基于PLC控制的液压控制系统

　　1　前言(Introduction)

　　目前PLC在工业生产过程控制自动化和传统产业技术改造等方面得到了广泛应用，与传统的继电器控制相比，PLC具有控制系统构成简单、可靠性高、通用性强、抗干扰能力强、易于编程、体积小、可在线修改、设计与调试周期短、便于安装和维修等突出优点，而且一般不需要采取什么特殊措施，就能直接在工业环境中使用，更加适合工业现场的要求，使用PLC控制液压控制系统能提高系统的整体性能，具有较明显的优越性。本文介绍基于PLC控制的某液压机械手的典型液压控制回路及其PLC控制方法。

　　2 控制要求分析(Analysis of control demands)

　　在生产现场工作开始后，机械手在一个工作循环中需要依次完成以下顺序动作：下降、夹紧、上升、左移、下降、松开、上升、右移(共8个顺序动作)，这是一个典型的顺序控制问题。采用PLC实现机械手的自动循环控制，需要在某些动作位置设置位移传感器或行程开关来检测动作是否到位，并确定从一个动作转入到下一个动作的条件。根据机械手的动作要求，选用3个液压缸来完成该8个顺序动作：升降缸1在工件两个位置(原位与目标位置)上方的下降和上升运动，移动缸2的左移和右移运动，夹紧缸3的夹紧和松开动作。缸1下降或上升到位时应停止运动，缸2左移或右移到位时也应停止运动，故需分别设置一行程开关S1、S2、S3、s4。根据机械手的动作过程和要求，绘制出系统的控制功能流程图，如图1所示。

　　图1

　　3 液压系统图(Hydraulic scheme)

　　根据机械手的动作要求和工作循环设计出液压系统图，如图2所示：

　　图2

　　按下启动按钮，电磁铁IDT得电，阀4左位接人，液压泵9输出的压力油经阀4左位接入升降缸1的上腔，其活塞向下运动，推动机械手下降(动作①右位下降)；当缸1下降到下限位置，压下行程开关S1，使得电磁铁1DT断电，阀4切换至中位(0型中位机能)，缸1停止在下限位，而电磁铁5DT得电，阀8左位接入，泵输出的压力油经过单向阀6、减压阀7进入夹紧缸3的上腔，推动其活塞下移夹紧工件(动作②夹紧)；夹紧工件后，当缸3上腔压力达到减压阀7的调定压力时，压力继电器11动作发出信号，控制电磁铁2DT得电，阀4的右位接入系统，推动缸1向上运动(动作③右位上升)；缸1上升到上限位置时，压下行程开关S2，电磁铁2DT断电，阀4切换到中位，缸1停止在上限位，而电磁铁3DT得电(此时工件仍被夹紧，压力继电器11仍在动作)，阀5左位接入，缸2向左运动(动作④左移)；缸2左移到左限位置，压下行程开关s3．电磁铁3DT断电，阀5切图2换至中位，缸2停止在左限位，而电磁铁IDT得电，阀4左位接入系统，缸1向下运动(动作⑤左位下降)；缸1下降到下限位置，压下行程开关S1(此时缸2处于左限位置)，电磁铁5DT断电，阀8回复右位，缸3活塞上移放下工件于目标位置(动作⑥松开)；松开工件后，缸3油腔压力降低，压力继电器11复位，发出信号控制电磁铁2DT得电，缸1向上运动(动作⑦左位上升)；上升到上限位置，压下行程开关S1，电磁铁2DT断电，缸1停止在上限位置，同时电磁铁4DT得电，阀5右位接入，缸2向右移动(动作⑧右移)；右移到右限位置，压下行程开关s4，阀5切换至中位，缸2停止在右限位置(复位)。至此完成了机械手的8个自动控制动作，进入到下个动作循环。电磁铁动作顺序表如表1(“+”表示得电，“一”表示断电)所示。