基于 PLC 的液压滑台控制系统设计.pdf

第 l期 总第 1 8 2期 2 0 1 4年 O 2月 机 械 工 程 与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG 8 L AUT MATI N No．1 Fe b ． 文章 编号 1 6 7 2 - 6 4 1 3 2 0 1 4 0 1 - 0 1 5 5 - 0 2 基于 P L C的液压滑 台控制系统设计 乔 培 平 陕西工业职业技术学院 机械 工程系，陕西 成 阳 7 1 2 0 0 0 摘要 针 对继 电器接触器控制系统存在的 问题 ．采用 P L C技术对 液压 动力滑 台进 给运 动进 行控 制。选 择 了 P L C机型，进行 了硬件设计、软件设计。并画出了梯形图。应用于实际切削过程中．验证 了其可行性和实用性。 关键词 液压滑 台；P L C控制；梯形图；状态转换 中图分类 号 TP 2 7 3 文献标 识码A 0 引言 组合机床的控制系统大多采用液压传动和电气控 制相结合的控制方式 ， 即由液压传 动实现滑台向前或 向后的进给运动 ， 再 由电气控制系统控制液压传动系 统 ， 实现滑 台的工作循环。在组合机床液压系统中， 经 常使用两个调速阀串联来实现两种不同工进速度的转 换 。针对继电器接触器控制系统手工接线、 可靠性差、 控制不方便 、 响应速度慢等缺点， 对某厂加工 Z QS 7 0 0 气缸曲轴孑 L 止推面卧式精镗组合机床的 l HY 3 2 A型 液 压滑 台进 行 了技术 改 造 ， 用 F X 2 N一 3 2 MR型 P L C设 计 了控 制 系统 。 1 动 力滑 台 液压 系统 液压 滑 台实现二 次 工作进 给循 环 的液压 系统 如 图 l所示 ， 完成的工作循环为 滑台快进一一次工进一二 次 工进一 停 留一 快 退 。 图 1中 ， 采 用 限 压式 变 量 叶片 泵和两调速 阀组成的回油路容积节流调速 回路 ， 使滑 台得到较稳定的低速运动。工作状态的换接 由 Y Al ～ YA4四个电磁换 向阀的通断来控制。在二工进结束 时 ， 采用死挡铁控制滑台停留位置。 图 l 液压滑 台二 工进 的液压 系统 图 电磁铁 Y Al ～YA4的通 断电动作顺序 见表 1 。 其 中 ， “ ” 号表示 通 电 ， “ 一” 表示 断 电 。 二工进 自动工作循环和主令电器状态变化如下 滑台原位一按 s B 1 一滑台快进一压下 S Q 2 一滑台转一 工进一 压 下 S Q3 一 滑 台 转 二 工进 一 压 下 S Q4 一 滑 台 停留 6 s 一滑台快退一压下 S Ql 一滑台原位停止。 表 1电磁铁动作表 YA】 YA2 YA3 YA 4 主令信号 快进 S B 1 一 工进 S Q 2 一 T 辨 SQ3 停 留 S Q4 快退 TO 停止 S Q1 液压滑台的工作方式有多种 ， 常见的有手动与 自 动方式 ， 在 自动方式中又有单步、 单周期与连续工作方 式 。在 实 际应 用 中 ， 单 步很 少 使 用 ， 因此 ， 在本 次 改 造 中用 P L C实现时没有考虑， 而手动与连续方式最为常用。 2 P L C控 制设计 2 ． 1 PLC的选择 目前市场上的 P L C品种规格众多， 控制功能也各 有特点 。综合分析液压滑台的动作要求 ， P I C需要完成 的控制功能较多， 控制精度较高。系统共需开关量输人 点 1 O个 ， 开关 量 输 出点 4个 ， 输 入、 输 出点 数 共 计 l 4 个， 考虑整个系统的经济和技术指标 ， 以及为今后扩大 功能留有余地， 故选用三菱公 司的微型机F X 2 N - 3 2 MR 机型 。该机基本单元 有 l 6 点输入 ， l 6点输 出， 其 l ／ O功 能和指令系统都能满足对该滑台的控制要求 。 2 ． 2硬 件 设 计 I ／ O端 口分 配见表 2 ， P L C输 入 、 输 出接线 见 图 2 。 图 2为 P I C输 入 、 输 出接线 图。在 图 2中。 S A 为 选择开关 ， 用来选择 滑台的工作方式 ， 当 S A接通 X 7 时， 为自动／ 单周工作方式 ； 当 S A接通 X1 0时， 为手动 收稿 订期2 0 1 3 0 7 0 1 ；修 回日期 2 0 1 3 0 7 1 9 作者简介 乔培平 1 9 6 2 一 ，男，陕西咸 阳人 ，讲师 ，本科 ，主要从 事设备控 制技术 、月 切削状态智能监控技 术方 面的教学和研究。 I 作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 5 6 机 械 工 程 与自 动 化 2 0 1 4年 第 1期 调整工作方式 ， 手动调整只在维修和调试过程中才使 用 ； 按下 S B 3可使滑 台手动进 给； 按下 S B 4实现手 动 快 速退 回。另外 ， 为保证 安全 ， 系统 外部设 置 了急停 控 制 电路 ， 当系统 出现故 障时 ， 按 下 S B 5 ， KM 线 圈失 电 ， KM 自锁触 点 断开 ， P L C失 去 电 源 ， 电磁 铁 停 止工 作 ， 动力滑 台停止进给。 表 2 1 ／ 0分 配端 口表 名称 输人 继电器 名称 输出 继 电器 启 动 S B 1 X1 1 电磁铁 YA1 Y1 停 止 S B 2 X1 2 电磁铁 YA2 Y2 原位 S Q1 X1 电磁铁 YA3 Y3 一 工进 S Q2 X 2 电磁铁 YA 4 Y4 一 T 阱 S Q3 X3 终点 S Q4 X1l 点 动右行 S B 3 X5 点动左行 S B 4 X6 自动／ 单周 S A X7 手动 S A X1 0 N L 图 2 P I C输 入 、 输 出接 线 图 2 ． 3 软件 设计 软件设计可采用梯形图， 根据控制过程编制 的梯 形图如图 3所示 。在梯形图中， 采用 了顺序控制设计 方法 ， 并 且使用 了 主控 指 令 MC。状 态 S O为原 位 ， 状 态 2 O为快进 ， 状态 s 2 1为一次工进 ， 状态 2 2为二次 工进 ， 状 态 2 3为延时 ， 延时 6 S ， 状 态 2 4为快 退 。 将 S A扳 向 自动位置 ， 利 用 P L C技 术初 始 化脉 冲 M8 0 0 2使程 序进入 初 始状态 S O 。此时 ， 按下启 动按 钮 S B I ， X1 1 常开触点闭合 ， 2 0被置位， 而 S O自动复位 ， 2 0被 置位后 ， 驱动 它后 面所 连接 的 负载工 作 ， 随 着各 转换条件的满足， 系统将按要求 自动完成快进、 一工 进、 二工进 、 停留各工步。当系统工作 至 2 4步时， Y 2 得电， 电磁铁 YA2工作， 动力滑台开始快退 ， 当快退至 压下原位行程开关 s Q1时， 若 S A置 于单周位置， X 7 常开触点闭合 ， X 7常闭触点断开 ， 系统将 由状 态 2 4 回到起始步 S o ， 自动循环过程结束。若 S A未处于单 周位置 ， X7常开触点是断开的， 常闭触点是闭合的， 则 系 统将 由状态 2 4回到 2 0自动进行 下一周 期 的工作 循 环 。 图 3 PL C软 件 设 计 梯 形 图 滑 台左 右 方 向位 置 调 整 的方 法 是 将 S A 扳 到手 动位置 ， 此时 ， Xl O常开触点闭合， 常闭触点断开， 利用 主控指令 MC， 通过点动按钮 S B 3或 S B 4实现动力滑 台向右 或 向左 方 向运 动 的手动位 置调 整 。 工作过程中如因特殊原因需 紧急停车时， 按下停 止 按钮 S B 2 ， X1 2闭合 ， 接 通 M8 0 4 0 、 M8 0 3 4 ， 程序 各 步 之 间 的转换 与输 出即 刻被禁止 ， 从而 使 系统 停止 工作 ， 组合机床停止工作 。 3 结 论 用 P L C对 l HY3 2 A 型动力 滑 台 的液 压 系统 进行 控 制 ， 更有利 于提 高该 设 备 的 自动化 程 序 ， 操 作 、 管 理 维护方便， 可靠性高， 减少 了能耗 ， 提高 了工作效 率。 用 P L C对采用继 电器电气 系统控制的液压传动系统 的组合机床等设备加以改造 ， 具有积极 的现实意义。 参考文献 [ 1 ] 黄志坚． 液压 系统控 制与 P I C应用[ M] ． 北 京 中国 电力 出 版 社 ． 2 0 1 0 ． [ 2 ] 陈鼎宇． 机械设备控制技 术[ M] ． 北京 机械 工业 出版社 ． 19 9 9． E 3 ] 汪大鹏． 二工进凋速 阀及 P I C控制 的机床新 油路 [ J ] ． 组 合机床与 自动化加工技术 ， 2 0 O 6 3 9 5 9 6 ． [ 4 ] 石玉明 。 李锡辉． 基于 P I C的液压 自动循环控制系统[ ． 机床 电器 ， 2 0 0 7 4 5 0 5 1 ． De s i g n o f Hy d r a u l i c Co n t r o l S y s t e m Ba s e d o n PLC QI AO Pe i p i n g De p a r t me n t o f M e c h a n i c a l En g i n e e r i n g，S h a a nx i I n d u s t r i a l Vo c a t io n a 1 a n d Te c h n i c a l Co l l e g e，Xi a n y a n g 7 1 2 0 0 0，Ch i n a Ab s t r a c t Ai mi n g a t t h e e x i s t i ng p r obl e m o f r e l a y c on t ac t or c o nt r ol s y s t e m ，t hi s a r t i c l e us e d PLC t e c hn o l o gy t O c o nt r ol t he f e e d i n g mo t i o n o f h y d r a u l i c s l i d i n g t a b l e ． Y h e P I C mo d e l s wa s c h o s e n ，t h e h a r d wa r e a n d s o f t wa r e we r e d e s i g n e d，a n d t h e l a d d e r d i a g r a m wa s gi ve n．Th e s ys t e m ha s b e e n a pp l i e d t O t h e a c t ua l c u t t i n g pr o c e s s，a nd t h e f e a s i bi l i t y a nd p r a c t i c a bi l i t y h a s b ee n v e r i f i e d． Ke y wo r d shy dr a ul i c s l i di n g t a bl e；PI C c o nt r ol ；l a dd e r d i a gr a m s t a t e t r a ns i t i on ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m