四柱液壓機的自動控制(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 動及手動控制下實現的。而在自動控制的液壓機中，這 7 個過程可做到全自動依次運行，湖北文理學院 畢業設計（論文）報告紙 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 只有人工按停止按紐或急停按紐干預方能停車。 設備控制要求 液壓機的自動控制系統要求能實現自動及手動歐諾個控制方式。液壓機在正常工作時選擇自動控制方式。 : (1)液壓機在壓制不同形狀的工件時，能準確調整其工作范圍。 (2)液壓機利 用手動控制頂出缸作薄板反拉伸。 (3)液壓機出現故障時，便于快速查找故障原因。 : 將轉換開關打到自動工作狀態，按下自動啟動按鈕 (1)液壓機滑塊靠自重快速下行 (2)液壓機滑塊漫下加壓 (3)接觸工件進行壓制 (4)達到設定壓力開始保壓 (5)保壓延時到卸壓回程 (6)回程到位后，延時一定的時間頂出缸頂出 (7)頂出到位后，延時一定的時間頂出缸退回 (8)延時一定的時間進行下一個工作循環 : 將轉換開關打到手動工作狀態 (1)按“壓制、回程”按鈕，液壓機滑塊動作 ，抬手停止。 (2)按“頂出、退回”按鈕，頂出缸動作，抬手停止。 4. 工作過程的控制 : (1)對液壓機滑塊的速度，根據產品工藝的要求進行設定。其速度由 變量泵的流量來控制，利用步進電機帶動變量頭改變泵的斜盤角度來實現其 控制功能。速度等級分高、中、低三擋。 (2)對油溫進行控制，使其保持在 15℃、 55℃的最佳工作狀態。 (3)為了設備及人身安全設置急停按鈕及光欄保護開關。 電氣系統設計 電氣原理圖如 圖 所示 ： 湖北文理學院 畢業設計（論文）報告紙 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 電氣原理圖 根據液壓機的控制要求，所需的器件有：西門子 S7200 系列 PLC、起動按鈕 SB停止按鈕 SB紅綠色信號燈等，輸入／輸出端口接線如外部接線圖所示。由圖可見：起動按鈕 SB1 接于輸入繼電器 端，停止按鈕 SB2 接于輸入繼電器 端，將輸出端的 COM1 及 COM2 用導線相連，輸出端的電源為交流 220V。如果電磁閥的功率較大，一個輸出繼電器不能帶動，可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器，再由中間繼電器驅動電磁閥。 湖北文理學院 畢業設計（論文）報告紙 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4 控制系統程序設計 可編程控制器應用于液壓機的可行性分析 可編程控制器的特點 現代工業生產是復雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。可編 程控制器由于具有以下特點而深受歡迎 : ，抗干擾能力強。這往往是用戶選擇控制裝置的首要條件。 PLC 生產廠家在硬件和軟件上采取了一系列抗干擾措施，使它可以直接安裝于工業現場而穩定可靠的工作。目前各生產廠家生產的 PLC，其平均無故障時間都大大超過了 EIC 規定的 10 萬小時。而且為了適應特殊場合的需要，有的 PLC 生產商還采用了冗余設計和差異設計 (如德國 Pi12 公司的 PLC)，進一步提高了其可靠性。 ，應用靈活。由于 PLC產品均成系列化生產，品種齊全，多數采用模塊式的硬件結構，組合和擴展方便，用 戶可根據自己的需要靈活選用，以滿足系統大小不同及功能繁簡各異的控制系統要求。 ，易于使用。 PLC 的編程可采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現場電氣技術人員的歡迎。近年來又發展了面向對象的順控流程圖語言，也稱功能圖，使編程更簡單方便。 、安裝、調試方便。 PLC 中含有大量的相當于中間繼電器、時間繼電器、計數器等的“軟元件”。又用程序 (軟接線 )代替硬接線，安裝接線工作量少。設計人員只要有 PLC 就可進行控制系統設計并可在實驗室進行模擬調試。 、維修工作量小。 LPC有完善的自診斷、履歷情報存儲及監視功能。LPC 對于其內部工作狀態、通信狀態、異常狀態和 I/O 點的狀態均有顯示。工作人員通過它可以查出故障原因，便于迅速處理。 。除基本的邏輯控制、定時、計數、算術運算等功能外，配合特殊功能模塊還可以實現點位控制、 PDI運算、過程控制、數字控制等功能，為方便工廠管理又可與上位機通信，通過遠程模塊還可以控制遠方設備。 由于具有上述特點，使得 LPC的應用范圍極為廣泛，可以說只要有工廠、有控制要求，就會有 PLC 的應用。 PLC 的組成及作用 PLC 實質是一 種工業控制計算機，只不過它比一般的計算機具有更強的與工業過程相連接的接口和更直接的適應于控制要求的編程語言，故 PLC 與計算機的組成十分湖北文理學院 畢業設計（論文）報告紙 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 相似。從硬件結構看，它也有中央處理器 (CPU)、存儲器、輸入 /輸出 (I/O)接口、電源等，如圖 電 源中 央 處 理 器輸入接口輸入接口存 儲 器編 程 設 備外 圍 接 口 圖 PLC 基本組成框圖 (CPU) 與一般計算機一樣， CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC中系統程序賦予的功能指揮 PLC有條不紊的進行工作，其主要任務有 :控制從編程器鍵入的用戶程序和數據的接收與存儲 。用掃描的方式通過 I/O 部件接收現場的狀態或數據，并存入輸入映像存儲器或數據存儲器中；診斷 PLC 內部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等； PLC 進入運行狀態后，從存儲器逐條讀取用戶指令，經過命令解釋后按指令規定的任務進行數據傳送、邏輯或算術運算等；根據運算結果，更新有關標志位的狀態和輸出映像存儲器的內容，再經輸出部件實現輸出控制、制表打印或數據通信等功能。 LPC 的存儲器包括系統存儲器和用戶存儲器兩部分。系統存儲器用來存放由 PLC生產廠家編寫的系統程序，并固化在 ROM 內，用戶不能直接更改。它使 PLC 具有基本的智能，能夠完成 PLC 設計者規定的各項工作。系統程序質量的好壞，很大程度上決定了 PLC 的性能，其內容主要包括三部分。第一部分為系統管理程序，它主管控制PLC 的運行，使整個 PLC按部就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序。通過用戶指令解釋程序，將 PLC 的編程語言變為機器語言指令 :再由 CPU 執行這些指令。第三部分為標準程序模塊與系統調用。它包括許多不同功能的子程序及其調用管理程序，如完成輸入、輸出及特殊運算等的子程序。 PLC 的具體工作都是由這部分程序來完成湖北文理學院 畢業設計（論文）報告紙 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 的，這部分程序的多少決定了 PLC 性能的強弱。 脈沖量，是除了邏輯量、模擬量外，另一個常見的物理量。如機床部件的位移，常以脈沖數量表示。數字控制技術實質就是用脈沖實現控制的技術。 PLC 有種種接口與人機界面，可用其去獲得有關信息。 PLC 的數據存儲區，隨著技術的發展，也越來越大。已出現兆級的，這樣龐大的數據存儲器區，則可存儲大量數據。 PLC 訪問數據區，有多種方法，可直接訪問，也可間接訪問。同時， PLC 又有眾多的定時期、計數器以及實時時鐘。所以， PLC 有強大的數據采集與存儲功能。 PLC 有自診斷功能。 PLC 有很 多指示燈，可顯示 LPC 自身的狀態與控制對象的狀態。 PLC 總是周期地自檢，如出現故障，其代碼將實時存于相應的內存區中，不同的代碼代表不同的故障。近期的 PLC，出現故障還可自動記錄，可記故障出現的具體時間。時間精度可到秒級，甚至更精。可記下近期的 20 次，甚至更多故障記錄。近期的 LPC，還有更多的自檢手段，不僅可定位故障出現的時間，還可定位故障出現的位置。 、通信功能 PLC 有多種通信接口，有很強的連網、通信能力。并不斷有新的連網的結構推出。PLC 與 PLC可通信。可一對一 PLC通信。可多到幾十、幾百、幾千 、幾萬，甚至不受限制。 PLC 與智能儀表、智能執行裝置 (如變頻器 )也可聯網通信，交換數據，相互操作。PLC 可聯接成遠程控制系統，系統范圍面可大到幾十、幾百千米或更大。 PLC 可與計算機通信，可用計算機編程，或用計算機控制或管理 PLC，使 PLC 用起來更方便。與計算機通信，可一臺計算機控制管理多臺 PLC，也可一臺 PLC 與兩臺或更多的計算機通信。 液壓機的 PLC 控制系統構成 根據設備控制及工作過程要求，其 PLC 控制系統構成圖如圖 湖北文理學院 畢業設計（論文）報告紙 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ P L C選 擇 速 度 開 關 （ 高 中 低 ）自 動 / 手 動 選 擇 開 關加 熱 / 冷 卻 / 停 止 選 擇 開 關自 動 啟 動 按 鈕光 柵 保 護停 止 按 鈕手 動 壓 制手 動 回 程手 動 頂 出手 動 退 回手 動 啟 動 主 油 泵手 動 停 止 主 油 泵壓 力 設 定 電 接 點手 動 啟 動 低 壓 油 泵 電 機手 動 停 止 低 壓 油 泵 電 機主 缸 控 制 接 近 開 關頂 出 缸 控 制 接 近 開 關下 行 電 液 閥回 程 電 液 閥頂 出 電 液 閥退 回 電 液 閥快 行 電 液 閥功 率 驅 動 器低 壓 油 泵 電 機油 溫 冷 卻 進 水 閥油 溫 加 熱 裝 置主 泵 電 機 啟 動 圖 PLC 控制系統構成圖 I/O 分析及 PLC 選型 四柱 式液壓機自動控制系統采用西門子公司的 S7200 系列整體式 PLC。根據控制系統圖選用 CPU 型號為 CPU226DC/DC/DC24 輸入 /16 晶體管輸出的 PLC。利用 PLC湖北文理學院 畢業設計（論文）報告紙 第 16 頁