基于PLC控制的气动系统及故障检修.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 7 ． 2 0 1 1 基于 P L C控制的气动系统及故障检修 卢国华 欧阳三泰 肇庆科技职业技术学院， 广东肇庆5 2 6 1 0 0 摘要 文章 以汽车缸盖罩气水双检机为例 ， 介绍 了基于 P L C控 制的气动 系统 的设计和常见故障的检修。 关键词 气动系统 ； P L C； 故障检修 中图分 类号 T H1 3 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 7 0 0 4 7 0 4 P ne u ma t i c S y s t e m Ba s e d o n PL C a nd De t e c t i n g a n d Pe p a i r i ng f o r F a il u r e L U Gu 0 一 九 u n 0Uy AⅣG S a n - t a i T h e Z h a o Q i n g s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y ,Z h a o q i n g 5 2 6 1 0 0 ， C h i n a Ab t r a c t Ar t i c l e wi t h c a r u r n c o v e r c o v e r s p i r i t w a t e r d o u b l e c h e c k ma c h i n e f o r e x a mp l e ，i n t r o d u c t i o n a c c o r d i n g t o P L C c o n tro l o f s p i r i t mo v e s y s t e m o f d e s i g n wi t h f a mi l i a r b r e a k d o w n o f c h e c k fi x Ke y W o r d s p n e u ma t i c s y s t e m ； P L C； b r e a k d o wn ma i n t e n a n c e O引言 汽车缸盖罩气水双检机用于汽车缸盖罩泄漏性的 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 2 2 8 作者简介 卢 国华 1 9 6 3 一 ， 男 ， 湖南湘潭 人 ， 维修 电工 高级技 师、 电工实 验师 、 讲师 ， 现在肇庆科技职业技术学院从事教学 和科研 ， 主要研究方 向 为 自动控制技术 、 智能电器 、 建筑 机电 工程管理。 时间 为 4 ． 5 ms ， 远小于 ，基本上无液压 冲击 ， 油 压机换向的平稳也验证 了该设计 回路的可靠性 。另外 ， 在回路中还设定有蓄能器 ， 一方面可减轻液压冲击 ， 另 一 方面也可 以补偿压力损失 ，避免高压油泵 电动机频 繁启动补压。动作顺序图如图 3所示。 动作顺序表 载启动 快速下降 一 级 力 缎压 力 _ 二 级压 力 旧级乐力 保压 补压 衙采同程 停止 震 J I l 【 电 ’ U 霰 电 念 - 图3 动作顺序图 5 结论 重新设计配置的油压机液压系统在实际工作完全 达到了使用要求 ，能稳定提供四级压力并解决 了液压 冲击现象 。液压站配置紧凑简洁， 工作平稳 ， 整个压制 检测 ， 采用气水双检方式。将工件定位 、 密封夹紧好以 后 ， 对缸盖罩及标准品充人一定压力的空气 ， 通过差压 式检漏仪测试工件的泄漏量 ，从而判定被测工件是否 合格 。如果合格不用水检 。 不合格则水槽 自动上水淹没 工件 ， 通过人工观察漏点 。为提高工作效率 。 除人工上 下料其余均要求 自动完成 ，整个工作过程以气动控制 -0 过程严格按照工艺进行 自动控制 ， 无需人工干预 ， 极大 地提高了生产效率和产品质量。 参 考 文 献 【 1 】 成大先， 等． 机械设计手册第 4卷[ M】 ． 北京 化学工业出版社， 2 0 o 5 ． 【 2 】 张利 平． 液 压传 动 系统及 设计 [ M】 ． 北京 化学 工业 出版 社 ， 2 0 0 5 ． [ 3 ] 张 德 民． 液 压 平衡 回路应 用 实例 分 析[ J ] ． 液压 气动 与 密封 ， 2 0 0 7 6 ． [ 4 ] 夏 必忠， 等． 液压机 释压 冲击 和释压方式 的探讨[ J ] ． 液压气 动 与密封． 1 9 9 7 3 ． [ 5 】 王清标 ， 等． 油压机 液压系统设计 若干 问题 研究[ J ] ． 机床 与液 压 ． 2 0 0 5 5 ． 【 6 】 陆望龙． 实用液压机械故障排除与修 理大全[ M】 ． 长沙 湖南科 学技术 出版社 ． 2 0 0 2 ． 【 7 】 陈新响， 等． 液压 系统主要 故障分析及 对策[ J ] ． 液压 气动与密 封． 2 0 0 7 2 ． 【 8 ] 卜焰山， 等 ． 液控单 向阀 的应 用及故 障与排除【 J ] ． 液压气 动与 密封 ． 2 0 0 9 4 ． 47 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 1年 第 7期 进行。而 P L C的主要特点是易学易用 ， 编程方便 ， 可靠 性高 ， 抗干扰能力强 ， 适用性强 ， 使用方便 ， 系统的设计 和施工周期缩短 ， 维护方便。以 P L C作为汽车缸盖罩气 水双检机 的控制核心，对气动检测和控制系统 的工作 进行 自动控制 ， 具有多种检测 和保护手段 ， 稳定性 好 ， 可靠性高。 1 基本结 构及气动 系统 的原理 汽车缸盖罩气水双检机大致由机架 、定位密封夹 具水槽 与冲排水系统 、 气动系统 、 电控系统 、 检测系统 等六大部分组成。 气动系统主要 由气源三联体 、 压力开关 、 电磁 阀、 压力表 、 储气罐及管路附件组成 ； 其主要作用是给被测 工件提供恒温 、 恒压的气源。 电控系统 由电控箱和操作箱组成 ，主要作用是接 收和发送信号 。 检测系统 的主要作用是判定被测工件合格与否。 汽车缸盖罩气水 双检机所用 气源为 车问统一气 源 ， 气 源压力为 0 ． 5 ～ 0 ． 8 MP a ， 温度 0 ～ 4 0 ℃， 湿度 3 5 ％～ 9 0 ％R H但不结露 ； 车间气源进入汽车缸盖罩气水双检 机 时 ， 首先进入三联体 ， 过滤 出空气中的水分及杂物 、 雾化润滑油 ， 防止空气中的尘埃堵塞阀体 ， 雾化润滑油 后送入气路系统润滑阀体和缸体以提高 阀体寿命 ； 电 磁阀是改变气的走 向以实现控制汽缸 的运动 ；调速阀 是控制汽缸运动的速度 ；压力表是当气源不够时会启 动报警装置；储气罐是储备一定压力 的气体 以便气源 压力不够时可 以继续工作 ，压缩空气是为保证汽缸的 有序工作 。气动原理示意图如图 1 所示。 匝困困团 柃测 容器 I ． 件 _ 围 困 因 图l 气 动原理示意图 2 P L C控制系统的设计 2 ． 1 工序说 明 原点位置状况 主压封缸 、 上压封缸 、 侧压封缸 、 打 标缸都处于回缩状态。 因篇 幅有 限 ， 只以 自动检测 过程 为例进 行说 明 1 自动 双检过 程 。 先将手动／ 自动按钮打到 自动． 将气检／ 双检／ 水检置 于双检 ， 按下复位按钮 ， 使执行元件运动刮原点位置。 将工件安放在 [ 作 台面上， 双手按下舣于启动按钮 ， 主 压封缸伸出压 紧密封工件到位后 ；上压封缸伸 出密封 工件到位后 侧压封缸伸 出密封工件到位后 气密仪对 被测工件进行检测 ， 约等 6 0 s ， 如果合格指示灯亮表示 工件合格 ， 打标气缸给工件打上合格标记。侧压封缸复 位松开工件 ； 上压封缸复位松开工件 ； 主压封缸复位松 开工件到位后 ； 取下工件进行下一循环。反之不合格指 示灯 亮 、 蜂 鸣器 报警 表示 工 件 合 格 。 卜水观 察 漏点 ， 再排水 ， 侧压封缸复位松开工件 ； 上压封缸复位松歼上 件 主压 封 缸复 位 松开 工件 到 位后 取 下 上件 进 行 下一 循环 。 2 自动气检过程 。 先将 手动／ 自动按 钮扣‘ 到 自动 ， 将 气 检／ 双检／ 水 检置 于气检 ， 按下复位按钮 ， 使执行 兀件运动到原点位置。 将工件安放在工作 台面上 ， 舣手按下双手启动按钮 ， 主 压封缸伸出压紧密封工件到位后 ；L压封缸伸 出密封 工件到位后 ； 侧压封缸伸 出密封上件到位后 ； 气密仪对 被测工件进行检测 ， 约等 6 0 s ， 如果合格指示灯亮表示 工件合格 ， 打标气缸给工件打上合格标记。侧压封缸复 位松开工件 ； 上压封缸复位松开工件 ； 主 封缸复位松 开工件到位后 取下工件进行下一循环 。反之不合格指 示灯亮 、 蜂鸣器报警表示工件 合格 3 自动水检过程 。 先将手动／ 自动按钮打到 自动 ， 将气检／ 双检／ 水检置 于水检 ， 按下复位按钮 ， 使执行元件运动到原 点化置 。 将工件安放在 作 台面上 ， 双手按下双手启动按钮 ， 主 压封缸伸出压 紧密封工件到位后 ；上压封缸伸出密封 工件到位后 侧压封缸伸 出密封工件到位后 ； 水观察 漏点 ， 再排水 ， 侧压封缸复位松开工件 ； 上压封缸复位 松开 工件 ； 主压封 缸 复位 松 开 1 - 件 到位 后 ； 取 下 J 件 进 行下一 循环 。 2 ． 2 P L C选 型及 l ／ 0 分配 根据设计要求 、 控制要求 ， 选定 P L C的型号为 一菱 F X 2 N 一 6 4 MR。 I ／ O分配情况见表 1 。 根据 1 ／ O地址分配表 即能设计 出 I ／ O接线图。 2 ． 3 程 序设计 汽车缸盖罩气水双检机的控制程序组成如图 2所 示 嚣 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N o ． 7 ． 2 0 1 l 表 1 I， 0地址分配表 输入设备 功能P I G输入 备注 功能P L C输入 备注 继电器 继电器 双手启动X 0 0 S A 0 1 打标X 2 0 s Q 0 5 停止X 0 1 S A 0 2 主压封缸上限X 2 1 S C O 1 复位 x 0 2 S A 0 3 主压封缸下限X 2 2 S C 0 ； 紧急停止X 0 3 S A 0 4 上压封缸上限X 2 3 S c 0 手动／自动X 0 4 s A 0 5 上压封缸下限X 2 4 S C 0 4 点进／ 点退X 0 5 S A 0 6 侧压封缸前限X 2 5 S C 0 ． 上水／ 排水X 0 6 S A 0 7 侧压封缸后限X 2 6 S C 0 5 备用 x 0 7 s 0 8 备用X 2 7 s B 0 主压封缸X 1 0 S B 0 1 备用X 3 0 S A 0 1 上压封缸X l 1 S B 0 2 工件检测合格X 3 1 S W 0 1 侧压封缸X 1 2 S B 0 3 工件检测不合格X 3 2 S W 0 2 备用X 1 3 S B 0 4 气密仪可编程输出X 3 3 S W 0 ． 气压 异常X 1 4 S Q O 1 双检X 3 4 多档 液位检测X 1 5 S 0 0 2 气检X 3 5 位开 检测X 1 6 S B 0 5 水检X 3 6 关 备用X 1 7 S 0 0 7 输出设备 功能P L C输出 备注 功能P L C输出 各 继电器 继 电器 主压缸进 Y 0 0 气密仪启动 1 7 主压缸退 Y 0 1 气密仪停止 Y 2 0 上压缸 Y O 2 原位指示 2 1 腔体排气阀 Y 0 3 检测 中指示 Y 2 2 侧压缸 Y 0 4 合格指示 Y 2 3 腔体充气阀 0 5 不合格指示 2 4 排水阀 Y O 6 运行指示 三色灯 2 5 上水阀 ／ 0 7 故障指示 三色灯 Y 2 6 Y 1 0 蜂鸣器 --色灯 2 7 Y1 1 气控阀 1 2 水箱照明 Y l 3 打标气缸 Y 1 4 气密仪可编程输入 1 5 产品计数 1 6 图 2缸 盖 罩 气 水 双 检 机 的程 序 组 成 根据控制要求 ，即可设计 出汽车缸盖罩气水双检 机的 S F C顺序功能图和梯形 图程序 。其主体程序 中的 自动气检的 S F C顺序功能图如图 3所示。 3 常见故障现象及检修 1 电源指示灯不亮。 检修 检查电源供 电情况。 2 P L C工作不稳定 。 检修 用万用表检查电源是否稳定 ， 周边是否有 电 焊等造成电网不稳定 的事件发生 ； 如经常不稳定 ， 则需 要在机器接入端增加交流电源稳压器 。 图 3 自动 气 检 的 S F C顺 序 功 能 图 3 操作按钮按下 ， 所有气动元件无动作。 检修 检查气源及气路 ， 气源供气压力是否符合要 求 ； 检查空气过滤组合的减压 阀， 压力是否达到要求。 4 操作按钮按下 ， 个别气动元件 无动作 ， 造成机 器停止。 检修 首先检查在 P L C的输 出点和电磁 阀线 圈之 间是否有缓冲级 如无 ． 用万用表 电压档检查 P L C对应 输 出点 ， 没有 电压输 出， 则是 P L C的对应输出点内部 已 损坏 ； 如 P L C输出点有裕量 ， 更换输出点并修改程序即 可修好 ； 如有缓 冲级 ， 有两种情况 ， 一是在输出点对应 的接线端子上增加一个小 的可拔插的继 电器 ．再通过 继 电器 的触点和电磁阀线圈相连接 。常见是拔插点接 触不 良造成。一是在 P L C输出点和电磁阀线圈间增加 一 驱动功能板 ， 如 图 4所示 ， 常见是三极管 T基极限流 电阻 R阻值变大； 三极管 T性能变差或损坏 如是三极 管 T损坏 ， 则必须同时检查 VD的好坏 ， 它是用来保护 三极管 T的。 5 检测功能出现异常。 检修 检查气源压力 ； 检查气路 管道及接头 ； 检查 工件与密封之间是否有异物。 4 9 液 压 气 动 与 密 t -z f ／ 2 0 1 1年 第 7期 运输车液压油箱的设计及清洗流程 贺 瑞 王江涛 陈 浩 郑州新大方重工科技有限公司， 河南郑州4 5 0 0 6 4 摘要 介绍运输车液压油箱的设计 、 结构 特点及清洗流程。 关键词 运输车 ； 液压 油箱 ； 结构设计 ； 清洗流程 中图分类号 T H1 3 7 ． 8 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 7 0 0 5 0 0 3 De s i g n o f Hy d r a u l i c Ope n Oi l Ta n k a nd Cl e a n i ng P r oc e s s o f Tr a n s p o r t Ve h i c l e HE Ru i WANG J i a n g - t a o C HE N Ha o Z h e n g z h o u N e w D a F a n g H e a v y I n d u s t r y S c i e n c e T e c h n o l o g y C o ． ，L t d ． ，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 6 4 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r c o v e r s t h e d e s i g n o f h y d r a u l i c o p e n o i l t a n k o f t r a n s p o r t v e h i c l e ， i t s s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d h o w t o d e s i g n t h e s t r u c t u r e a n d c l e a n i n g p r o c e s s ． Ke y W o r d s t r a n s p o r t v e h i c l e； h y d r a u l i c o p e n o i l t a n k； i t s s t r u c t u r a l d e s i g n； c l e a n i n g p r o c e s s 0 引言 郑州新大方重工科技有限公司 自主研发设计制造 的平板运输车， 采用全液压驱动行驶 ； 各行走桥采用液 压悬挂升降 ； 转 向采用各悬挂行走轮组独立转 向， 机一 电一 液控制转向系统 。为确保了设备的高可靠性 ， 其液 压动力和执行元件 、控制元件等关键部件采用进 口品 牌。运输车工作 的可靠性在很大程度上取决于液压元 件是否正常工作 ．而液压系统的故 障常常是由于液压 油受到污染而引起的。因此． 必须严格 的控制液压油污 物生成的渠道 。 而油箱就是渠道之一 ， 因此应从设计和 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 3 0 1 作者简介 贺瑞 1 9 8 2 一 ， 女 ， 河南驻 马店人 ， 工程师 ， 工学学士 ， 主要从事 工程车辆及特种设备的液压 系统 的设计工作。 图 4由 三极 管 组 成 的 驱 动 级 4 结束语 汽车缸盖罩气水双检机检测和气动系统采用 P L C 逻辑控制 ， 系统稳定 ， 运行可靠 ， 能实现复杂的开关量 控制 ， 满足汽车缸盖罩气水双检机的控制要求 ； 维修服 5 0 加工环节 ，分析确定油箱的结构 ，彻底地清洗液压油 箱， 从而控制液压油的清洁度 。 1 运输车液压油箱设计及结构特点 1 ． 1 液压油箱结构特点 根据油箱 内液面是否与大气相通 ，可将液压油箱 分为闭式油箱与开式油箱两种。运输车液压 系统采用 开式油箱 ， 放置于运输车动力架上 ， 该油箱为封闭式容 积 ， 双密封结构 ． 箱内液面与大气相通 ， 为防止箱 内油 液被大气污染 ， 在油箱顶部设置空气滤清器 ， 并兼作注 油 口。 1 ． 2液压油箱结构设计 根据运输 车液压系统所需油量 、散热所需及设备 空间确定油箱容量。图 1为油箱结构示意图， 主要包括 液位指示器 1 、 吊耳 2 、 油箱体 3 、 密封垫 4 、 空气滤清器 务中所得的修理经验仅供参考。 参 考 文 献 [ 1 】 胡 汉文， 丁如春． 电气控 制与 P L C应用[ M】 ． 北京 人 民邮电 出 版社． 2 0 0 9 ． [ 2 】 王庭 有， 等 ． 可编程控 制器原理及应 用[ M1 ． 北京 国 防工 业 出 版 社． 2 0 0 8 ． [ 3 】 于庆广． 可编程控制器原理及系统设计【 M] ． 北京 清华大学 出 版社． 2 0 0 4 ． 1 4 J 吴 明亮 ， 等． 基 于 P L C的番茄酱 抽取 控制系统的设计f J 】 ． 液压 与气动， 2 0 1 0 1 0 ． [ 5 】 梁玉 国． 进 口短周 期贴 面设 备液压机 下滑故 障解 决方 案l J ll 液压与气动 ． 2 0 1 0 8 ．