PLC在取料机液压驱动系统中的应用.pdf

行 业 应 用 与 交 流 n d u s t r ial App l ica t i on s a n d COmmun i c a t iOn s 自动化技术 与应用2 0 1 3年第 3 2卷第 O 3期 P L C在取料机液压驱动系统 中的应用 李远慧 1 ，邓江洪 1 ，陈新元 ，黄科夫 2 1 ． 武汉科技大学 机械 自动化学院， 湖北 武汉 4 3 0 0 8 1 ； 2 ． 韶关液压件厂有限公司， 广东 韶关 5 1 2 0 2 7 摘要 以取料机驱动液压系统为研究对象 ， 重点阐述了应用了液压比例技术的驱动系统在工艺要求下 P L C输入输出和程序控制流 程设计， 经过现场使用， 显示了该控制系统操作方便、运行可靠， 并具有设备异常报警功能。 关键词 P L C； 控制系统； 液压驱动系统 中图分类号 TP 2 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 7 2 4 1 2 0 1 3 0 3 0 0 9 7 0 2 Ap p l i c a t i o n o f PL C i n Hy d r a u l i c Sy s t e m o f S t a c k e r -- Re c l a i me r LI Yu a n - hu i ， DENG J i a n g - h o n g ， CHEN Xi n- y u a n z ， HUANG Ke - f u ． 1 ． Co l l e g e o f Ma c h i n e r y a n d Au t o ma t i o n ， W u h an Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Wu h a n 4 3 0 0 8 1 Ch i n a ； 2 ． S h a o g u an Hy d r a u l i c s Co ． L t d ， S h a o g u an 5 1 2 0 2 7 C h i n a Ab s t r a c t Hy d r a u l i c d r i v e s y s t e m o f s t a c k e r r e c l a i me r i s i n s t u d y ． Th e p r o p o r t i o n a l t e c h n o l o g y i s a p p l i e d t o t h e h y d r a u l i c s y s t e m． I t f o c u s e s o n d e s i g n o f t h e i n p u t a n d o u t pu t o f P LC a n d d e s i g n o f PLC c o n t r o l s y s t e m a c c o r d i n g t o wo r k r e q u i r e me n t ． Af t e r t h e s y s t e m i s u s e d ． i t s h o ws t h a t t h e c o n t r o l s y s t e m i s e a s y t o o p e r a t e a n d wO r k s r e l i a b l y ． Th e c o n t r o l s y s t e m a l s o h a s a l a r m f u n c t i o n wh e n t h e h y d r a u l i c s y s t e m wo r k s a b n o r ma l l y ． Ke y wo r d s P LC； c o n t r o l s y s t e m； h y d r a u l i c d r i v e s y s t e m 1 引言 某厂取料机主要是用于矿场取料 的关键设备 ， 取料 机的机构动作包括滚筒的运行、皮带的运行、耙齿的耙 料等。取料机的主要工作机构耙齿 的动作是依靠液压 系统驱动的。为了提高设备工作效率 ， 降低故障率 ， 整 个设备的动作全部采用P L C控制， 并设置了相关部位监 控报警 ， 实现对设备工况的监测。 2 液压 驱动系统 的工作流程 整个液压系统包括 2个系统 主泵工作系统、循环 过滤系统。主泵系统用于实现驱动耙齿的动作 ， 鉴于耙 齿机构的实际工况 ， 主泵系统采用了比例控制阀 ， 以保 障机构运动的平稳性。循环过滤系统用于保障主系统 油液处于正常工作状态。在自动工作状态下 ， 启动主工 作系统 ， 系统中油泵运行 ， 加热器 、冷却器等将 自动进 收稿 日期 2 0 1 2 0 9 2 5 入可控状态。油泵在无负载状态下 电磁溢流阀处于卸 荷状态 工作 2 0 s之后， 电磁溢流阀自动得 电， 系统开始 升压， 升压 2 s 之后 ， 比例控制阀获取控制信号 ， 控制油缸 动作 ， 驱动耙齿进行耙料。改变 比例控制阀的控制信 号 ， 实现油缸运动方向和速度的控制。机构可实现 自动 往返 。耙齿机构运动需要停止时 ， 直接停耙齿机构 ， 此 时电磁溢流阀断电， 主泵开始卸荷 ， 卸荷 3 s之后主泵停 止工作。 3 控制 系统设计 整个液压驱动系统的控制包括有 主泵启动停止、 电磁溢流阀升压卸荷、比例阀的控制、循环泵启动停 止、油箱加热器 的启动停止 、冷却器的启动停止 ， 还包 含信号监测 管道阀门是否打开、过滤器是否堵塞 、油 箱液位的变化、油箱油温的变化、泵出口及油缸两腔压 力的变化、油缸带动耙齿是否走到终点限位l 。 自 动化 技 术 与应 用 2 0 1 3 年 第3 2 卷 第0 3 期 行 业 应 用 与 交 流 n d u s t r i a I Ap p l ic a t i o n s a n d Co mmu n i c a t io n s 图 1 控制系统网络框图 控 制系 统 网络 图如 图 1所示 。 液位、温度、吸油阀等条件状态不在允许范围时， 监 控系统报警。只有液位、温度、吸油阀等条件状态在允许 值范围时， P L C给主泵控制继电器线圈信号， 主泵电机电源 通， 开始启动。在允许循环泵工作前提下， P L C给循环泵电 机启停的控制继电器线圈信号， 循环泵电机电源通， 并开始 启动。油箱温度低于允许值 l 5 ℃时， P L C给控制加热器启 停的继电器线圈信号 ， 控制加热器开始加热。当油温高于 1 5 C时， 加热器停止工作。循环泵启动时， P L C直接接通冷 却器自动电源。当油温高于 4 5 ℃时， P L C启动冷却器， 当 油温低于4 0 ℃时， P L C控制冷却器停止工作。 通过耙齿左右终点处设置的两级行程限位 ， 当油缸 驱动耙齿到达左终点的行程限位 A 1 时， P LC调整比例 阀的输入 电流信号 ， 控制油缸驱动耙齿进行减速 ； 当油缸 驱动耙齿到达左终点的行程限位 A2时， P L C再次调整 比例阀的输入电流信号 ， 使油缸驱动耙齿进行换向并进 行加速运动， 向右平移； 当油缸驱动耙齿再次到达左终点 处的行程限位 A1 时， P L C锁定比例阀输入电流信号， 使 油缸驱动耙齿匀速 向右平移 ， 直至油缸驱动耙齿到达右 终点的两级行程限位中的限位 B 1 ， 油缸驱动耙齿开始减 速 ， 到达右终点的行程限位 B2 ， 油缸驱动耙齿换向并进 行到达加速运动 ， 当再次到达限位 B 1时， 油缸驱动耙齿 开始匀速运动。如此周而复始， P LC控制油缸驱动耙料 自动进行左右往复运动 ， 实现耙齿耙料的功能。 本控制系统的工作控制模 式分为就地模式和台控 模式。就地模式实现液压驱动系统的机旁单点控制 ； 台 控模式实现控制室远程操作控制。根据需要设置了以 下不同的 I ／ o点 数字量输入点 D D I 3 3 点， 其中2 点接 整台设备的主控系统的数字输入模块 ， 该 2点为左右方 向的行程限位感应开关 ， 且接在原司机室操作台的 “ 料 耙启动” 、“ 料耙停止”所接的点处。其余 3 1 点接在液 压驱 动控 制 系统 的数字 输入模块上 。数字 量输 出点 DD O 2 4 点 ， 其 中 1 6 点是用来控 制按 钮指示灯 ； 另外 8 点用其余来控制继电器。模拟量输入点 AVI 4点。其 中 l 点用来接温度信号 ， 其余接压力信号[ 引。 4 结束语 我们将该设计实际应用于某厂的取料机液压驱动 系统后， 系统使用了2个周期 ， 未出现任何程序故障。该 系统现场操作方便简单， 运行可靠 。说明控制系统的 P L C程序结构设计合理， 程序正确。该系统极大减轻了 操作人员的劳动强度 ， 系统工作安全性能和设备的生产 效率都得到了提高。 参考文献 [ 1 ]成大先等 ． 机械设计手册 『 M】 ． 北京 化学工业 出版社 [ 2 】廖常初主编． 大中型P L C应用教程[ M】 ． 北京 机械工业 出版社， 2 0 0 4 ． 作者简介 李远慧 1 9 7 5 一 女， 硕士， 讲师， 研究方向 机电液 一 体化 系统设 计与仿真 、智能控制