plc在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、PLC在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用　?。篜LC控制系統(tǒng)具有抗干擾、精度高、安全可靠等特點(diǎn)，在液壓設(shè)備中應(yīng)用較為普遍。本文對PLC及液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，并結(jié)合PLC在車床液壓系統(tǒng)改造中的應(yīng)用，就PLC的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)分析?！　￡P(guān)鍵詞：PLC；液壓系統(tǒng)；程序設(shè)計(jì)；控制原理　　前言：　　工業(yè)自動化以機(jī)電液一體化為前提，提高了控制精度和生產(chǎn)效率，是21世紀(jì)技術(shù)發(fā)展的一大趨勢，PLC控制系統(tǒng)使用簡單、可靠性好、性價(jià)比高，在各領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用。液壓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，控制方便，便于實(shí)現(xiàn)自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。因此液壓系統(tǒng)與PLC控制

2、系統(tǒng)相結(jié)合在自動化實(shí)現(xiàn)方面具有明顯的優(yōu)勢?！　?.PLC的功能及特點(diǎn)分析　　1.11PLC的功能　　PLC是上世紀(jì)六十年代發(fā)展起來的一種自動化控制裝置，大至經(jīng)歷了集成電路+磁芯存儲、微處理器+半導(dǎo)體存儲、8-16位微處理器、16位以上處理器4個(gè)發(fā)展階段，目前以二、三階段的產(chǎn)品應(yīng)用最多，也較為廣泛。早期只具備邏輯計(jì)算、計(jì)數(shù)及順序控制等簡單功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC又拓展了步進(jìn)控制、數(shù)據(jù)處理、回路控制、通訊聯(lián)X等功能。現(xiàn)階段的PLC已經(jīng)具有監(jiān)控、停電記憶、故障診斷等功能[1]?！　‰m然PLC的計(jì)算速度較單片機(jī)慢（一般PLC的計(jì)

3、算速度為10ms級），且價(jià)格較高，但是PLC靈活方便、安全可靠、環(huán)境適應(yīng)性好，而且使用方便、維護(hù)簡單，總體的性價(jià)比較高，因此，在各領(lǐng)域的應(yīng)用也更為廣泛。目前，PLC控制器的發(fā)展主要分化為小型、簡單、廉價(jià)和大型、快速、多功能等2個(gè)方向?！　?.2PLC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　　現(xiàn)階段應(yīng)用較多的PLC結(jié)構(gòu)主要由中央處理單元、輸入輸出部分、電源部分及編程器組成，如圖1所示。輸入信號一般由按鈕、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、傳感器等開關(guān)裝置產(chǎn)生[2]，并將各種信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。微處理器讀入數(shù)字信號，并按照預(yù)定程序處理數(shù)據(jù)，然后向被控對象輸出控制信號，

4、如電磁線圈、指示燈、電磁閥等。存儲器分為用戶程序存儲器和系統(tǒng)程序存儲器，分別用于存儲用戶寫入的程序和系統(tǒng)固有的程序，系統(tǒng)程序一般不允許更改。電源模塊主要是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，用以向處理器、存儲器等模塊提供能源。編程器用于實(shí)現(xiàn)用戶與設(shè)備的對話，有簡易編程和圖形編程兩種方式，圖形編程較為常見，即可用于梯形圖編程，用可用于指令編程?！　D1PLC基本結(jié)構(gòu)　　2.液壓系統(tǒng)與PLC控制的對接　　2.1液壓控制元件　　液壓控制閥是液壓系統(tǒng)的控制元件，通過控制系統(tǒng)中油液的壓力、流量及方向?qū)崿F(xiàn)需求的動作。一般常見的液壓閥用電磁溢流閥、電磁

5、換向閥、電磁比例閥等，這些商法論文元件通過接收控制信號，實(shí)現(xiàn)相關(guān)動作。近年來，液壓屆又提出了數(shù)字液壓的概念，常規(guī)的電磁比例閥及電磁伺服閥主要是通過D/A接口進(jìn)行信號轉(zhuǎn)化，間接地實(shí)現(xiàn)數(shù)字液壓傳動。脈沖寬度控制是目前比較時(shí)興的一種控制方式，通過將D/A轉(zhuǎn)化器與液壓控制閥做成一體，直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字液壓控制，其原理詳見圖2。　　圖2電液比例P原理　　電液比例閥控制系統(tǒng)由控制器、比例電磁鐵、電液比例閥以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成，比例電磁鐵和比例閥作為連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的元件。加到比例閥線圈的電壓波形為周期一定、脈沖寬度可控的矩形波，由于脈沖周期遠(yuǎn)小

6、于閥芯的響應(yīng)周期，所以閥芯的運(yùn)動只響應(yīng)P信號的平均值，閥芯工作時(shí)處于微振動狀態(tài)，這大大地減小了比例滯環(huán)[3]?！　?.2液壓元件與PLC的信號對接　　PLC編程常用的形式主要有：梯形圖、語句表、功能圖及邏輯表達(dá)式等。但是，無論何種編程方式，都是由邏輯設(shè)計(jì)演變而來。像比如前文介紹的數(shù)字控制等，PLC可以結(jié)合模糊控制及PID控制等較為先進(jìn)的算法，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)，限于篇幅，這里僅對邏輯運(yùn)算進(jìn)行分析。　　邏輯運(yùn)算主要有與、或、非三種，結(jié)合液壓系統(tǒng)，邏輯與運(yùn)算代表兩個(gè)元件同時(shí)動作，邏輯或運(yùn)算表示兩個(gè)元件選擇性動作，邏輯非運(yùn)算表示沒有元件

7、動作。按照如此原理分類，液壓元件也可以分為與門、或門、非門及禁門等幾種元件。與門元件比如換向閥與梭閥的結(jié)合，或門元件比如兩位四通換向閥的組合，非門元件比如單向閥，液壓鎖等元件。因此，通過各種液壓元件的組合就能實(shí)現(xiàn)邏輯信號的控制。但多數(shù)情況下，一般是PLC通過邏輯信號，控制液壓元件實(shí)現(xiàn)需求動作?！　?.道車削自動化改造　　鋼塑復(fù)合管道將塑料的防腐性能及鋼絲的抗壓性能結(jié)合在一起，具有優(yōu)異的性能。但是在管道實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于切口處有鋼絲外漏，若不進(jìn)行處理，會影響管道的壽命及實(shí)際使用。由于材料的收縮，管材有可能會產(chǎn)生橢圓現(xiàn)象，因此

8、，在管道定長切割后，一般先進(jìn)行端部車削，再進(jìn)行封口。原有的管材車削，在普通車床上由人工進(jìn)行車削，勞動強(qiáng)度大且生產(chǎn)效率低?！　?.1功能分析　　經(jīng)過調(diào)研后，計(jì)劃將封口改為端部車削和封口兩道工序，其中車削工序計(jì)劃將原有設(shè)備改造為自動化生產(chǎn)設(shè)備，選定PLC型號為F1-40MR，改造原理如圖3所示