引 言
液壓傳動控制系統(tǒng)是用來控制液壓動力元件 ( 液壓缸、液壓馬達 )，以使其按照規(guī)定的要求進行動作，從而完成控制目的的一種控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的液壓傳動控制系統(tǒng)大多利用繼電器來對液壓控制元件進行控制，本文則提出了一種采用 PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器來對液壓控制元件進行控制的實現(xiàn)方法。該方法除可實現(xiàn)對液壓動力元件的控制外，還可以提高液壓控制的自動化程度和可靠性。
1 雙面單工位液壓傳動組合機床繼電器控制系統(tǒng)
1.1繼電器控制及動力頭的工作循環(huán)圖
1 所示是一個雙面單工位液壓傳動組合機床繼電器控制的電氣原理圖。本機床采用三臺電動機拖動，M1、M2 為左右動力頭電動機，M3 為冷卻泵電動機。SA1 為左動力頭單獨調(diào)整開關，SA2 為右動力頭單獨調(diào)整開關，SA3 為冷卻泵電動機工作選擇開關。左右動力的工作循環(huán)如圖 2 所示。
1.2 液壓元件
液壓執(zhí)行元件狀態(tài)如表 1 所列，其中 YV 表示電器閥，KP 表示壓力繼電器。
系統(tǒng)自動循環(huán)的工作過程如下：SA1、SA2 處于自動循環(huán)位置，按下啟動按鈕 SB2，接觸器 KM1、KM2 通電并自鎖，左右動力頭電動機同時啟動循環(huán)。按下“前進”按鍵 SB3，中間繼電器 KA1、KA2 通電并自鎖，電磁鐵 YV1、YV2 通電，左右動力頭快速進給并離開原位，其中行程開關 SQ1、SQ2、SQ5、SQ6 先復位，行程開關 SQ3、SQ4 后復位。
當 SQ3、SQ4 復位后，KA 通電并自鎖。在動力頭進給過程中，靠各自行程閥自動變快進為工進。同時壓下行程開關SQ，接觸器 KM3 線圈通電，冷卻泵電動機 M3 工作，供給冷卻液。
當左動力頭加工完畢時，壓下SQ7并頂在死擋鐵上，油 路油壓升高，KP1動作，使KA3通電并自鎖；當右動力頭加 工完畢時，壓下SQ8并使KP2動作，KA4接通并自鎖。同時 KA1和KA2失電，YV1和YV3也失電，YV2和YV4則通電, 左右動力頭快退。當左動力頭使SQ復位后，KM3失電，冷 卻泵電動機停轉(zhuǎn)。
左右動力頭快退至原位時，先壓下SQ3、SQ4,再壓下 SQ1、SQ2、SQ5、SQ6,使KM1、KM2線圈斷電，動力頭電動機Ml、M2斷電，同時KA、KA3、KA4線圈斷電，YV2、 YV4斷電，動力頭停止，機床循環(huán)結(jié)束。在加工過程中，按 下SB4,可隨時使左右動力頭快退至原位并停止。
2雙面單工液壓傳動組合機床PLC控制方案
2.1確定PLC的硬件連接
繼電器控制電路中的按鈕行程開關、壓力繼電器、熱繼 電器觸點等21個輸出信號(4個按鈕、9個行程開關、3個熱 繼電器動斷起點、2個壓力繼電器觸點、3個轉(zhuǎn)換開關)，需 占用21個輸入點。實際應用中，為節(jié)省PLC的點數(shù)，可適當 改變輸入信號的接線方式，如將SQ8與KP2串聯(lián)后作為PLC 的一個輸出信號，這樣就能減少一個輸入點。
依照這種方法可得到如圖 3 所示的 PLC 的輸出點分配及接線圖。這時的 PLC 的輸入點數(shù)由 21 點減少到了 13 點，以降低設備成本，但由于有些節(jié)點采用了串并聯(lián)輸入，因此會降低輸入期間的可靠性和整個控制系統(tǒng)的可靠性。
可編程控制器輸出控制對象主要是控制電路中的執(zhí)行器件 ( 如接觸器、電器閥等 )。已知該機床的執(zhí)行器件有交流接觸器 KM1、KM2、KM3，電器閥 YV1、YV2、YV3、YV4。依據(jù)它們的工作電壓所設計出的 PLC 的輸出輸入口接線圖如圖 3 所示。
由于接觸器與電器閥線圈所加電壓的種類與高低不一樣，因此必須占用PLC 的兩組輸出通道，并選擇繼電器輸出型 PLC。通過對機床 PLC 控制系統(tǒng)輸入輸出電路的綜合分析，本設計選擇S7-200 系列 CPU224 來對機床實施控制是比較合適的。
原控制線路中的中間繼電器KA、KAI、KA2、KA3、 KA4可分別由PLC的內(nèi)部繼電器替代，并用M10.0~M10.4分 別代替KA、KAI、KA2、KA3、KA4。由此可見，若繼電器 控制電路中的中間繼電器使用得多，采用PLC代替口的優(yōu)越 性越顯著。
2.2 PLC控制系統(tǒng)梯形圖的設計
根據(jù)繼電器控制原理圖可完成PLC控制的梯形圖“復述” 工作。根據(jù)繼電器控制電路的邏輯關系，按照一一對應的方式 畫出PLC控制的梯形圖程序，即按支路形式逐條轉(zhuǎn)換。如圖 4所示為接觸器KM1、KM2控制線路圖。
首先將圖 4(a) 所示的 KM1、KM2 繼電器控制電路轉(zhuǎn)成如圖 4(b) 所示的梯形圖，然后再按梯形圖編程的規(guī)則對其進行規(guī)范化處理及簡化，就可得出圖 4(c) 所示的梯形圖?？紤]到圖 4(c) 的前半部分在原繼電接觸器電路中其實為所有輸出的公共電路，現(xiàn)用輔助繼電器 M10.5 將它代替。這就為繪制簡化后的梯形圖支路提供了方便。將全部繼電器控制線路進行一一對應的轉(zhuǎn)換，并進行規(guī)范和簡化等處理，即可得到該機床 PLC 的控制梯形圖程序。
3 結(jié) 語
本文給出了一種基于 PLC 的液壓傳動組合機床控制應用技術，著重闡述了液壓傳動組合機床繼電器控制部分的工作方式。針對液壓傳動機構(gòu)由電動機實現(xiàn)及順序工作的特點，系統(tǒng)改用 PLC 控制，并運用梯形圖進行編程的方法，可以使程序更加簡練。測試表明，該設計完全可以達到預期目的，滿足設計要求。
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