PLC 控制在液壓機液壓系統中的應用
2015-12-23 來源：北方重工集團有限公司電控液壓設備分公司 作者：周游
摘 要:在工業化發展的今天, 我國取得了很大的成績, 其中壓力機這一通用機械, 具有很廣泛的用途, 近些年來, 隨著大型壓力機的發展, 液壓壓力機被更多的加以使用, 現今隨著電子技術的發展, 通過使用現代的控制技術與液壓控制相結合, 來更好的對液壓系統加以控制, 該文將就如何做好壓力液壓系統的電氣控制進行介紹。
關鍵詞:壓力機 液壓系統 電氣控制
壓力機是壓力加工機械設備，廣泛使用在冷擠、鍛壓、校直、沖壓、彎曲、成型、打包等工藝,現在，液壓壓力機被廣泛使用，對工件的擠壓、校直、冷彎等加工是通過液壓系統產生的靜壓力來實現的。如何做好壓力機的液壓系統的電氣控制是確保壓力機能夠高效穩定工作的重要保障。
1 壓力機簡介
1. 1 液壓機的組成
壓力機（包括沖床、液壓機）是一種通用性壓力機，其結構精巧。有廣泛的用途，生產效率高，壓力機可在切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形等工藝廣泛應用。對金屬坯件施加強大的壓力后造成金屬發生塑性變形和斷裂，零件就被加工成型。壓力機分為機械壓力機和液壓壓力機，工作時機械壓力機大皮帶輪（通常兼作飛輪）被電動機通過三角皮帶驅動，曲柄滑塊機構被齒輪副和離合器帶動，使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成后機械壓力機滑塊程上行，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。液壓壓力機又被稱為液壓成形壓力機、油壓機等，使用各種金屬與非金屬材料成型加工的設備。液壓機分為三柱式、單柱式、四柱式等結構類型，其中最為典型的是以四柱式液壓機。組合控制機柜、上壓式四立柱油壓機、模具輸送臺架、電加熱系統和保溫裝置四部分組成壓力機，而油壓機的組成主要由：冷卻系統，上模及下模，有機架、加壓油缸、液壓系統,其中機架上端為加壓油缸，聯接上模，冷卻系統與上模、下模聯接等組成。移動工作臺及與移動工作臺聯接的移動油缸裝在機架下端，下模安放在移動工作臺的上面。上述組成造型大方、美觀，結構緊湊，操作簡單可靠，維護方便，為一體化設計。壓機應具有可靠的結構剛度抗變形能力，液壓站上位置，壓排設置模具吊裝連接裝置，液壓站和壓排有可拆裝的防塵機蓋。工件能出方向為長度（3000）方向。技術參數如下：公稱壓力190T；有效工作臺面積3000×750m m
2；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≤0.25m m（不小于10個測點）。
1.2 液壓機的工作流程
上滑塊機構和下滑塊頂出機構的運動是液壓機的主要運動，主液壓缸（上缸） 驅動上滑塊機構，輔助液壓缸（下缸）驅動頂出機構，液壓機的上滑塊機構通過四個導向柱進行導向、主缸驅動，實現上滑塊機構“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，下缸布置在工作臺中間孔內，驅動下滑塊頂出機構實現“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，液壓機的液壓系統以壓力控制為主，系統具有高壓、大流量、大功率的特點，如何做好液壓系統的電氣控制是十分重要的。
2 液壓機的液壓系統
2. 1 液壓系統的組成
常見的液壓系統的主要構成如下：系統有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程調壓閥進行調壓，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液動閥的控制油，其壓力是通過溢流閥進行控制的，該系統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，結構簡單，使由保壓轉換為快速回程時的液壓沖擊減小。
2.2 液壓機液壓系統的動作
由于本液壓系統采用的傳感器輸入信號及輸出信號采用的都是開關量，分別是9個輸入信號和7個輸出信號，使用PLC作為核心進行控制即可 在設計控制系統時，需要充分發揮PLC 的控制功能，盡可能的完成控制設計，應控制好經濟成本，發展適合需要的控制系統。 控制過程如下：(1）按動啟動鍵，在滿足控制要求的前提下，主泵接觸器吸合，從而主泵電機啟動，為整個液壓系統提供壓力。(2）當需要上缸快速移動時，按動快速移動按鈕，PLC 接收信號并經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，使液壓油進入到壓力機上缸上腔，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，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壓，上部油箱的油液經過液控單向閥進入上缸的上腔。(3上缸慢速接近工件時，當上缸滑塊降至一定位置觸動行程開關后 行程開關觸點失電斷開,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,液控單向閥關閉。上缸下腔油液經背壓閥控制回油箱。此時，上缸上腔的壓力升高，充液閥隨之關閉。通過主泵供給壓力油，上缸慢速接近工件。當上缸滑塊接觸工件后，阻力急劇增加，從而造成上腔壓力進一步提高，主泵的輸出流量會自動減小。(4）當上缸上腔壓力達到預定值時，壓力繼電器吸合，P L C斷開對電磁閥的輸出，使用上缸的上、下腔封閉，PLC控制電磁閥的開關做好保壓工作。(5）保壓過程結束，PLC 程序發出信號，控制常開開關閉合，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，壓力油經閥使外控順序閥開啟。此時泵輸出油液經順序閥回油箱。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,使上缸上腔油液經此卸載閥芯開口泄回上部油箱，壓力逐漸降低。當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閉，主泵供油壓力升高，閥完全打開，此時油液流動情況為：進油路泵→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。實現主缸快速回程。(6）當上缸滑塊觸動行程開關后，行程開關觸點斷開，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。主泵輸出油經閥回到油箱。(7）按下退回開關,PLC輸出信號控制接觸器得電，PLC 控制電磁閥動作,驅動下液壓缸活塞上升頂出。然后下液壓缸退回。
3 結語
在液壓機液壓系統中加裝PLC控制系統能夠有效的提高控制效率，將控制難度大大簡化。
參考文獻
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