PLC控制在液壓機(jī)液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用

周游

摘 要：在工業(yè)化發(fā)展的今天，我國取得了很大的成績，其中壓力機(jī)這一通用機(jī)械，具有很廣泛的用途，近些年來，隨著大型壓力機(jī)的發(fā)展，液壓壓力機(jī)被更多的加以使用，現(xiàn)今隨著電子技術(shù)的發(fā)展，通過使用現(xiàn)代的控制技術(shù)與液壓控制相結(jié)合，來更好的對液壓系統(tǒng)加以控制，該文將就如何做好壓力液壓系統(tǒng)的電氣控制進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：壓力機(jī) 液壓系統(tǒng) 電氣控制

中圖分類號：TM571.61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0100-01

壓力機(jī)是壓力加工機(jī)械設(shè)備，廣泛使用在冷擠、鍛壓、校直、沖壓、彎曲、成型、打包等工藝，現(xiàn)在，液壓壓力機(jī)被廣泛使用，對工件的擠壓、校直、冷彎等加工是通過液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的靜壓力來實現(xiàn)的。如何做好壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)的電氣控制是確保壓力機(jī)能夠高效穩(wěn)定工作的重要保障。

1 壓力機(jī)簡介

1.1 液壓機(jī)的組成

壓力機(jī)（包括沖床、液壓機(jī)）是一種通用性壓力機(jī)，其結(jié)構(gòu)精巧。有廣泛的用途，生產(chǎn)效率高，壓力機(jī)可在切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形等工藝廣泛應(yīng)用。對金屬坯件施加強大的壓力后造成金屬發(fā)生塑性變形和斷裂，零件就被加工成型。壓力機(jī)分為機(jī)械壓力機(jī)和液壓壓力機(jī)，工作時機(jī)械壓力機(jī)大皮帶輪（通常兼作飛輪）被電動機(jī)通過三角皮帶驅(qū)動，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)被齒輪副和離合器帶動，使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成后機(jī)械壓力機(jī)滑塊程上行，自動脫開離合器，同時接通曲柄軸上的自動器，在上止點附近滑塊停止。液壓壓力機(jī)又被稱為液壓成形壓力機(jī)、油壓機(jī)等，使用各種金屬與非金屬材料成型加工的設(shè)備。液壓機(jī)分為三柱式、單柱式、四柱式等結(jié)構(gòu)類型，其中最為典型的是以四柱式液壓機(jī)。組合控制機(jī)柜、上壓式四立柱油壓機(jī)、模具輸送臺架、電加熱系統(tǒng)和保溫裝置四部分組成壓力機(jī)，而油壓機(jī)的組成主要由：冷卻系統(tǒng)，上模及下模，有機(jī)架、加壓油缸、液壓系統(tǒng)，其中機(jī)架上端為加壓油缸，聯(lián)接上模，冷卻系統(tǒng)與上模、下模聯(lián)接等組成。移動工作臺及與移動工作臺聯(lián)接的移動油缸裝在機(jī)架下端，下模安放在移動工作臺的上面。上述組成造型大方、美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單可靠，維護(hù)方便，為一體化設(shè)計。壓機(jī)應(yīng)具有可靠的結(jié)構(gòu)剛度抗變形能力，液壓站上位置，壓排設(shè)置模具吊裝連接裝置，液壓站和壓排有可拆裝的防塵機(jī)蓋。工件能出方向為長度（3000）方向。技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力190T；有效工作臺面積3000×750mm2；壓排運動速度75～100 mm/s；最大開合距離550mm（不含加熱板）；保壓時間8h（工件130℃）；壓機(jī)底座高度0.5～0.55m；壓排及底座的平面度0.2 mm；壓排底座壓合平均間隙≤0.25mm（不小于10個測點）。

1.2 液壓機(jī)的工作流程

上滑塊機(jī)構(gòu)和下滑塊頂出機(jī)構(gòu)的運動是液壓機(jī)的主要運動，主液壓缸（上缸）驅(qū)動上滑塊機(jī)構(gòu)，輔助液壓缸（下缸）驅(qū)動頂出機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)的上滑塊機(jī)構(gòu)通過四個導(dǎo)向柱進(jìn)行導(dǎo)向、主缸驅(qū)動，實現(xiàn)上滑塊機(jī)構(gòu)“快速下行-慢速加壓-保壓延時-快速回城-原位停止”的動作循環(huán)，下缸布置在工作臺中間孔內(nèi)，驅(qū)動下滑塊頂出機(jī)構(gòu)實現(xiàn)“向上頂出-向下退回”或“浮動壓邊下行-停止-頂出”的兩種動作循環(huán)，液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)以壓力控制為主，系統(tǒng)具有高壓、大流量、大功率的特點，如何做好液壓系統(tǒng)的電氣控制是十分重要的。

2 液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)

2.1 液壓系統(tǒng)的組成

常見的液壓系統(tǒng)的主要構(gòu)成如下：系統(tǒng)有2個泵，其中1個是主泵，采用的是高壓、大流量的恒功率變量泵，其工作壓力是通過溢流閥的遠(yuǎn)程調(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)壓，另1個輔助泵是一個低壓小流量的定量泵，其主要功用是為了供應(yīng)液動閥的控制油，其壓力是通過溢流閥進(jìn)行控制的，該系統(tǒng)采用高壓大流量恒功率變量泵供油和利用滑塊自重充液的快速運動回路，采用單向閥保壓及由順序閥和帶卸載閥芯的充液閥組成的泄壓回路，結(jié)構(gòu)簡單，使由保壓轉(zhuǎn)換為快速回程時的液壓沖擊減小。

2.2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的動作

由于本液壓系統(tǒng)采用的傳感器輸入信號及輸出信號采用的都是開關(guān)量，分別是9個輸入信號和7個輸出信號，使用PLC作為核心進(jìn)行控制即可，在設(shè)計控制系統(tǒng)時，需要充分發(fā)揮PLC的控制功能，盡可能的完成控制設(shè)計，應(yīng)控制好經(jīng)濟(jì)成本，發(fā)展適合需要的控制系統(tǒng)?？刂七^程如下：（1）按動啟動鍵，在滿足控制要求的前提下，主泵接觸器吸合，從而主泵電機(jī)啟動，為整個液壓系統(tǒng)提供壓力。（2）當(dāng)需要上缸快速移動時，按動快速移動按鈕，PLC接收信號并經(jīng)過程序處理后輸出繼電器吸合，繼電器控制電磁閥線包得電，帶動電磁閥閥芯動作，打開閥路，使液壓油進(jìn)入到壓力機(jī)上缸上腔，同時PLC輸出信號控制閥動作，打開下腔油路，使用上缸下腔油回流到油箱內(nèi)，上缸在壓力和重力的作用下快速移動，主泵雖然處于最大流量，但是仍然無法滿足需求，從而造成上腔處于負(fù)壓，上部油箱的油液經(jīng)過液控單向閥進(jìn)入上缸的上腔。（3）上缸慢速接近工件時，當(dāng)上缸滑塊降至一定位置觸動行程開關(guān)后，行程開關(guān)觸點失電斷開，PLC接收信號程序處理后斷開輸出，使電磁閥閥芯處于中間位置，液控單向閥關(guān)閉。上缸下腔油液經(jīng)背壓閥控制回油箱。此時，上缸上腔的壓力升高，充液閥隨之關(guān)閉。通過主泵供給壓力油，上缸慢速接近工件。當(dāng)上缸滑塊接觸工件后，阻力急劇增加，從而造成上腔壓力進(jìn)一步提高，主泵的輸出流量會自動減小。（4）當(dāng)上缸上腔壓力達(dá)到預(yù)定值時，壓力繼電器吸合，PLC斷開對電磁閥的輸出，使用上缸的上、下腔封閉，PLC控制電磁閥的開關(guān)做好保壓工作。（5）保壓過程結(jié)束，PLC程序發(fā)出信號，控制常開開關(guān)閉合，接觸器吸合，電磁閥動作。由于上缸上腔壓力很高，液動滑閥處于上位，壓力油經(jīng)閥使外控順序閥開啟。此時泵輸出油液經(jīng)順序閥回油箱。泵在低壓下工作此壓力不足以打開充液閥的主閥芯，而是先打開充液閥的中的卸載芯，使上缸上腔油液經(jīng)此卸載閥芯開口泄回上部油箱，壓力逐漸降低。當(dāng)上缸上腔壓力泄至一定值后，液動滑閥回到下位外控順序閥關(guān)閉，主泵供油壓力升高，閥完全打開，此時油液流動情況為：進(jìn)油路泵→換向閥左位→液控單向閥→上缸下腔。回油路上缸上腔→充液閥→上部油箱。實現(xiàn)主缸快速回程。（6）當(dāng)上缸滑塊觸動行程開關(guān)后，行程開關(guān)觸點斷開，PLC控制電磁閥閥芯處于中間位置，液控單向閥將主缸下腔封閉，上缸將停止不動。主泵輸出油經(jīng)閥回到油箱。（7）按下退回開關(guān)，PLC輸出信號控制接觸器得電，PLC控制電磁閥動作，驅(qū)動下液壓缸活塞上升頂出。然后下液壓缸退回。

3 結(jié)語

在液壓機(jī)液壓系統(tǒng)中加裝PLC控制系統(tǒng)能夠有效的提高控制效率，將控制難度大大簡化。

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