基于PLC的压块机液压控制系统的设计与应用

基于PLC的压块机液压控制系统的设计与应用

李明国

山东东方明锐物资有限公司   山东省滨州市256500

摘要：在科技进步的今天，自动化已成为一种必然趋势。PLC是一种新型的工业控制系统，它以其可靠度高、技术含量高等特点，被广泛地推广和应用。目前， PLC控制系统作为一种较为先进的技术，可以完全取代传统的电力控制系统，从而可以充分地保证高的精度、高的控制和高的可靠性，在保证工业生产效率和自动化生产质量的同时，可以提高系统的实用性，从根本上降低系统出现故障的几率。

关键词：PLC；液压系统；PLC控制系统

引言

液压系统是一种强烈的非线性、大惯量的非线性系统。为了改善常规液压控制系统的性能，改善它的操作接口，本文构建并介绍了一种以可编程控制器为基础的液压控制系统。

一、液压系统硬件结构及工作原理

传统液压控制系统仅采用单油缸，但其工作距离大，通常单油缸工作距离在0.6-60 MPa之间，与其回弹特性的构造存在较大区别。目前，中、高里程（20-60MPa）的测压仪已经能够完全满足生产需求。然而，一旦检测到20 MPa到10 MPa范围内的信号时，很容易出现“超调”现象，甚至连软件更新都不能完全解决。所以，在对原有油缸进行硬件设计时，可在原有油缸的基础上添加一小油缸，并将其通过压控设备与系统连接，形成具有辅助作用的压力源。在油压控制系统运行时，二者可以有效地协同工作，实现对油压的有效控制。实践证明，大圆柱与小圆柱的截面比例可达到4:1，有效行驶距离小于250毫米。在实际工作中，我们发现，小缸体输出的压力只有1-2 MPa，但是与实际压力表所示的冲程范围相差很大，不能完全符合要求。

其工作原理为：在液压控制系统中，采用步进电动机作为驱动装置，通过调整步进电动机的传动装置，降低步进电动机本身的速度，提高系统的输出扭矩；耦合器主要用于传动装置与螺杆的连接；所述的丝杆和所述的活塞是互连的；将步进电动机的连轴旋转动力转化为丝杆连接活塞的纵向伸缩运动，从而可以对腔体内部的实际容积进行充分的调整。进而实现了对腔体内部油压的充分调节。目前，海洋、高原等高海拔环境下的设备难以实现上述两种状态，不仅影响设备的工作效率，而且对设备的可靠性与安全性也有较大影响。因此，本项目拟研究一种可自主监测其自身平衡状况，并可实时调节的工作装置，以保证其在特定工况下的稳定性。

二、PLC的特点

1，程序编制简单

可编程序控制器的设计一向遵循简洁至上的原则，大多使用了简单易懂的梯形语言及程序语言。这门设计语言比较好学。这一点，他很清楚。特别是一些小的 PLC。该方法仅要求对电路、逻辑等基本知识有一定的了解。对电脑语言的要求很低，适用于现场的技术人员。

2、控制系统构成简单、通用性强

尽管 PLC的类型和模式各不相同，但它的普遍性却很强。其产品可应用于多种控制系统，在确定了 PLC的配置和1/O的外部接线后，可根据控制的需要对系统的功能进行调整，无需过多的硬接线。更何况。PLC既可以直接与220 V交流电相连，也可以与24 V直流电相连，不需要电压变压，可编程序控制器具有较大的负载容量和较高的实用价值。

3、抗干扰能力强、可靠性高

可编程控制器也有很强的抗干扰能力，它主要用于工控系统。在设计之初，它就已经考虑到了工厂比较恶劣的环境， PLC采用了多层次的抗干扰技术来保证 PLC的正常运作，为了保证良好的运行，还配备了精密的元件，这让 PLC能够正常工作20000个小时，这也是许多电气设备所不能做到的。在工业生产中，控制设备的故障是非常忌讳的，所以 PLC采取多种抗干扰措施，也是为了保证生产的效率。在硬件上，可编程控制器采用了隔离、滤波等技术，对其进行了抑制。此外，为了使 CPU与外界线路隔离开来。在可编程控制器中，利用光电耦合器进行信号传输，从而降低了外界干扰对可编程控制器性能的影响。此外，在 PLC的供电线路及输入、输出假象上，也采取了各种方法，以减少高频干扰。就软件而言。PLC能够通过其自身的诊断程序和故障检测程序对装置的工作状态进行检查。

三、液压自动平衡系统的设计

单侧17号结点，对油缸的工作速率进行控制；所述液压缸中的压力，可由所述液压锁第十六个控制结点牢牢锁定在所述液压缸中；利用电磁式减压阀第十一个控制节点，能够充分地发挥出系统卸载和稳压的功能；利用12号比例流阀的控制结点，可以对进口气缸进行最大限度的调整，使四个气缸同时工作，并可以将系统调整到最优的工作状态；当4个电磁转向阀第15控制节点分别向4个液压缸作出伸展和收缩的调节时，4个液压缸的活塞杆与平衡控制系统的工作表面相互连接，通过液压缸的活塞杆作出的伸缩调节，可以全面控制平衡系统的实际工作状态。

四、PLC控制系统的具体设计

FX3U-48MR型控制设备，三菱GS2107-WTBD型智能显示界面，压力传感器，倾角传感器，高功率直流开关，电磁变换器，以及其它一些产品。另外，在对 PLC控制系统进行具体的设计时，我们可以将目前较为先进的人工智能技术应用于 PLC控制系统的设计中，这样既能确保 PLC控制系统的效率，又能提高其精度。当系统启动时，控制系统处于非工作状态，控制平台保持在水平位置。一般来说，台面都是从基座开始，然后向四周倾斜。而在平台向任意一个方向倾斜的时候，传感器可以充分地检测到实际的倾角和信号，并可以利用其自身所携带的通信情况，将这些信息传递给 PLC自动控制系统，进而获得相应的倾斜参数。在对这些信息进行数据处理后，再输出相应的控制指令，最终实现系统的平衡。

五、总结

PLC应用于流体机械的控制系统，是对流体机械的电控系统和液压系统进行改造，以实现其基本动作。在此基础上，提出了一种利用触摸屏对安全阀进行控制，并对其进行控制的方法。对于压边应力的控制，可以采取各种恒定形式，也可以采取随位移而改变的方法。分析了系统的阶跃响应。结果表明，系统的稳定性、精确性和快速性都较好地满足了控制的要求。对可变压边力的控制结果进行了对比分析，结果表明，可编程控制器对可变压边力的控制效果很好。水压机的液压系统和 PLC的改造费用大约在1万元左右，与购买新的机器相比，节约了大量的资金。最大限度地使用可获得的资源，降低投入。

参考文献

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