PLC 的液壓滑臺控制系統(tǒng)設(shè)計
1.1 PLC 的選擇及I/O 分配表
PLC 是一臺工業(yè)控制專業(yè)計算機(jī)，有定時、計數(shù)、邏輯控制、及在線監(jiān)控等可控制的實(shí)現(xiàn)功能，PLC 可靠性高、操作方便，適合惡劣環(huán)境工作。除了PLC 應(yīng)用選擇能夠滿足控制要求同時，根據(jù)動力滑臺的工作需要、控制要求及實(shí)際I/O 點(diǎn)數(shù)要求，最后選擇PLC 型號為三菱FX2N-32MR。具體I/O 的點(diǎn)數(shù)分配情況，見表1。
表1 I/O 地址分配表
1.2 PLC 的外部接線圖
PLC 的外部接線圖如圖1 所示。應(yīng)用三菱PLC 所帶220V 電源做輸入信號的電源，輸入信號外接較少，選擇電磁閥的型號來確定輸出信號電源。本文中選擇24 V 電磁閥，可直接接入輸出回路。如果電磁閥的輸出功率較大，需在線圈兩端上接上二極管吸收回路，避免電流輸出回路的沖擊。
圖1 PLC 的外部接線圖
2 動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
如圖2 所示為動力滑臺的液壓控制系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)采用了葉片泵為雙定量和活塞為單桿液壓缸的液壓傳動技術(shù)。通常實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是:快進(jìn)→工進(jìn)→快退→原位停止。下面對其自動工作循環(huán)作簡單如下工作分析：
②動力滑臺工進(jìn)：當(dāng)動力滑臺快進(jìn)移動，并壓下行程開關(guān)SQ2 時，行程閥3 關(guān)閉。液壓泵1 輸出的液壓油經(jīng)閥7、調(diào)速閥4，進(jìn)入液壓缸的無桿腔，推動活塞缸左移，有桿腔回油經(jīng)過電液換向閥2、調(diào)速閥4 流回?zé)o桿腔，滑臺轉(zhuǎn)為工進(jìn)。
③動力滑臺快退：動力滑臺前進(jìn)到終點(diǎn)后，液壓系統(tǒng)壓力漸漸升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時，壓力繼電器14 閉合，發(fā)出信號使線圈KM1 斷開，線圈KM2 接通，右位的電液換向閥2 接通。液壓泵1 輸出的液壓油經(jīng)右位的電磁換向閥2 進(jìn)入液壓缸的有桿腔，使得活塞缸向左移動，無桿腔回油經(jīng)調(diào)速閥4、單向閥5、電磁換向閥2 直接流回油箱，滑臺快速退回。
④動力滑臺原位停止：滑臺退回原位時，并壓到行程開關(guān)SQ1，線圈KM2 電磁鐵斷電,電液換向閥2 不接通。液壓泵1 輸出的液壓油經(jīng)溢流閥9 直接流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。液壓缸內(nèi)無液壓油流入，活塞缸靜止，原位停止動力滑臺。
3 液壓動力滑臺PLC 的程序設(shè)計
PLC 控制設(shè)有手動和自動控制兩種工作狀態(tài)。調(diào)試時用手動工作方式，連續(xù)工作時用自動工作方式。根據(jù)上述分析，可在三菱PLC 編程軟件對控制系統(tǒng)進(jìn)行編程及監(jiān)控，程序可進(jìn)行模擬仿真，運(yùn)行正確后，設(shè)置好通訊參數(shù)，下載程序到FX2N PLC，液壓滑臺PLC 控制系統(tǒng)的梯形圖如圖3 所示。
圖3 PLC 控制的梯形圖
4 結(jié)論
通過實(shí)踐表明，采用PLC 對液壓滑臺系統(tǒng)的運(yùn)行控制，克服了繼電器可靠性運(yùn)行差，響應(yīng)時間反應(yīng)慢的缺點(diǎn)，該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，控制系統(tǒng)設(shè)計簡單，改善控制系統(tǒng)復(fù)雜的控制要求，能夠滿足液壓動力滑臺在機(jī)床上的應(yīng)用需求，提高機(jī)床機(jī)械加工工作效率。
1.1 PLC 的選擇及I/O 分配表
PLC 是一臺工業(yè)控制專業(yè)計算機(jī)，有定時、計數(shù)、邏輯控制、及在線監(jiān)控等可控制的實(shí)現(xiàn)功能，PLC 可靠性高、操作方便，適合惡劣環(huán)境工作。除了PLC 應(yīng)用選擇能夠滿足控制要求同時，根據(jù)動力滑臺的工作需要、控制要求及實(shí)際I/O 點(diǎn)數(shù)要求，最后選擇PLC 型號為三菱FX2N-32MR。具體I/O 的點(diǎn)數(shù)分配情況，見表1。
表1 I/O 地址分配表
1.2 PLC 的外部接線圖
PLC 的外部接線圖如圖1 所示。應(yīng)用三菱PLC 所帶220V 電源做輸入信號的電源，輸入信號外接較少，選擇電磁閥的型號來確定輸出信號電源。本文中選擇24 V 電磁閥，可直接接入輸出回路。如果電磁閥的輸出功率較大，需在線圈兩端上接上二極管吸收回路，避免電流輸出回路的沖擊。
圖1 PLC 的外部接線圖
2 動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
如圖2 所示為動力滑臺的液壓控制系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)采用了葉片泵為雙定量和活塞為單桿液壓缸的液壓傳動技術(shù)。通常實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是:快進(jìn)→工進(jìn)→快退→原位停止。下面對其自動工作循環(huán)作簡單如下工作分析：
1-液壓泵，2-電液換向閥，3-行程閥，4-調(diào)速閥，5-6-10-13-單向閥，7-液控順序閥，8-背壓閥，9-溢流閥，11-過濾器，
圖2 液壓系統(tǒng)原理圖
①動力滑臺快進(jìn)：按下啟動按鈕QA，線圈KM1 電磁鐵接通，左位的電液換向閥2 接通，行程閥3 打開。液壓泵1 輸出的液壓油經(jīng)電液換向閥2、行程閥3，進(jìn)入液壓缸的無桿腔，活塞桿發(fā)生右移。液壓缸的有桿腔回油經(jīng)電磁換向閥2、單向閥6、行程閥3 進(jìn)入液壓缸的無桿腔。當(dāng)液壓缸兩腔互通時，形成差動效應(yīng)，快速左移活塞缸，使得動力滑臺快速進(jìn)給。圖2 液壓系統(tǒng)原理圖
②動力滑臺工進(jìn)：當(dāng)動力滑臺快進(jìn)移動，并壓下行程開關(guān)SQ2 時，行程閥3 關(guān)閉。液壓泵1 輸出的液壓油經(jīng)閥7、調(diào)速閥4，進(jìn)入液壓缸的無桿腔，推動活塞缸左移，有桿腔回油經(jīng)過電液換向閥2、調(diào)速閥4 流回?zé)o桿腔，滑臺轉(zhuǎn)為工進(jìn)。
③動力滑臺快退：動力滑臺前進(jìn)到終點(diǎn)后，液壓系統(tǒng)壓力漸漸升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時，壓力繼電器14 閉合，發(fā)出信號使線圈KM1 斷開，線圈KM2 接通，右位的電液換向閥2 接通。液壓泵1 輸出的液壓油經(jīng)右位的電磁換向閥2 進(jìn)入液壓缸的有桿腔，使得活塞缸向左移動，無桿腔回油經(jīng)調(diào)速閥4、單向閥5、電磁換向閥2 直接流回油箱，滑臺快速退回。
④動力滑臺原位停止：滑臺退回原位時，并壓到行程開關(guān)SQ1，線圈KM2 電磁鐵斷電,電液換向閥2 不接通。液壓泵1 輸出的液壓油經(jīng)溢流閥9 直接流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。液壓缸內(nèi)無液壓油流入，活塞缸靜止，原位停止動力滑臺。
3 液壓動力滑臺PLC 的程序設(shè)計
PLC 控制設(shè)有手動和自動控制兩種工作狀態(tài)。調(diào)試時用手動工作方式，連續(xù)工作時用自動工作方式。根據(jù)上述分析，可在三菱PLC 編程軟件對控制系統(tǒng)進(jìn)行編程及監(jiān)控，程序可進(jìn)行模擬仿真，運(yùn)行正確后，設(shè)置好通訊參數(shù)，下載程序到FX2N PLC，液壓滑臺PLC 控制系統(tǒng)的梯形圖如圖3 所示。
圖3 PLC 控制的梯形圖
4 結(jié)論
通過實(shí)踐表明，采用PLC 對液壓滑臺系統(tǒng)的運(yùn)行控制，克服了繼電器可靠性運(yùn)行差，響應(yīng)時間反應(yīng)慢的缺點(diǎn)，該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，控制系統(tǒng)設(shè)計簡單，改善控制系統(tǒng)復(fù)雜的控制要求，能夠滿足液壓動力滑臺在機(jī)床上的應(yīng)用需求，提高機(jī)床機(jī)械加工工作效率。