可編程序控制器實現三維工作臺聯動液壓系統的控制

摘 要：通過對液壓機的三維工作臺聯動液壓系統工作過程的分析，采用FX2N-64MR可編程序控制器，對原繼電器-接觸器控制系統進行技術改造，分析利用可編程序控制器設計控制系統的方法和步驟，實現對三維工作臺聯動液壓系統的手動/自動控制；應用可編程序控制器控制后，降低了控制設備的故障率，提高了控制設備的可靠性和穩定性。

關鍵詞：可編程序控制器；三維工作臺聯動；液壓系統；控制設備

中圖分類號：TP272文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)24-169-03

Programmable Logic Controller of 3D Workstations Linked Hydraulic Control System

SHAO Maidun，YAO Xudong

(Luoyang Institute of Science and Technology，Luoyang，471023，China)

Abstract：Based on a hydraulic machine 3D workstations linked hydraulic system process analysis，a FX2N-64MR PLC is used，the original relay-access control system for technological transformation，the use of PLC control system design methods and steps to achieve the 3-D workstations linked hydraulic system manual / automatic control are realized.Applying programmable controller，the control equipment to reduce the failure rate and improve the reliability of the control equipment，and stability.

Keywords：PLC;3D workstations linked;hydraulic control system;control equipment

1 引 言

三維工作臺聯動在一些大型加工機床中應用較多，實現x，y，z三方向的加工聯動，運動過程復雜。特別是一些老設備，原來采用繼電器-接觸器、電磁鐵液壓控制系統，控制設備中應用了大量的中間繼電器，控制設備體積大；由于環境條件差，設備故障率高，維護工作量大，給生產造成一定的影響。若采用可編程序控制器控制后，工作穩定、可靠性高，故障率大大降低，且控制投入成本底，控制程序修改方便，提高設備控制的自動化程度，并能取得一定的經濟效益。下面通過一具體液壓機三維工作臺聯動液壓系統的工作過程，分析應用三

菱可編程序控制器FX2N-64MR實現控制的設計過程。

2 工作過程

該液壓系統有6個液壓缸同時工作，分別控制3個工作臺做上、下、左、右、 前、后6個方向的移動，通過各電磁閥分別連通工作缸，保持等量供油使活塞等速前進，以保證各工作臺同時運動。同時向主機中心工作室加壓，使主機中心工作室形成一個超高壓腔體。以通過電加熱系統，在超高壓腔體內產生高溫、高壓環境。其控制方式分為自動和手動方式。在檢修和調整設備時，把手動/自動轉換開關K搬到“手動”位置，此時各動作都不能連續運行；可手動調整各工作臺位置，也可分別點動控制各個工作臺的運動。

按下SB1起動主油泵電動機后，按下按鈕SB3，（右、前、上）工作臺空程快速前進，當x，y，z方向工作臺分別碰到行程開關（SA1，SA2，SA3）時，工作臺暫停，開始充液（延時3 s）后繼續前進加壓；當一次壓力傳感器SP1 動作時，進入加熱、保壓、超壓狀態，超壓壓力到時;二次壓力傳感器SP2動作，停止加壓并延時10 s時間后，進入二次超壓;當超壓壓力傳感器SP3動作時，保壓延時35 s，增壓器卸壓，停止加熱，增壓器回程，當增壓器碰到行程開關SA4后，工作臺回程，當工作臺分別碰到SA1，SA2，SA3時轉入快速返回，返回到原位分別碰到行程開關SA5，SA6，SA7 后停止，控制系統恢復到通電時的初始狀態，完成一次工作循環。

3 輸入/輸出信號地址表

根據控制過程要求和電磁閥電磁鐵動作表如表1所示，及三菱系列可編程序控制器的編程規則^［1］，設置輸入控制信號、輸出控制信號的地址對應表^［2-4］。

輸入控制信號地址表2所示，輸出控制信號地址表如表3所示。

4 設計電氣控制線路接線圖

根據輸入／輸出信號的地址表， 可編程序控制器FX2N-64MR的外部接線原理^［1-7］，畫出其控制線路接線圖如圖1所示。

5 設計梯形圖控制程序

根據控制過程要求和電氣控制接線圖及三菱系列可編程序控制器的編程規則，設計其梯形圖控制程序如圖2所示。

說明：原位檢測行程開關SA5，SA6，SA7選用自動復位型的直壓式撞擊型，原位時被壓常開觸點閉合;增壓器回程檢測行程開關SA4為非自動復位的滾輪撞擊型行程開關，在增壓器前進時被撞擊一次，增壓器返程時再次被撞，從而使增壓器轉入快速回程;行程轉換開關SA1，SA2 ，SA3選用自動復位型的滾輪撞擊型行程開關。

6 結 語

該三維工作臺聯動控制液壓系統過程較復雜，實際的應用環境差。而采用繼電器-接觸器控制系統，使用很多中間繼電器和電磁鐵，電器控制柜體積大，控制設備故障率高，改變控制工藝；改用可編程序控制器控制后，控制設備體積小、工作穩定可靠，故障率大大降低，對提高設備生產效率、降底生產成本、保障生產順利進行取得了一定的經濟效益。

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作者簡介 邵麥頓 男，1964年出生，副教授。主要從事電氣控制的研究工作。

姚旭東 男，1959年出生，副教授。主要從事電子電路研究的工作。