CN107791577A

CN107791577A - 一种基于plc的液压机控制系统

Info

Publication number: CN107791577A
Application number: CN201610733888.9A
Authority: CN
Inventors: 李福霞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-28
Filing date: 2016-08-28
Publication date: 2018-03-13

Abstract

一种基于PLC的液压机控制系统，主要由液压系统、电气控制系统及人机界面三部分组成。该控制系统是闭环控制，提高了控制精度，将它运用到平面校直机中，保证了系统的控制功能而且具有运行稳定可靠、性价比高、维护成本低等优势，加之触摸屏人机界面设计，在实际应用中有很高的推广价值。

Description

一种基于PLC的液压机控制系统

所属技术领域

本发明涉及一种基于PLC的液压机控制系统，适用于机械领域。

背景技术

转向架可以说是铁道车辆上最重要的部件之一，它直接承载车体质量，保证车辆顺利通过曲线。但是由于转向架表面在加工过程中会不可避免的出现形变，因此，对转向架进行校直，对铁路运输有重要意义。

目前，关于平面校直的方法很多，其中由于液压系统因其体积小、易安装、功率密度大、可实现无级调速、响应快、可控制性强等诸多优点而被广泛应用于自动化领域。从液压系统的组成来看，它不仅具有动力元件、执行元件、还有控制元件，以实现对整机各种动作的控制。

发明内容

本发明提出了一种基于PLC的液压机控制系统，主要用于在加工或热处理过程中表面产生变形的工件，在保留原有手动工作模式基础上，通过应用三菱公司的GT Designer软件及工业触摸屏，实现了自动监控功能，液压机的运行工况可通过触摸屏来检测与改变。

本发明所采用的技术方案是。

所述控制系统主要由液压系统、电气控制系统及人机界面三部分组成。首先由上位机设定期望压力值，该压力在PLC中处理，运算后动作比例控制阀并产生工作压力，这时的压力值又经过传感器实时检测反馈给初始设定值，进行比较后再次送给中央处理器，从而实现了闭环控制，使压力控制过程更为精确。

所述液压系统机身由上横梁、滑块、工作台、立柱、锁紧螺母及调节螺母等组成，依靠4根立柱为支架，上横梁及工作台由锁紧螺母紧固于两端，滑块安装在上横梁与工作台之间。机器精度靠调节螺母及固定于上横梁上锁母来调整，滑块与主缸活塞杆由锁紧螺母联接，依靠四根立柱作导向上下运动。

所述动力系统是整个液压系统的源头，主泵装置安装在油箱顶部，由一台高压柱塞泵、一台电动机、一个联轴器、及主泵支架等部件组成。本系统设计为双泵工作，采用三相异步电动机Y2-225S-4拖动，总功率37kW，这样可以提高系统运行效率，减少能耗，且采用油泵插人油箱内的竖直安装型式，很大程度上减小了动力系统的占地面积，省去了大量的泵吸油管道及阀门，减少了系统的外泄漏环节，而且在油箱上设有油温油污检测器等液压辅件。主泵1支持液体最大工作压力为25 MPa，是一个高压、大流量恒功率泵(压力补偿)变量泵，辅助泵2主要用于供给电磁阀的控制油流，是一个低压小流量泵，其压力大小由溢流阀5调整，可控油在通过可控单向阀12并将其控制活塞推动后，才能通往其他阀件。

所述控制系统的压力建立控制阀采用美国OMEGA公司的DBET6系列的直动式比例溢流阀，可以随输入电信号强度的变化改变电磁铁的磁力，从而改变弹簧的压缩量，使锥阀开启。但在实际操作中，因控制电压较小，需要加强外接电位计或PLG控制单元的信号输入，所以在比例阀前端安装了一种E-MI-AC型插头式电子放大器，元件最大功率消耗40W，供给最大电流2.7A，用户可以通过其内部发生器与配用的比例阀统调校准。

所述控制系统的PLC控制系统采用三菱FX1N PLC为主控核心，完成了所有I/O和上位机信号的接收，并根据内部程序设计进行运算处理，控制18路JZX-22F/4Z型继电器开关量，从而完成对液压机的校直控制。根据压制工艺的要求，本机设计有点动调整和半自动两种方式，其主要控制主缸的快速下行、慢速下行、保压、泄压以及回程等动作。另外，泵站主电路，滑台控制与润滑泵主电路主要采用模块化控制方案，这样可以达到集中监控，分散控制的目的。

所述PLC控制系统的下位机是由PLC实现电磁换向阀的控制，并把控制数据实时反馈给触摸屏，PLC通过FX2N-2DA模块完成液压系统各种回路的动作要求。PLC的直接控制对象为：比例溢流阀17；电磁换向阀6,7,9,10,11。同时，对于液压泵站、滑台拖动变频器及润滑泵主电路的控制，也单独设计出来，真正实现模块化管理。考虑到控制系统操作的直观简易性及安全性，增加了下行指示灯Y21；回程指示灯Y22；自动指示灯Y24；红外报警灯Y25及油温油污报警Y26等。

本发明的有益效果是：该控制系统是闭环控制，提高了控制精度，将它运用到平面校直机中，保证了系统的控制功能而且具有运行稳定可靠、性价比高、维护成本低等优势，加之触摸屏人机界面设计，在实际应用中有很高的推广价值。

附图说明

图1是本发明的基本控制原理图。

图2是本发明的液压系统原理图。

图3是本发明的系统方框图。

图4是本发明的PLC控制结构图。

图5是本发明的输出接线图。

图中：1-变量泵;z辅助泵;3, 4-滋流阀;5-调压阀;6-安全阀;7、8、9, 10, 11-电磁换向阀;12, 13-单向阀;14, 15, 16-插装阀(二通);17-比例监流阀;18, 19-插装阀(三通);20-压力表;21-充液阀;22-充液筒;23-主缸;24-节流阁;25-主缸滑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统主要由液压系统、电气控制系统及人机界面三部分组成。首先由上位机设定期望压力值，该压力在PLC中处理，运算后动作比例控制阀并产生工作压力，这时的压力值又经过传感器实时检测反馈给初始设定值，进行比较后再次送给中央处理器，从而实现了闭环控制，使压力控制过程更为精确。

如图2，液压系统机身由上横梁、滑块、工作台、立柱、锁紧螺母及调节螺母等组成，依靠4根立柱为支架，上横梁及工作台由锁紧螺母紧固于两端，滑块安装在上横梁与工作台之间。机器精度靠调节螺母及固定于上横梁上锁母来调整，滑块与主缸活塞杆由锁紧螺母联接，依靠四根立柱作导向上下运动。

液压缸动作分为快下、慢下、保压、泄压以及回程五个动作。YA16通电。比例溢流阀17得电，插装阀18关闭，系统建立压力，由上位机设定的参数控制系统高压。YA1通电。电磁换向阀9换向，开启插装阀14，压力油经单向阀13进入主缸上腔，同时YA1并接的主缸下腔支撑电磁阀11接通，插装阀16开启，使得系统来油能够推动主缸活塞杆顺利下行。YA4通电。泵2接通，使液压油缸的下行以双油泵工作。YA2通电。电磁换向阀8换向，使插装阀19开启，使滑块处于无支承状态，在重力作用下向下运动。经双泵供来的油液远远不能满足主缸上腔容积变化的需要，于是在主缸上行中产生负压，使得充液阀21开启，充液筒中的油液补入主缸上腔，以满足容积变化的要求。

如图3，动力系统是整个液压系统的源头，主泵装置安装在油箱顶部，由一台高压柱塞泵、一台电动机、一个联轴器、及主泵支架等部件组成。本系统设计为双泵工作，采用三相异步电动机Y2-225S-4拖动，总功率37kW，这样可以提高系统运行效率，减少能耗，且采用油泵插人油箱内的竖直安装型式，很大程度上减小了动力系统的占地面积，省去了大量的泵吸油管道及阀门，减少了系统的外泄漏环节，而且在油箱上设有油温油污检测器等液压辅件。主泵1支持液体最大工作压力为25 MPa，是一个高压、大流量恒功率泵(压力补偿)变量泵，辅助泵2主要用于供给电磁阀的控制油流，是一个低压小流量泵，其压力大小由溢流阀5调整，可控油在通过可控单向阀12并将其控制活塞推动后，才能通往其他阀件。

压力建立控制阀采用美国OMEGA公司的DBET6系列的直动式比例溢流阀，可以随输入电信号强度的变化改变电磁铁的磁力，从而改变弹簧的压缩量，使锥阀开启。但在实际操作中，因控制电压较小，需要加强外接电位计或PLG控制单元的信号输入，所以在比例阀前端安装了一种E-MI-AC型插头式电子放大器，元件最大功率消耗40W，供给最大电流2.7A，用户可以通过其内部发生器与配用的比例阀统调校准。

如图4，PLC控制系统采用三菱FX1N PLC为主控核心，完成了所有I/O和上位机信号的接收，并根据内部程序设计进行运算处理，控制18路JZX-22F/4Z型继电器开关量，从而完成对液压机的校直控制。根据压制工艺的要求，本机设计有点动调整和半自动两种方式，其主要控制主缸的快速下行、慢速下行、保压、泄压以及回程等动作。另外，泵站主电路，滑台控制与润滑泵主电路主要采用模块化控制方案，这样可以达到集中监控，分散控制的目的。

如图5，PLC控制系统的下位机是由PLC实现电磁换向阀的控制，并把控制数据实时反馈给触摸屏，PLC通过FX2N-2DA模块完成液压系统各种回路的动作要求。PLC的直接控制对象为：比例溢流阀17；电磁换向阀6,7,9,10,11。同时，对于液压泵站、滑台拖动变频器及润滑泵主电路的控制，也单独设计出来，真正实现模块化管理。考虑到控制系统操作的直观简易性及安全性，增加了下行指示灯Y21；回程指示灯Y22；自动指示灯Y24；红外报警灯Y25及油温油污报警Y26等。

Claims

1.一种基于PLC的液压机控制系统，其特征是：所述控制系统主要由液压系统、电气控制系统及人机界面三部分组成，首先由上位机设定期望压力值，该压力在PLC中处理，运算后动作比例控制阀并产生工作压力，这时的压力值又经过传感器实时检测反馈给初始设定值，进行比较后再次送给中央处理器，从而实现了闭环控制，使压力控制过程更为精确。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的液压机控制系统，其特征是：所述液压系统机身由上横梁、滑块、工作台、立柱、锁紧螺母及调节螺母等组成，依靠4根立柱为支架，上横梁及工作台由锁紧螺母紧固于两端，滑块安装在上横梁与工作台之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的液压机控制系统，其特征是：所述动力系统是整个液压系统的源头，主泵装置安装在油箱顶部，由一台高压柱塞泵、一台电动机、一个联轴器、及主泵支架等部件组成。

4.根据权利要求1所述的一种基于PLC的液压机控制系统，其特征是：所述控制系统的压力建立控制阀采用美国OMEGA公司的DBET6系列的直动式比例溢流阀，可以随输入电信号强度的变化改变电磁铁的磁力，从而改变弹簧的压缩量，使锥阀开启。

5.根据权利要求1所述的一种基于PLC的液压机控制系统，其特征是：所述控制系统的PLC控制系统采用三菱FX1N PLC为主控核心，完成了所有I/O和上位机信号的接收，并根据内部程序设计进行运算处理，控制18路JZX-22F/4Z型继电器开关量，从而完成对液压机的校直控制。

6.根据权利要求1所述的一种基于PLC的液压机控制系统，其特征是：所述PLC控制系统的下位机是由PLC实现电磁换向阀的控制，并把控制数据实时反馈给触摸屏，PLC通过FX2N-2DA模块完成液压系统各种回路的动作要求。