PLC 控製在液壓機液壓係統中的應用
2015-12-23 來源：北方重工集團有限公司電控液（yè）壓設備分公司 作者：周遊
摘 要:在（zài）工業化發展的今天, 我（wǒ）國取得（dé）了很大的成績, 其中壓力（lì）機這（zhè）一通用（yòng）機械, 具有很廣泛的用途, 近（jìn）些年來（lái）, 隨著大型壓力機的發展, 液壓壓力機被（bèi）更多的加以使用（yòng）, 現今隨著電子（zǐ）技術的發（fā）展, 通過使用現代的控（kòng）製技術與液壓控製相結合, 來更（gèng）好的對液壓係統加以（yǐ）控製, 該文將就如何做好壓力液壓係統的電氣控製進行介紹。
關（guān）鍵詞:壓力機 液壓係統 電氣控製
壓力機是壓力（lì）加工機械設（shè）備，廣泛使用在冷擠、鍛壓、校直、衝壓、彎曲、成型、打包等工藝,現在，液壓壓力（lì）機（jī）被廣（guǎng）泛使用，對工件的擠壓、校直、冷彎等加工是通過（guò）液壓係統產（chǎn）生的靜壓力來實現（xiàn）的。如（rú）何做好壓（yā）力機的（de）液壓係統的電氣控製是確保壓力機（jī）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（包括衝床、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、衝孔、落（luò）料（liào）、彎曲、鉚合和成形等工藝廣泛應用。對金屬坯件（jiàn）施加（jiā）強大的壓力（lì）後造成金屬發生塑性變形和斷裂，零件就被加工成型。壓力（lì）機分為機械（xiè）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（dài）驅動，曲柄滑塊（kuài）機構被齒輪副和離（lí）合器帶動，使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成後機械壓力機（jī）滑塊程上行（háng），自動脫開離合器，同時（shí）接通曲柄軸上的（de）自動器，在上止點附近滑塊停止。液壓（yā）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（gōng）的設備。液（yè）壓機分為三柱式、單柱式、四柱式等（děng）結構（gòu）類型，其中最為典型的是以四柱（zhù）式液壓機。組合控製（zhì）機櫃、上壓式四立柱油壓機、模具輸送台架、電加熱係統和保溫裝置四部分（fèn）組成壓力機，而油壓機的組成（chéng）主要由：冷卻係統，上模及下（xià）模，有機架、加壓油缸、液壓係統,其中機架上端為加壓油缸，聯接上模，冷卻係統與上模、下模（mó）聯接等組成。移動工作台及與（yǔ）移（yí）動工作台聯接的移（yí）動油缸（gāng）裝在機架下端，下模安放在移（yí）動工作（zuò）台（tái）的上麵。上述組成造型大方、美觀，結構緊湊，操作簡單（dān）可靠，維護方便，為一體化設計。壓機應具有（yǒu）可靠（kào）的結構剛度抗變形能力，液壓站（zhàn）上位置，壓排（pái）設置模（mó）具吊裝連接裝置，液（yè）壓站和壓排有（yǒu）可（kě）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；有效工作台麵積3000×750m m
2；壓排運（yùn）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（yā）排及底座的平麵度0.2 mm ；壓排（pái）底座壓合（hé）平均間隙≤0.25m m（不小於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（jī）構，輔（fǔ）助液壓缸（下缸）驅動頂出機構，液壓機的上滑塊（kuài）機構通過四個導（dǎo）向柱進行導向、主缸驅動，實現（xiàn）上滑塊機構“快速下行- 慢速加壓- 保壓（yā）延時- 快速回城- 原位停止”的動作（zuò）循環，下缸布置在工作台中間孔內，驅動（dòng）下（xià）滑塊頂出機構實現“向上頂出（chū）-向下退回”或“浮動壓邊下行-停止-頂出” 的兩種動作循環，液壓（yā）機的液（yè）壓係統以（yǐ）壓力控製為主，係統具有高壓、大流量、大功率的（de）特點，如何做好（hǎo）液（yè）壓係統的電氣控製是十分重要的。
2 液壓機的液壓（yā）係統
2. 1 液（yè）壓係（xì）統（tǒng）的組成
常見的液（yè）壓係統的主要構（gòu）成如下：係統有2個泵，其中1個是主（zhǔ）泵，采用（yòng）的是高壓、大流量的恒功率變量泵，其工作壓力是（shì）通過溢流（liú）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（liàng）泵，其主要（yào）功（gōng）用是為了供應液動閥的控製油，其壓力是通過溢（yì）流閥進行控製的，該係統采用高壓大流量恒功率（lǜ）變量泵供油（yóu）和利用滑塊自重充液的快速運動回路，采用單向閥（fá）保壓及（jí）由順序閥和帶卸載閥芯的充液（yè）閥組成的泄壓回路，結構簡（jiǎn）單，使由保壓轉換為快（kuài）速回程時的液壓衝擊減小。
2.2 液壓機液壓係統的動作
由於本液壓係統采用的傳感器輸入信號（hào）及輸出信號采用的都是開關量，分別是9個輸入（rù）信號（hào）和7個輸出信號，使用（yòng）PLC作為核心進行控製即可 在設計（jì）控製係統時，需要（yào）充分發揮PLC 的控製功能，盡可能的（de）完成控製設計，應控製好經（jīng）濟（jì）成本，發展適合需要的控製係統。 控製過程如下（xià）：(1）按動啟動鍵，在滿足控製要求的前提（tí）下（xià），主泵（bèng）接觸器吸合，從而主泵電機啟動，為整個液壓係統提供壓力。(2）當需要上缸快速移動時（shí），按動快速移動按鈕，PLC 接收信號並經過程序處理後輸出繼電器吸合，繼電器控（kòng）製（zhì）電磁閥線包得電，帶動電磁閥閥芯動作（zuò），打（dǎ）開閥路，使液壓油進入到壓力（lì）機上缸（gāng）上腔，同時PLC 輸（shū）出信號控製閥動作，打開下腔油路，使（shǐ）用（yòng）上缸下腔油回流（liú）到油箱內，上缸在（zài）壓力和重力的作用下快（kuài）速移動，主泵雖然處於最大（dà）流量，但是（shì）仍然無法滿足需求，從而造成上腔處於負壓，上部油箱的油液經過（guò）液控單向閥進入上缸（gāng）的上腔。(3上缸慢（màn）速接近工件時，當上缸滑塊降至一定位置觸動行（háng）程開關後 行程開關觸點失電斷開,PLC接收信（xìn）號程序處理後斷（duàn）開（kāi）輸出，使電磁閥閥芯處於中間位（wèi）置,液控單向閥關閉。上缸下腔油液經背壓閥控製回油箱。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（jiē）近工件。當上缸滑塊接觸工件後，阻（zǔ）力急（jí）劇增加，從而造成上腔壓（yā）力進一步提高，主泵（bèng）的輸（shū）出流量會自動減（jiǎn）小。(4）當上（shàng）缸上腔（qiāng）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（xià）腔（qiāng）封閉，PLC控製電磁閥的（de）開關做好保壓工作。(5）保壓過程結束，PLC 程序發出信（xìn）號，控製常開開關閉合，接觸器吸合（hé），電磁閥動作。由於上缸上腔壓力很高，液動滑閥處於上位，壓力油經閥使外控順序閥開啟。此時泵（bèng）輸出（chū）油液經順（shùn）序閥回油箱。泵在低壓下工作此壓力不足以打開充液閥的（de）主閥芯（xīn），而是先打開充液閥的中的卸載芯,使上缸上腔油液（yè）經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（qiāng）壓力泄至一定（dìng）值後,液動滑閥回到下位外（wài）控（kòng）順序閥關（guān）閉，主（zhǔ）泵供（gòng）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（fá）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（xiāng）。實現主缸（gāng）快速回程。(6）當上缸滑塊觸動行程開關後，行程開關觸點斷開（kāi），PLC控製電磁閥閥芯處於中（zhōng）間位置，液控單向閥將主（zhǔ）缸下腔封閉，上（shàng）缸（gāng）將停（tíng）止不動。主泵輸出油經閥回到油箱。(7）按下退回開關（guān）,PLC輸（shū）出信號控製接觸器得電，PLC 控製電磁閥動作,驅（qū）動下液壓缸活（huó）塞上升頂出。然後下液壓缸退回。
3 結語
在液壓機液（yè）壓係統中加裝（zhuāng）PLC控製係統能（néng）夠有效的提高控製效率，將控（kòng）製難度大大簡化（huà）。
參考（kǎo）文獻
[1] 李偉.機床電氣（qì）與（yǔ）PLC[M].西安:西安電子科技大學出版社,2006.
[2] 劉春生,張豔軍，張才.液壓係（xì）統（tǒng）的（de）回油背壓特性[J].黑龍江科技學院學報,2005(3): 133-136.
[3] 李壯雲.液壓（yā）元件與係統[M ].北京：機械工業出版社,2000.
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