车床液压系统PLC控制系统设计

发布者:红尘清梦最新更新时间:2016-12-31 来源: e-works关键字:PLC  控制系统  车床 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

引 言

  在机械工业中,传统普通车床仍占有相当比例,其中部分车床采用液压系统来控制刀具的自动切换,机床电气控制部分多应用继电器——接触器控制来实现,这类系统元器件多,体积大,连线复杂,可靠性和可维护性低,故障率高,工作效率低,而随着计算机技术、电子技术等的发展,计算机控制技术在液压传动控制中也得到了广泛的应用。以计算机技术为核心的PLC(可编程序控制器)具有抗干扰性强,运行可靠等诸多优点在工业自动化领域已被广泛应用。本文即是利用PLC控制技术,对传统液压回路进行系统控制设计,变传统电气控制为PLC控制。

1 工作原理

  1.1车床液压控制回路的液压元件构成

  此车床液压控制回路主要由以下原件组成:左夹紧液压缸用于夹紧工件和卸下工件,中横向进给液压缸带动刀具横向进给,右纵向进给液压缸带动刀具纵向进给,6个电磁换向阀控制进给液压缸的前进与后退,2个调速阀控制进给液压缸进给速度,双联泵提供液压油输出,另外采用3个单向阀控制液压油流动方向,减压阀和压力继电器监控夹紧缸的油压。

  1.2 车床液压控制回路的工作原理

  液压控制回路如图1所示,其作用主要是能够控制车床完成完整的切削加工过程,并且工作一个循环,分为8个步聚:1、装件夹紧;2、横快进;3、横工进;4、纵工进;5、横快退;6、纵快退;7、卸下工件;8、原位停止;各步骤的切换分别由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7控制,具体工作循环如图2所示。行程开关用于控制液压回路中6个电磁换向阀电磁铁的通电与否,进而改变液压油流向,影响液压缸实现动作顺序,完成切削过程。断电情况如表1所示。

 
图1 车床液压控制系统
 

  (1)装件夹紧。接通液压回路电源,按下启动按钮SB1,电磁铁6YA、7YA通电,5YA失电,两阀右位接人液压回路,双联泵左侧高压小流量泵提供高压液压油,保证夹紧力;此时夹紧液压缸右腔进油,活塞左移,完成工件的夹紧。

  (2)横快进。活塞左移到一定位置,工件夹紧后,压下行程开关SQ1,此时7YA断电使双联泵右侧低压大流量泵提供大流量液压油,1YA通电使该阀左位接通,横向进给液压缸下腔进油,带动刀具快进,实现横向快进动作。

 
图2 工作循环图

  (3)横工进。当横向进给液压缸到达切削加工区域时,压下行程开关SQ2,此时电磁铁1YA、3YA、6YA、7YA通电,此处快速油路切断,液压油从其右侧调速阀经过,从而控制横向液压缸进给速度,完成横向工进,对工件进行横向切削加工。

  (4)纵工进。横向进给液压缸到达一定位置时,压下行程开关SQ3,此时电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、6YA、7YA通电,纵向进给液压缸右腔进油,回油从调速阀经过,液压缸带动刀具进行纵向切削加工,完成纵工进给动作。

  (5)横快退。纵向切削加工完成后,进给液压缸压下行程开关SQ4,IYA、3YA、7YA断电,使双联泵低压大流量提供液压油,横向液压缸带动刀具快速后退。

  (6)纵快退。横快退完成后,液压缸压下行程开关SQ5,此时电磁铁2YA、4YA断电,使两阀右位接通,纵向进给液压缸左腔进油,带动刀具完成纵向快速后退动作。

  (7)卸下工件。纵快退动作完成后,液压缸压下行程开关SQ6,此时电磁铁5YA、7YA得电,6YA断电。使双联泵左侧高压小流量泵提供高压液压油,保证卸下工件动作平稳进行;完成卸下工件动作。

  (8)原位停止。卸下T件后,活塞杆退回原位,压下行程开关SQ7,此时所有电磁铁都断电,液压系统恢复原始停止状态。


2 PLC控制系统设计

  PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

  目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,在各个领域的应用都得到了广泛的发展。PLC具有自己的特点:1、可靠性高,抗干扰能力强;PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时问高达30万小时。2、配套齐全,功能完善,适用性强;现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。目前已经渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。3、易学易用,深受工程技术人员欢迎;PLC作为通用工业控制计算机,接口容易,编程语言简单,容易掌握。4、系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造;5、体积小,重量轻,能耗低 。

  本设计采用三菱FX2N-32MR型PLC进行控制设计。

  2.1 液压回路控制系统硬件设计

  系统中输入信号由行程开关及按钮产生,其中按钮SB1控制系统启动,按钮SB2控制系统停止;输出信号主要控制液压回路中的7个电磁阀。PLC硬件具体输入输出分配如表2所示。

 

  2.2 液压回路控制系统软件设计

  根据前文所述的控制要求,可绘制出PLC梯形图如图3所示。

 
图3 PLC 控制梯形图

3 结束语

  对传统的液压回路控制由继电器——接触器控制系统变为PLC控制,可充分利用PLC控制的优点,增加控制的灵活性。让电磁阀与计算机相联接,可实现数据处理的自动化,使得自动化程度越来越高。PLC控制系统具有很好的柔性,特别是改变工艺路线时,只需改变控制程序,系统元件不需重新安装,不需改变电气控制柜中继电器硬接线逻辑,投资较少,灵活性大大提高,故障率低,使用起来更加方便。


关键字:PLC  控制系统  车床 引用地址:车床液压系统PLC控制系统设计

上一篇:基于PLC的液压机械手的控制系统
下一篇:PLC程控系统的程序调试

推荐阅读最新更新时间:2024-05-03 00:57

基于ARM控制器的渗炭炉温度控制系统的设计
渗碳过程工件质量主要取决于对温度的控制,当今市场中温度控制成型的产品均以单片机为控制器。由于一般单片机的速度比较慢,更重要的是其ROM和RAM空间比较小,不能运行较大程序,而基于多任务的操作系统需要的任务堆栈很多,需要的RAM空间很大,故其在发展上受到了很大限制。其欢在开发环境上,DSP需要开发用的仿真器,其价格比较贵,因此本设计排除了使用DSP。ARM系列的ARM7TDM1核嵌入式处理器目前应用得较多,价格比较低,性价比较好,还有免费的开发工具ARM SDT,再配以简单的JTAG仿真器,就可以运行嵌入式开发,因此本设计选用韩国三星公司的S3C44BOX芯片作为主控制器。 1 Samsung S3C4480X芯片简介 Samsu
[应用]
PLC有什么作用
  简单来说PLC就是可编程控制器,在各个行业中发挥着巨大的作用,常见的PLC有以下三个部分组成,分别是输入单元、CPU和输出单元,   假设我们有一个按钮和一个电机。该如何通过PLC来电机运动呢?我们将开关连接至输入单元,电机连接到输出单元,当我们按下按钮,输入单元将启动信号传输至是CPU;此时CPU将处理好的数据传输至输出单元;输出单元驱动电机运转;当我们再次按下按钮,电机就停止运动。   ★PLC是将传统的继电器控制技术、微型计算机技术和通信技术相融合,专为工业控制而设计的专用控制器,是计算机化的高科技产品,其价格相对比较高(至少在数千元以上)。所以在确定控制系统方案时,首先应该考虑是否有必要采用PLC控制。如果控制
[嵌入式]
IP组播技术在分散控制系统(DCS)中的应用
1引言 随着经济全球化发展,分散控制系统(DCS)逐步形成融合信息技术(IT)、集成多种总线、采用功能安全技术集管控、仪控、电控一体化方向发展。同时对分散控制系统(DCS)应对复杂大型系统架构和超大容量的数据交互提出更高要求。 IP组播的技术和应用开始快速发展。对分散控制系统(DCS)的超大容量的数据交互提供了新的思路。本文通过采用视频会议常用到的IP 组播技术来提高分散控制系统(DCS)数据传输的实时性、准确性,优化系统网络结构, 以获得更好的经济效益. 2 IP组播 2.1组播传输的优点 在IP网络中TCP/IP 传送方式有3 种: 单播, 广播, 组播。 传统的单播和广播的通信方式均不能以最小的网络开
[嵌入式]
基于单片机的医疗点滴输液控制系统设计
摘要:本文根据 51 系列的单片机,设计了一套控制医疗点滴输液的系统。通过本系统,可以控制输液速度,并对储液瓶里面液体的高度进行监控,如果液体到达警戒线的时候发出警报。利用单片机完成对数据的收集、处理和控制。这样系统的诞生加速了医疗器械自动化的进程,同时自身也具有结构简单、成本低、易于控制等优点,提高了医院服务的质量。   随着自动化的进行,单片机的应用越来越广。传统的医院打点滴的时候使用的是人工监控点滴输液装置器,利用势能差将液体输入到病人的体内,同时还利用软管夹对软管夹的松紧程度来控制液体输入人体的速度。这样的话,就需要医护人员实时的来关注病人的输液情况。这种方式怎么变得自动化是现在要解决的问题。本文就介绍了基于单片机的
[医疗电子]
西门子PLC串口通讯方法
1、RS485 串口通信 第三方设备大部分支持,西门子S7 plc 可以通过选择自由口通信模式控制串口通信。最简单的情况只用发送指令 (XMT )向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况,都必须通过 S7 PLC 编写程序实现。当选择了自由口模式,用户可以通过发送指令(XMT )、接收指(RCV)、发送中断、接收中断来控制通信口的操作。 2、PPI 通信 PPI 协议是S7-200CPU 最基本的通信方式,通过原来自身的端口 (PORT0 或 PORT1)就可以实现通信,是 S7-200 CPU 默认的通信方式。PPI 是一种主-从协议通信,主-从站在一个令牌环网中。在CPU内用户网络读写指令即可,也就是说网络读写
[嵌入式]
PLC数据采集的实现方法
  在工业的信息化、智能化,甚至工业4.0的大潮中,很多高级算法都是由上位机、云来实现,那么PLC数据采集是最基本的前提条件之一。   面对这种需求,新的PLC大都开始支持以太网(以前的串口局限性太大了),有的甚至在CPU上直接设置以太网接口,编程,数据传输,都可以通过这个端口来搞定,不再需要增加一个以太网接口卡。   硬件有了,要实现数据的采集,还需要软件,从软件上来说,实现方式大概有以下几种:   1、PLC编程,与外部建立以太网连接,通过收发指令进行数据交换:   为了实现这种方式,可能需要通过硬件配置来建立连接通道,然后再由用户自己编程进行收发。要想顺利完成这种通讯和调试,需要一位既懂计算机编程,又懂PLC编程调试
[嵌入式]
浅谈PLC控制伺服的过程
不管是伺服电机还是其他的什么变频电机、步进电机,它们都能通过总线被PLC控制,毕竟人家PLC就叫可编程逻辑控制器,它是控制器。那,PLC控制伺服的过程是怎样的呢?简单的来聊聊。 我们知道,伺服电机的组成部分主要有三个,即驱动器、编码器以及运动电机。编码器又分成磁编、光编等多个种类,控制精度各不相同。运动电机目前主要分为直流的和交流的,直流里面有碳刷,交流里的没有。在实际的工作中,PLC通过总线将控制信号传递到伺服驱动器上,控制信号里可能包含了转矩信息、转速信息又或者是位置信息。 接收到控制命令的驱动器立即发出指令脉冲给运动电机,电机就按照命令内容做出具体的行为。在电机工作的同时,它也会产生一个脉冲反馈给驱动器。注意,现在有
[嵌入式]
HQ-1型温室智能控制系统
    摘要: 针对设施农业全自动控制的需要,研制了HQ-1型温室智能控制系统。该系统以PC机为上位机,单片机系统为下位机,实现了对温度、湿度、光照强度、CO2浓度、pH值、EC值、液位等24路模似量的数据采集,以及天窗、遮阳网、通风机、补光灯等21路状态开关量的检测和自动控制。     关键词: 温室 单片机 数据采集 智能控制 如何发展适合在中国广大农村推广普及的先进的设施农业是提高我国设施农业总体技术水平的一个急待解决的问题。设施农业的全自动控制系统是体现总体技术水平的一个重要标志,降低系统的总体成本、提高系统的可靠性成为发展设施农业的一个关键问题。为提高温室技术水平,自1970年以来,国内一些省市先后
[应用]
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved