PLC直接控制的电液步进液压缸

　　O 引言

　　数字式电液步进液压缸是由步进电机和液压力放大器组成的，其输出力可达上万牛顿。因此，常用于重型精密机械的伺服进给系统中，如轧钢机的压下机构和轧辊磨床的进给机构。液压力放大器是一个直接位置反馈式液压伺服机构，由控制滑阀、液压缸和螺杆-螺母反馈机构组成，见图l。当步进电机在输入脉冲的作用下转过一个步距角时，经齿轮带动滑阀的阀芯旋转，由于活塞尚未移动使滑阀的阀芯产生一定的轴向位移，阀口打开，压力油进入液压缸使活塞外伸同时反馈螺母带动滑阀的阀芯退回零位，活塞停止运动。如果连续输入脉冲电液步进液压缸即按一定的速度外伸，改变输入脉冲的频率即可改变活塞的速度。

　　图1

　　电液步进液压缸是增量式数字控制电液伺服元件，即步进电机作电信号一机械位移的转换元件。图2是增量数字控制电液伺服元件的控制方框图。微机发出控制脉冲序列经驱动电源放大驱动步进电机运动：步进电机的运动严格与液压力放大器的运动成比，即微机的控制脉冲严格控制电液步进液压缸的运动：电液步进液压缸的位移与控制脉冲的总数成正比；而电液步进液压缸的运动速度与控制脉冲的频率成正比 因此，电液步进液压缸的控制就在于步进电机的控制 步进电机可以采用微计算机或可编程控制器(PLC)进行控制。PLC具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点。因而目前绝大部分采用液压传动的系统，如大型组合机床、加工中心、轧钢机的压下机构和轧辊磨床的进给机构等均采用PLC控制技术；而电液步进液压缸的PLC控制只占用PLC的3～5个I／O接口及几十Bit的内存，且可以省去电液步进液压缸的控制微机使控制系统简洁、成本显著下降，可靠性大大提高，更显示出其卓越的性能。

　　图2

　　1 电液步进液压缸的PLC控制方法

　　电液步进液压缸的控制主要有三个因素：

　　(1)活塞行程控制。由电液步进液压缸的工作原理和特性可知电液步进液压缸的活塞位移正比于所输入的控制脉冲个数；因此可以根据电液伺服机构的位移量确定PLC输出的脉冲个数：

　　n＝ΔL/δ　　(1)

　　式中：△L — 电液伺服机构的位移量(mm)；

　　δ— 电液伺服机构的脉冲当量(mm／脉冲)。

　　(2)活塞速度控制。电液步进液压缸的活塞速度取决于输入的脉冲频率；因此可以根据电液伺服机构的速度，确定其PLC输出的脉冲频率：