基于PLC的铜线装载液压系统设计

　　引 言

　　随着生产效率的大幅度提高，铜线装载工序显得尤为重要，原来的叉车和起重机相结合的搬运方式严重影响产品的生产速度，现采用PLC控制的液压系统操纵控制方便、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。PLC能够提供高速的传输，PLC提供“即插即用”，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络。

　　1 SIMATIC S7-300 简介

　　S7-300 具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数函数和 PID 运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多，西门子S7-300 的电源和中央处理器的结构图，如图1 和图2 所示[1]。

　　电源PS307包括：24VDC指示、电压选择开关、24V 通/断开关、系统电压接线端子、24VDC 输出端子、系统电压和保护接地系统的接线端、直流24V输出电压接线端子;中央处理单元CPU的结构依次是指示灯SF—系统故障、BATE电池故障、DC5V指示、RUN/STOP;开关 RUN/RUN-P 、/STOP/MRE、MPI通讯接口、DP通讯接口、电源接线端子、存储卡插座、电池盒电源PS30。

　　2 装载平台的结构组成

　　铜线装载平台是用于将生产好的铜线顺利装载到运输车，它采用液压传动方式，能够实现自动实行升降，左右旋转移动，它的结构中含有驱动系统、控制系统、检测装置和执行机构，执行机构包括液压驱动的夹紧机构、升降机构和旋转机构，机械组成如图3所示。

　　3 设计流程

　　系统的设计要满足在初始状态下(水平液压缸处3 设计流程系统的设计要满足在初始状态下(水平液压缸处于伸出位置，升降液压缸处于上升，抓手松开状态)，按启动按钮，系统首先检测是否有铜线，如果装置中没有铜线，则发出报警信号(按消警按钮可以消除报警)，有铜线后按启动按钮，则水平液压缸缩回，升降液压缸下降，抓手紧缩，液压缸上升，水平液压缸伸出后再下降，触下降限位开关，松开抓手将铜线放入装载装置中[2]，接下来进行下一次循环，其流程图如图4所示。

　　图4 装载系统设计流程图

　　4 液压系统的设计原理

　　铜线装载液压系统原理图，如图5所示。

　　为了满足以上的控制要求，系统采用双向液压马达实行工件的往返走位，其中小流量液压泵执行空载动作，大流量液压泵执行满载动作，双泵的最高压力分别由溢流阀设定并通过压力表观测，当系统各执行器的控制阀处于H型位时，各执行器的位置保持不变，系统保压，双泵卸，H型三位四通换向阀主要是实现液压泵的卸载，流回油箱，当夹紧装置靠近铜线材时，利用调速阀控制主动缸活塞的速度，以求实行平稳夹紧，为了使升降缸不因活塞和其他部件自重下滑，在缸的下部设置平衡阀让其开启压力稍高于升降缸的活塞和部件自重形成的下腔背压，同时用单向阀串接形成的液压锁对个液压缸实行紧缩控制，另外夹紧缸左右两侧的液压缸要求同步操作，串接的单向节流阀是为了实现液压缸的单向节流同步，采用的蓄能器是维持系统的压力，补偿系统的泄漏[3]。