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PLC 控制在液压机液压系统中的应用

2015-12-23 来源：北方重工集团有限公司电控液压设备分公司作者：周游

摘　要:在工业化发展的今天, 我国取得了很大的成绩, 其中压力机这一通用机械, 具有很广泛的用途, 近些年来, 随着大型压力机的发展, 液压压力机被更多的加以使用, 现今随着电子技术的发展, 通过使用现代的控制技术与液压控制相结合, 来更好的对液压系统加以控制, 该文将就如何做好压力液压系统的电气控制进行介绍。

关键词:压力机液压系统电气控制

压力机是压力加工机械设备，广泛使用在冷挤、锻压、校直、冲压、弯曲、成型、打包等工艺,现在，液压压力机被广泛使用，对工件的挤压、校直、冷弯等加工是通过液压系统产生的静压力来实现的。如何做好压力机的液压系统的电气控制是确保压力机能够高效稳定工作的重要保障。

1 压力机简介

1. 1 液压机的组成

压力机（包括冲床、液压机）是一种通用性压力机，其结构精巧。有广泛的用途，生产效率高，压力机可在切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺广泛应用。对金属坯件施加强大的压力后造成金属发生塑性变形和断裂，零件就被加工成型。压力机分为机械压力机和液压压力机，工作时机械压力机大皮带轮（通常兼作飞轮）被电动机通过三角皮带驱动，曲柄滑块机构被齿轮副和离合器带动，使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后机械压力机滑块程上行，自动脱开离合器，同时接通曲柄轴上的自动器，在上止点附近滑块停止。液压压力机又被称为液压成形压力机、油压机等，使用各种金属与非金属材料成型加工的设备。液压机分为三柱式、单柱式、四柱式等结构类型，其中最为典型的是以四柱式液压机。组合控制机柜、上压式四立柱油压机、模具输送台架、电加热系统和保温装置四部分组成压力机，而油压机的组成主要由：冷却系统，上模及下模，有机架、加压油缸、液压系统,其中机架上端为加压油缸，联接上模，冷却系统与上模、下模联接等组成。移动工作台及与移动工作台联接的移动油缸装在机架下端，下模安放在移动工作台的上面。上述组成造型大方、美观，结构紧凑，操作简单可靠，维护方便，为一体化设计。压机应具有可靠的结构刚度抗变形能力，液压站上位置，压排设置模具吊装连接装置，液压站和压排有可拆装的防尘机盖。工件能出方向为长度（3000）方向。技术参数如下：公称压力190T；有效工作台面积3000×750m m

2；压排运动速度75～100 mm /s；最大开合距离550mm（不含加热板）；保压时间8h（工件130℃）；压机底座高度0.5～0.55m ；压排及底座的平面度0.2 mm ；压排底座压合平均间隙≤0.25m m（不小于10个测点）。

1.2 液压机的工作流程

上滑块机构和下滑块顶出机构的运动是液压机的主要运动，主液压缸（上缸）驱动上滑块机构，辅助液压缸（下缸）驱动顶出机构，液压机的上滑块机构通过四个导向柱进行导向、主缸驱动，实现上滑块机构“快速下行- 慢速加压- 保压延时- 快速回城- 原位停止”的动作循环，下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑块顶出机构实现“向上顶出-向下退回”或“浮动压边下行-停止-顶出” 的两种动作循环，液压机的液压系统以压力控制为主，系统具有高压、大流量、大功率的特点，如何做好液压系统的电气控制是十分重要的。

2 液压机的液压系统

2. 1 液压系统的组成

常见的液压系统的主要构成如下：系统有2个泵，其中1个是主泵，采用的是高压、大流量的恒功率变量泵，其工作压力是通过溢流阀的远程调压阀进行调压，另1个辅助泵是一个低压小流量的定量泵，其主要功用是为了供应液动阀的控制油，其压力是通过溢流阀进行控制的，该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油和利用滑块自重充液的快速运动回路，采用单向阀保压及由顺序阀和带卸载阀芯的充液阀组成的泄压回路，结构简单，使由保压转换为快速回程时的液压冲击减小。

2.2 液压机液压系统的动作

由于本液压系统采用的传感器输入信号及输出信号采用的都是开关量，分别是9个输入信号和7个输出信号，使用PLC作为核心进行控制即可在设计控制系统时，需要充分发挥PLC 的控制功能，尽可能的完成控制设计，应控制好经济成本，发展适合需要的控制系统。控制过程如下：(1）按动启动键，在满足控制要求的前提下，主泵接触器吸合，从而主泵电机启动，为整个液压系统提供压力。(2）当需要上缸快速移动时，按动快速移动按钮，PLC 接收信号并经过程序处理后输出继电器吸合，继电器控制电磁阀线包得电，带动电磁阀阀芯动作，打开阀路，使液压油进入到压力机上缸上腔，同时PLC 输出信号控制阀动作，打开下腔油路，使用上缸下腔油回流到油箱内，上缸在压力和重力的作用下快速移动，主泵虽然处于最大流量，但是仍然无法满足需求，从而造成上腔处于负压，上部油箱的油液经过液控单向阀进入上缸的上腔。(3上缸慢速接近工件时，当上缸滑块降至一定位置触动行程开关后行程开关触点失电断开,PLC接收信号程序处理后断开输出，使电磁阀阀芯处于中间位置,液控单向阀关闭。上缸下腔油液经背压阀控制回油箱。此时，上缸上腔的压力升高，充液阀随之关闭。通过主泵供给压力油，上缸慢速接近工件。当上缸滑块接触工件后，阻力急剧增加，从而造成上腔压力进一步提高，主泵的输出流量会自动减小。(4）当上缸上腔压力达到预定值时，压力继电器吸合，P L C断开对电磁阀的输出，使用上缸的上、下腔封闭，PLC控制电磁阀的开关做好保压工作。(5）保压过程结束，PLC 程序发出信号，控制常开开关闭合，接触器吸合，电磁阀动作。由于上缸上腔压力很高，液动滑阀处于上位，压力油经阀使外控顺序阀开启。此时泵输出油液经顺序阀回油箱。泵在低压下工作此压力不足以打开充液阀的主阀芯，而是先打开充液阀的中的卸载芯,使上缸上腔油液经此卸载阀芯开口泄回上部油箱，压力逐渐降低。当上缸上腔压力泄至一定值后,液动滑阀回到下位外控顺序阀关闭，主泵供油压力升高，阀完全打开，此时油液流动情况为：进油路泵→换向阀左位→液控单向阀→上缸下腔。回油路上缸上腔→充液阀→上部油箱。实现主缸快速回程。(6）当上缸滑块触动行程开关后，行程开关触点断开，PLC控制电磁阀阀芯处于中间位置，液控单向阀将主缸下腔封闭，上缸将停止不动。主泵输出油经阀回到油箱。(7）按下退回开关,PLC输出信号控制接触器得电，PLC 控制电磁阀动作,驱动下液压缸活塞上升顶出。然后下液压缸退回。

3 结语

在液压机液压系统中加装PLC控制系统能够有效的提高控制效率，将控制难度大大简化。

参考文献

[1] 李伟.机床电气与PLC[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.

[2] 刘春生,张艳军，张才.液压系统的回油背压特性[J].黑龙江科技学院学报,2005(3): 133-136.

[3] 李壮云.液压元件与系统[M ].北京：机械工业出版社,2000.

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