和对压力、位移、温度的数据检测。
并给出相应的PLC程序及部分上位机界面设计。
应用结果表明,与传统设计相比,该系统既可以实现自动优化运行,又可以满足手动控制的操作要求,提高了工作效率,是机电一体化的典型应用。
关键词:液压控制;电气控制;可编程逻辑控制器;数据检测;人机界面中图分类号:TH137;TM57 文献标志码:B 文章编号:1671 5276(2011)01 0157 04Control Syste m Design of Hydraulic Press Based on PLCL I U Jun,L IW en(E l e ctrica l and Infor m a tion I nstit u t e,Da lian Jiao t ong Un ive rsity,Da li a n116028,Ch ina)Abstrac t:To m ake up f or t he short age in t he traditional control sys t e m f or hydr auli c pr ess,t his paper constructs t he overall s truc t ure of e l e ctrical contr o l sys t e m based on PL C and indus trial touch screen.I n or der t o m ake t his sys t e m has bett er perf or mance and hu manized operati o n int erf ace,M it sub i s hi FX1N PLC is used as the core t o rea lize its f unction data exchange w ith PC,t he contro l of the peripheral hard w ar e c ircuits and int ernal valves,and t he data de t ec tion i n t he pressure,displace ment and t e mperat ure.And ita lso of f ers the des i g n o f t he corr espond i n g PL C procedure and part o f t he PC int erf ace des ign.Runn i n g result sho w s that co m pared w ith t he trad iti o nal des ign,the syst em not on l y can r eali z e the aut omatic op tm i al oper a ti o n,but also can mee t t he perf or mance require ment s f or manual contr o l and m i prove work effi c iency.This is a typica l appli c ati o n ofmechanical and elec trica l int egrati o n.K ey word s:hydraulic contr o;l e l e ctrical contro;l PL C;dat a det ecti o n;HM I(H u manM achine Int erf ace)0 引言转向架可以说是铁道车辆上最重要的部件之一,它直接承载车体质量,保证车辆顺利通过曲线。
液压施工升降机电气控制系统设计(设计)完整版
摘要施工升降机是建筑施工中不可缺少的运输机械，本论文主要讲述的是液压式施工升降机的电气控制系统设计。
本次设计主要结合了PLC与触摸屏的技术，使其自动化控制水平较低，速度单一、启制动冲击大、乘员感觉不适等缺点得到进一步改善。
本论文在内容安排上首先介绍了题目的概述与它的软硬件设计；电气控制系统方案的确定、组成、设计思想与理论依据等；随后对系统进行了详细设计，包括:控制电路的硬件设计、安装；软件设计并编制梯形图；系统通信及调试等。
主控系统采用FX2N-48MR为控制核心,结合模拟量输出模块FX2N-2DA,并设计了施工升降的理想速度曲线，实现了对液压施工升降机的控制系统的逻辑信号及速度控制。
显示监控系统选用的是三菱F940GOT触摸屏,采用GT Designer2触摸屏编程软件,设计友好的选层参数的输入和运行状态监控界面，实现了施工升降机运行过程的良好人性化。
最后，论文对全文进行总结，并提出了进一步研究的展望。
关键词：PLC，控制系统，自动化液压施工升降机电气控制系统设计0 引言施工升降机是建筑施工中不可缺少的机械，因在高层和超高层等建筑中使用井字架、龙门架来完成作业十分困难，所以液压施工升降机是建筑施工在中高层建筑中不可缺少的垂直运输工具，主要担负着运送施工人员、工具、设备及物料的任务。
由于其独特的箱体结构使其乘坐起来既舒适又安全，施工升降机在工地上通常是配合塔吊使用，一般载重量在1-3吨，运行速度为1-60M/min。
施工升降机的种类很多，按起运行方式有无对重和有对重两种，按其控制方式分为手动控制式和自动控制式。
按需要还可以添加变频装置和PLC控制模块，另外还可以添加楼层呼叫装置和平层装置。
施工升降机的构造原理、特点：升降机为适应桥梁、烟囱等倾斜建筑施工的需要，它根据建筑物外形，将导轨架倾斜安装，而吊笼保持水平，沿倾斜导轨架上下运行。
本论文根据液压施工升降机的工艺流程和控制要求，设计一台简单的多层液压施工升降机的电气控制系统。
压力机液压及控制系统设计（plc控制）
压⼒机液压及控制系统设计（plc控制）plc课程设计Cad版本PLC控制图纸（整套）请添加626895124题⽬压⼒机液压及控制系统设计Cad版本PLC控制图纸（整套）请添加626895124⽬录1.⼯况分析与计算-------------------------------------------------(P5)1.1⼯况分析---------------------------------------------------(P5)1.2⼯作循环-----------------------------------------------------(P5) 1.3压⼒机技术参数---------------------------------------------(P5)1.4负载分析与计算---------------------------------------------(P6)2.液压系统的设计-------------------------------------------------(P8)2.1执⾏元件类型的选择----------------------------------------(P8)2.2控制回路选择与设计----------------------------------------(P8)2.2.1⽅向控制回路------------------------------------------(P8)2.2.2速度控制回路------------------------------------------(P9)2.2.3压⼒控制回路------------------------------------------(P9)2.2.4液压油源回路------------------------------------------(P9)2.2.5液压系统的合成----------------------------------------(P10)2.3液压元件的计算和选择--------------------------------------(P11)2.3.1液压泵的选择------------------------------------------(P11)2.3.2辅助元件的选择----------------------------------------(P12)2.3.3液压系统的性能验算----------------------------------- (P14)3.液压压⼒机控制系统设计--------------------------------------- (P15)3.1 plc概述---------------------------------------------------(P15)3.2 plc控制部分设计------------------------------------------(P16)3.2.1控制系统采⽤plc的必要性------------------------------(P16)3.2.2 PLC的功能---------------------------------------------(P17)3.2.3 PLC的选型--------------------------------------------(P18)3.2.4 PLC输⼊/输出分配表-----------------------------------(P19)2.2.5 PLC控制程序设计--------------------------------------(P21)4.结论----------------------------------------------------------(P22)参考⽂献--------------------------------------------------------(P23)10T压⼒机液压及控制系统设计摘要：液压压⼒机是⼀种利⽤液体静压⼒来加⼯⾦属、塑料、橡胶、⽊材、粉末等制品的机械。
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摘要 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。本设计中采用装在动力滑台上左，右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。主要介绍了通过PLC控制系统，设计了千斤顶液压缸加工机床电气控制，并设计了千斤顶液压缸加工机床电气控制梯形图，千斤顶液压缸加工机床控制硬件配置连线图，基于PLC的机床电气控制系统的控制电路图。 关键字：千斤顶 液压缸 PLC 电气控制 硬件接线图 报告目录 1．设计目的 错误！未定义书签。 2．机床概况 1 3. 机床结构及工作循环 4 4． 控制要求 5 5． 设计分析 7 5.1 I/O点数确定及PLC机型选择： 7 5.2 I/O分配表 7 5.3 加工过程的设计 9 6. 电路设计 10 6.1 主电路的设计 10 6.2 外部硬件的接线图 10 6.3 顺序功能图 11 6.4 程序梯形图 见附录 7．电气元件的选择及元器件清单 13 8. 心得体会 14 9. 参 考 文 献 15 1.设计目的 通过对千斤顶液压缸加工机床PLC电气控制系统设计，使学生进一步熟悉有关PLC电气控制的理论知识，PLC的结构、组成、工作原理，掌握根据生产工艺过程和自动控制要求用PLC进行控制的PLC系统及控制程序设计方法和步骤，培养同学们的工程意识和工程实践能力。 学生初步掌握PLC电气控制系统的设计方法，编程技巧以及电气常用元器件的选型；初步具有控制系统主电路、控制程序的分析和设计方法；同时使学生掌握电气线路原理图的绘制方法，为今后走上工作岗位应用PLC电气控制基本理论知识奠定良好的基础。 2．机床概况 本机床用于千斤顶液压缸两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。 机床的工作程序是： (1) 工件定位 人工将零件装入夹具后，定位液压缸动作，工件定位。 (2) 工件夹紧 零件定位后，延时15s，夹紧液压缸动作使零件固定在夹具内，同时定位液压缸退出以保证滑台入位。 (3) 滑台入位 滑台带动动力头一起快速进入加工位置。 (4) 加工零件 左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点位置即停止工进，延时30s后停转，快速退回原位。 (5) 滑台复位 左右动力头退回原位后，滑台复位。 (6) 夹具松开 当滑台复位后夹具松开，取出零件。 以上各种动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求见下表所示： YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 定位 ＋ 夹紧 ＋ 入位 ＋ ＋ 工进 ＋ 退位 ＋ 复位放松 注：“+”号表示电磁阀得电。 3.机床结构及工作循环 千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台的左、右两动力头同时进行加工切削，机床属于双面单工位组合机床。千斤顶液压缸两端面加工机床由两个液压滑台、动力箱、固定式夹具、底座、床身和液压站等部件组成。 千斤顶液压缸两端面加工的工作循环如图1所示，加工时，将工件放在工作台上并加紧，当工件加紧后发出加工命令，左、右滑台开始快进，当接近加工位置时，左、右滑台变为工进进给，直到加工完成后再快退返回。至原来左、右滑台分别停止，并将工件放松取下， 工作循环结束。 即工作循环如下：工件定位 工件夹紧 滑台入位 加工零件 滑台复位 夹具松开。 加工机床液压系统示意图
左工进左快进SQ5SQ6右快进右工进右快退左快退
工
件加紧
工件放松
SQ1SQ3SQ4SQ2 4.控制要求： (1) 左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。 (2) 只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力（压力继电器检测）后，才能进行其他的控制。 (3) 机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。 (4) 要求有必要的电气连锁与保护，还有显示与安全照明。 (5) 控制信号说明如下表所示。 输 入 输 出 文字符号 说 明 文字符号 说 明
SA1-1 机床半自动循环控制转换开KM1 动力头M1、冷却泵M2接 关 触器 SA2-1 手动定位控制转换开关 KM2 液压泵M3接触器 SA3-1 手动入位控制转换开关 YV1 1#电磁阀 SA3-2 手动工进控制转换开关 YV2 2#电磁阀 SA3-3 手动退位控制转换开关 YV3 3#电磁阀 SB1 动力头M1、冷却泵M2起动按钮 YV4 4#电磁阀
SB2 动力头M1、冷却泵M2停止按钮 YV5 5#电磁阀 SB3 液压泵M3起动按钮 HL1 动力头M1冷却泵M2运行指示 SB4 液压泵M3停止按钮 HL2 液压泵M3运行指示 KM1 动力头M1、冷却泵M2运行信号 HL3 半自动循环工作指示
KM2 液压泵M3运行信号 HL4 定位指示 FR1 动力头M1、冷却泵M2过载信号 HL5 入位指示
KP 压力继电器油压检测信号 HL6 工进指示 SQ 动力头工进终点位置检测信号 HL7 退位指示
HL8 故障指示 6) 相关参数： ① 动力头电动机M1：Y100L-6，1.5 kW，AC380V，4.0A。 ② 冷却泵电动机M2：JCB-22，0.15kW，AC380V，0.43A。 ③ 液压泵电动机M3：Y801-4，0.55kW，AC380V，1.6A。 ④ 电磁阀YV1～YV5：100mA，AC220V。 ⑤ 指示灯HL1～HL8：10mA，DC24V；安全照明：10W，6.3V。 5.设计分析 5.1 I/O点数确定及PLC机型选择： 由上述控制要求可知系统可采用自动工作方式，也可以采用手动工作方式.输入有14点，输出有15点，并考虑裕量要求，因此系统采用16输入，16输出的PLC.由此系统属于小型控制系统，其中PLC的选型范围较宽，现选用三菱公司的FX2—32MR型PLC. 5.2 I/O分配表： PLC输入接口功能表 文字符号 说明 输入口
SA1-1 机床半自动循环控制转换开关 X005 SA2-1 手动定位控制转换开关 X006 SA3-1 手动入位控制转换开关 X007 SA3-2 手动工进控制转换开关 X010 SA3-3 手动退位控制转换开关 X011 SB1 动力头M1、冷却泵M2起动按钮 X001 SB2 动力头M1、冷却泵M2停止按钮 X002 SB3 液压泵M3起动按钮 X003 SB4 液压泵M3停止按钮 X004 FR1 动力头M1、冷却泵M2过载信号 X014
KP 压力继电器油压检测信号 X000 SQ 动力头工进终点位置检测信号 X015 SQ1 定位终点位置检测信号 X016 SQ2 入位终点位置检测信号 X017 SQ3 液压夹紧检测信号 X020 SQ4 退位终点信号 X021 SQ5 复位完成信号 X022 KM1 动力头M1、冷却泵M1运行信号 X012
KM2 液压泵M3运行信号 X013 PLC输出接口功能表 文字符号 说 明 输出口 YV1 1#电磁阀 Y000 YV2 2#电磁阀 Y001 YV3 3#电磁阀 Y002 YV4 4#电磁阀 Y003 YV5 5#电磁阀 Y004 KM1 动力头M1、冷却泵M1接触器 Y005 KM2 液压泵M3接触器 Y006 HL1 动力头M1、冷却泵M2运行指示 Y007 HL2 液压泵M3运行指示 Y010 HL3 半自动循环工作指示 Y011 HL4 定位指示 Y012 HL5 入位指示 Y013 HL6 工进指示 Y014 HL7 退位指示 Y015 HL8 故障指示 Y016
5.3 加工过程的设计： a.工件的定位和加紧是靠电动机、液压系统和电磁阀来完成的。 通过三者的配合将工件定位和加紧。 b.滑台的入位和复位是靠电动机的拖动和电磁阀来完成的，在滑台入位的过程中，电动机要能够根据滑台的实际位置来实现加速、减速、正转和反转，电磁阀也要能够相应的得电和断电，从而实现滑台的准确入位和精确加工。 c.在加工过程中，根据具体的控制要求使电动机的工作过程、电磁阀的通断电符合控制要求。避免加工过程中的错误。如在工件定位的过程中，电磁阀YV1得电，其它的电磁阀都不能得电，并且只有在工件定位结束后夹紧液压缸才允许动作。 d.在整个工作过程中，能够根据所给出的辅助电路，判断出现在的工作环节。当电路产生故障时可以通过辅助电路判断出故障可能发生在哪个环节。如HL1是动力头M1、冷却泵M2的运行指示，当HL1亮时说明动力头M1、冷却泵M2正在运行。
6.电路设计 6.1主电路的设计