第一篇：重慶液壓缸

重慶液壓缸

重慶榮跡液壓設備有限公司是一家有多年設計、制造、生產經驗的液壓設備公司。主要為冶金、水利、礦山、化工、車輛、工程機械、能源工程、環保、機床、工裝夾具、食品等領域提供設備配套服務和工程咨詢服務。

專業生產、銷售液壓系統、液壓站、液壓缸、油缸、液壓機。

公司以精心設計 精心制作 質量第一 顧客滿意 以人為本 持續改進為宗旨。憑借著高質量的產品，良好的信譽，優質的服務，產品暢銷全國近三十多個省、市、自治區。竭誠與國內外商家雙贏合作，共同發展，共創輝煌！

我公司主要設計、生產CD250工程缸和GCG車輛用缸。也可以根據客戶的要求非標設計。

CD系列油缸基本參數符合國際標準和國家標準，安裝形式和尺寸可以滿足絕大多數用戶要求。本系列油缸密封結構合理，受力大，穩定性好，緩沖好，動作靈敏，可靠性高，安裝維修方便，深受用戶喜歡。

GCG車輛用缸構成尺寸緊湊、安裝位置小、耐壓高等特點。應用非常廣泛。地址：重慶市沙坪壩區梨樹灣6號

聯系電話：02365376368 ***

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第二篇：液壓缸與方向控制閥電子教案

【課題編號】

24—11.3 【課題名稱】

液壓缸與方向控制閥 【教學目標與要求】

一、知識目標.了解液壓缸的結構及特點。2.熟悉方向控制閥的作用及圖形符號。

二、能力目標.能區分單、雙杠活塞缸和差動連接的特點。2 能夠看懂換向閥的圖形符號。

三、素質目標.了解液壓缸的種類及特點。.了解方向控制閥的作用及其圖形符號的含義。

四、教學要求.熟悉液壓缸的結構及活塞桿運動速度的計算，差動連接的工作特點。.了解液壓缸的密封方式，緩沖結構的特點及排氣孔的作用。3.熟悉方向控制閥的工作原理，圖形符號的含義及中位機能與控制方式。【教學重點】.方向控制閥圖形符號的含義。2.差動連接與單、雙活塞缸的活塞運動速度的差別。【難點分析】

1.差動連接活塞運動速度計算。這里區別在于活塞的回油進了進油腔，流量加大，活塞桿的運動速度得到較大的提高。

2.排氣塞的作用，由于沒有維護經驗，不理解必須有排氣塞，且要開在上方，正如暖氣管道每年通汽時要到最高層把滯留在管道里的空氣排空，暖氣的水才能流過去的道理一樣。

3.方向閥中位機能的作用根據工作要求來選擇。可參考機能特點及作用的介紹。【分析學生】

由于學生缺少實踐經驗，教師講課時應多舉實例，換向閥的結構簡圖不太清晰，需老師幫助學生識圖。至于中位機能，待工作后慢慢體會。

【教學思路設計】

1.用比較法講授不同類型的液壓缸及連接方法。2.方向閥先識好結構圖，再分析“通”與“位”的含義。【教學安排】

2學時（90分鐘）【教學過程】

一、液壓缸

液壓缸是液壓系統的執行原件，將液壓能轉換成直線運動的機械能。可分三種類型： 1.雙活塞桿

如圖11—13所示，缸體固定，活塞兩缸配有活塞桿帶動工作臺左右移動；也可以活塞桿固定，液壓缸帶工作臺左右移動。移動距離為活塞有效長度的2倍。

推力 F=A p =?(D2-d2)p/4 速度 V=q/A=4q/?(D2-d2)2.單桿活塞缸

如圖11—14所示，僅活塞的右端配有桿，活塞兩端面積不等，有桿端的面積小，其活動速度大于無桿端，但其產生的推力也小。

3.差動連接

如圖4—14所示，活塞缸的回油口不與出油口相連，而將回油引入進油口，加大進油口的流量，提高活塞桿的移動速度，雖然作用面積不變，但是由于出油腔仍存在一定的壓力，所以推動活塞移動的實際推力為活塞兩端的差值，實際為油壓與活塞桿面積的積。速度快了，推力小了。但其總功率還是不變。

差動連接的優點是可獲得較大的運動速度而不改變油缸的結構。只改變連接的方式，做到一缸兩用。

二、液壓鋼的密封、緩沖和排氣

密封分為間隙密封和密封圈密封兩種，如圖11—

16、17所示。選用哪一種密封方式要依油液的壓力而定，Y和V型用于高壓油，具有很好的密封性能，間隙密封只能用于低壓油場合。

緩沖是為防止活塞在行程終了撞缸，常用圖11—18所示的方法起緩沖作用。

排氣塞一定要安裝在缸體的最高點，在裝配或維護之后，通過排氣塞將缸內的氣體排出，保證油液能升到預定的液壓力。如暖氣裝置，每年注入后要把安裝在最高點的排氣口打開放汽，才能保證熱水順利地進入每個管道和暖氣片內。

三、方向控制閥

方向控制閥是控制油液的流動方向。.單向閥 如圖11—20所示，閥芯在彈簧力的作用下閉合，當P1端入口的壓力大于彈簧力時，油液頂開閥芯進入P2端，油液的流動方向只能從P1到P2口的單向流動，所以稱為單向閥。單向閥可以調節進油壓力，并防止油液回流。

圖11—21所示的單向閥的閥芯啟閉是靠液體推動控制活塞來實現的，稱為液控單向閥。.滑閥式換向閥的結構原理圖和圖形符號。

如表11—3所示，其圖形符號是在液壓傳動系統中經常運用的，它用來表示換向閥的機理。其含義如下：

1)

位—方框表示閥的作用位置，三個方框表示三位。

2)

通—表示一個方框內有幾個油口通路，用箭頭表示連通兩口，但與流通方向無關；用“⊥”表油口關閉。

3)

油—P表示進油口；T表示回油口；A和B表示兩工作油口。4)

中位—表示常態位。中位機能特點見表11—4所示。3.操作方式 1)

手動―如圖11―23a、b。2)

行程閥―如圖11—23c。3)

電磁換向閥―如圖11―23d。4)

液動換向閥―如圖11―24e。

5)

電液動換向閥―如圖11—24f。先導閥由電磁換向閥控制，主閥由液動換向閥控制。用于大流量的液壓傳動系統中，其簡化符號如圖11―23g所示。

四、小結.換向閥的作用在于改變油液的流向，其控制方向和中位機能要按工作要求來確定。要求能讀懂圖形符號是分析液壓傳動過程的前提。.液壓缸的種類有二種，但有三種連接方式。差動連接可獲得較快的活塞桿移動速度，但推力變小了，應用于快進的工作階段。

五、布置作業

P233 11—5、6、7、8、9、10、11、12

第三篇：液壓缸的主要零件材料、結構和技術要求

3.5.4確定液壓泵的參數

1.確定液壓泵的最大工作壓力

pP?p1???p

Pa

（3-5）

式中p1——液壓缸的最大工作壓力，根據

F?Fw?p1A1?p2A（3-6）

?m可以求出p1?F?0.2A2?70MPa A1??p——從液壓泵出口到液壓缸入口總的管路損失。初算可按經驗數據選取：管路簡單、流速不大的取0.2~0.5MPa；管路復雜，并且進油口有調速閥的，取0.5~1.5 MPa。這里取0.5MPa。

即pP?70?0.5?70.5MPa 2.確定液壓泵的流量QP

QP?KQmax

m3/s

（3-7）

K——系統泄漏系數，一般取1.1~1.3，這里取1.2 Qmax——液壓缸的最大流量，對于采用節流調速方式的系統，還需要加上溢流閥的最小溢流量，一般取0.5?10?4m3/s

在前面已經初步選定車輛被頂起的速度變化量?v?0.16m/s，那么設定車輛被頂起的最大速度vy?0.16m/s，則活塞的運動速度：

a2?l2?2alcos2?sin(?????)v?vy

（3-8）

2lcos?v0?0.22vy=0.04m/s（這是在車輛剛剛起升狀態時，??5?）

Q?2v0A1?2?0.04?7.85?10?3?6.28?10?4m3/s

所以QP?KQmax?1.2?(6.28?10?4?0.5?10?4)?8.14?10?4m3/s 3.選擇液壓泵的規格

根據以上求得的液壓泵最大工作壓力和流量，依據系統中初步選定的液壓

泵，從手冊中選擇相應的液壓泵產品。為了使液壓泵相比于最大工作壓力有一定的額外壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25~60%。

查找液壓缸設計手冊P37-135選擇CB-FA型齒輪泵，其參數如下表

4.確定液壓泵的驅動功率

在工作中，如果液壓泵的壓力和流量相對比較恒定，則

P?pPQPkW

（3-9）103?P其中?P——液壓泵的總效率，參考下表選擇?P=0.7

pPQP15.8?8.14?10?4則P?3??18.4kW，據此可選擇合適的電機型號。310?P10?0.73.5.5管道尺寸的確定

鋼管能夠承受較高的壓力，并且價格低廉，有助于減少設備成本，但安裝時需要彎曲半徑不能太小，一般用于裝配條件比較好的地方。這里采用鋼管連接。

管道內徑計算

d?式中

4Qm/s

m

（3-10）?vQ——通過管道內的流量m3/s

v——管道內允許流速 m/s，推薦取值如下：

允許流速推薦值

取v吸?0.8m/s，v壓?4m/s, v回?2m/s.分別應用上述公式得d吸?20.2mm,d壓?10.7mm,d回?15.2mm。根據鋼管內徑按標準系列選取相應的直徑鋼管。經過圓整后分別選取d吸?20mm，d壓?10.7mm, d回?15mm。對應鋼管壁厚??1.6mm。3.5.6本系統油箱容量的確定

在確定液壓系統油箱尺寸時，首先要滿足系統供油的需求，然后保證執行元件即使在全部排油工況時，油箱也不能溢出，與此同時應滿足系統處于最大可能充滿油工況時，油箱的油位也不能低于最低限度。初設計時，按經驗公式

V?aQV?4QP(m3)

（3-11）

選取。

式中QV——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積

a——經驗系數,按下表取 a=4：

3.6液壓缸的主要零件材料、結構和技術要求

3.6.1缸體

1.缸體端部聯接模式

采用簡單的焊接形式，其優點：結構簡單，重量輕，尺寸小，應用廣泛。但是缸體被焊接后可能會發生不同程度的變形，并且內徑不易加工。所以在加工時應小心注意。主要用于柱塞式液壓缸。

2.缸體的材料（45號鋼）

液壓缸缸體一般有20、35、45號無縫鋼管三種材料。20號鋼的機械性能略低，而且不能調質，使用比較少；35號鋼焊接性能比較好，一般用于缸筒與缸

底、缸頭、管接頭或者耳軸等需要焊接的情況下，粗加工后調質；一般情況下，液壓缸缸體均可采用45號鋼，并應調質到241~285HB。

液壓缸缸體毛坯可采用鍛鋼，鑄鐵或鑄鐵件。鑄鋼可采用ZG35B等材料，鑄鐵可采用HT200~HT350之間的鑄鐵或者球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。

3.缸體的技術要求

1)缸體內徑D的圓度公差值可按9、10或11級精度選取，圓柱度公差值應按8級精度選取。

2)缸體內徑采用H8、H9配合。表面粗糙度：當活塞采用橡膠密封圈密封時，Ra為0.1~0.4?m，當活塞采用活塞環密封時，Ra為0.2~0.4?m。且均需衍磨。

3)當缸體與缸頭采用螺紋聯接時，螺紋應取為6級精度的公制螺紋 4)缸體端面T的垂直度公差可按7級精度選取。

5)當缸體帶有耳環或銷軸時，孔徑或軸徑的中心線對缸體內孔軸線的垂直公差值應按9級精度選取。

6)為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內表面應鍍以厚度為30~40?m的鉻層，鍍后進行衍磨或拋光。

3.6.2活塞

1.活塞與活塞桿的聯接型式見下表

表3-4活塞與活塞桿的聯接型式表

這里采用螺紋聯接。

2.活塞與缸體的密封結構，隨液壓系統工作壓力、環境溫度、介質等條件的不同而不同。常用的密封結構見下表

表3-5活塞與缸體的密封結構適用范圍表

結合本設計所需要求，采用O型密封圈密封比較合適。3.活塞的材料

液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等，這里根據設計要求采用45號鋼。

4.活塞的技術要求

1)活塞外徑D對內孔D1的徑向跳動公差值，按7、8級精度選取。2)端面T對內孔D1軸線的垂直度公差值，應按7級精度選取。3)外徑D的圓柱度公差值，按9、10或11級精度選取。畫圖 3.6.3活塞桿

1.端部結構

活塞桿的端部結構可分為內螺紋、外螺紋、單耳環、雙耳環、球頭、柱銷等多種形式。根據本設計液壓缸的結構，為了便于活塞桿的拆卸和維護，可選用內螺紋結構外接單耳環。

2.端部尺寸

根據內螺紋聯接簡圖，按照活塞桿的設計要求，選用直徑?螺距-螺紋長=?KK?t?A?33?2?45。

第四篇：液壓缸緩沖效果不佳的幾種表現形式

液壓缸緩沖效果不佳的幾種表現形式

液壓缸緩沖效果不好常表現為緩沖作用，緩沖作用失效和緩沖過程中產生爬行等情況。緩沖作用過度是指活塞進入緩沖行程到活塞停止運動的時間間隔太短和進入緩沖行程的瞬間活塞受到很大的沖擊力兩種情況，好像沒有緩沖裝置一樣。緩沖作用失效是指接近行程終點時沒有緩沖效果，活塞不減速，給缸底以很大撞擊力。緩沖過程中的爬行是指活塞進入行程后，運動產生跳躍式的時停時走的運動狀態。

緩沖作用過度和失效的原因及排除

（一）作用過度

1.緩沖調節閥節流過量

排除方法：調大節流口

2.緩沖柱塞在緩沖中偏斜，拉傷有咬死現象或配合間隙間有夾雜物排除方法：

（1）提高緩沖柱塞和緩沖沖孔的制造精度

（2）提高活塞與缸蓋的安裝精度，同軸度誤差不大于0.03

（3）緩沖柱塞與緩沖孔配合間隙要適當

第五篇：千斤頂液壓缸加工機床電氣控制系統設計文獻綜述(DOC)

貴州理工學院 本科畢業設計（論文）

文獻綜述

設計（論文）題目：

學 院：＿＿＿＿＿＿＿＿ 專 業：＿＿＿＿＿＿＿＿ 班 級：＿＿＿＿＿＿＿＿ 學 號：＿＿＿＿＿＿＿＿ 學生姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿ 指導教師：＿＿＿＿＿＿＿＿

****年**月**日

摘要

在千斤頂液壓缸加工機床電氣控制系統設計中，設計了PLC控制系統總體方案，概括了PLC的簡介，對千斤頂液壓缸加工機床進行了設計分析，給出了硬件、軟件設計與實現方案。在設計分析千斤頂液壓缸加工機床中，對機床的結構及工作原理做出來了闡述，并繪制了機床結構圖，還闡述了機床液壓系統工作原理以及機床工作流程。在硬件設計部分，闡述了電動機主電路及其電氣控制電路的設計過程，畫出了注電流圖，給出了工作示意圖，給出了這兩個電路的電器元件的選擇結果以及硬件配置接線圖。在控制電路的設計部分，闡述了I/O接線圖的設計過程，給出 PLC及其輸入／輸出元件的選擇結果。在軟件設計部份詳細地闡述了PLC用戶程序的設計過程，其中包括對公用程序、手動程序、自動程序與故障報警程序的設計過程的闡述，并給出了上述所有程序的梯形圖、語句表以及仿真。

關鍵詞：機床系統分析，硬件設計，軟件設計

Abstract In the design of electrical control system of hydraulic cylinder of hoisting jack machine, designed the overall scheme of PLC control system, summarizes the introduction of PLC, the cutting machine for jack hydraulic cylinder is designed and analyzed, given the hardware and software design and implementation.In the design of machine tool hydraulic cylinder of hoisting jack, the structure and working principle of the machine to do it described, and draw the structure of machine tool, also describes the working principle and working process of hydraulic system of machine tool.In the hardware design part, expounds the design process of the main circuit and control circuit of the electric motor, draw the current map diagram is given, the electrical components of the two circuit are given and the hardware configuration of the wiring diagram.In the design part of the control circuit, the design process of the I/O wiring diagram is described, and the selection results of the PLC and its input / output components are given.In the software design part describes in detail the design process of PLC user programs, including the design process of alarm program utility, manual procedures, automatic program and fault description, and gives all of the above program ladder diagram, statement table and simulation。

Keywords：Machine tool system analysis, hardware design, software design

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第一章 概述

1.1 千斤頂液壓缸加工機床電氣控制系統發展現狀

目前，隨著大規模和超大規模集成電路等微電子技術的發展，PLC已由最初一位機發展到現在的以16位和32位微處理器構成的微機化PC，而且實現了多處理器的多通道處理。如今，PLC技術已非常成熟，不僅控制功能增強，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠程I/O和通信網絡、數據處理以及圖象顯示的發展，使PLC向用于連續生產過程控制的方向發展，成為實現工業生產自動化的一大支柱。現在，世界上有200多家PLC生產廠家，400多品種的PLC產品，按地域可分成美國、歐洲、和日本等三個流派產品，各流派PLC產品都各具特色。其中，美國是PLC生產大國，有100多家PLC廠商，著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。歐洲PLC產品主要制造商有德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，韓國的三星（SAMSUNG）、LG等，這些生產廠家的產品占有80%以上的PLC市場份額。經過多年的發展，國內PLC生產廠家約有三十家，國內PLC應用市場仍然以國外產品為主。國內公司在開展PLC業務時有較大的競爭優勢，如：需求優勢、產品定制優勢、成本優勢、服務優勢、響應速度優勢。PLC的發展趨勢隨著PLC應用領域日益擴大，PLC技術及其產品結構都在不斷改進，功能日益強大，性價比越來越高。可編程控制器（Programmable Controller）是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)是專為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統，是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點。可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境下應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制，定時，計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機械和生產過程。可編程控制器及其有關設備都應按易于使工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。

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1.2 未來發展趨勢

（1）、在產品規模方面，向兩極發展。一方面，大力發展速度更快、性價比更高的小型和超小型PLC。以適應單機及小型自動控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技術完善的大型PLC方向發展。隨著復雜系統控制的要求越來越高和微處理器與計算機技術的不斷發展，人們對PLC的信息處理速度要求也越來越高，要求用戶存儲器容量也越來越大。

（2）、向通信網絡化發展

PLC網絡控制是當前控制系統和PLC技術發展的潮流。PLC與PLC之間的聯網通信、PLC與上位計算機的聯網通信已得到廣泛應用。目前，PLC制造商都在發展自己專用的通信模塊和通信軟件以加強PLC的聯網能力。各PLC制造商之間也在協商指定通用的通信標準，以構成更大的網絡系統。PLC已成為集散控制系統（DCS）不可缺少的組成部分。

（3）、向模塊化、智能化發展

為滿足工業自動化各種控制系統的需要，近年來，PLC廠家先后開發了不少新器件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測PLC外部故障的專用智能模塊等，這些模塊的開發和應用不僅增強了功能，擴展了PLC的應用范圍，還提高了系統的可靠性。

（4）、編程語言和編程工具的多樣化和標準化

多種編程語言的并存、互補與發展是PLC軟件進步的一種趨勢。PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時，日益向MAP(制造自動化協議)靠攏，使PLC的基本部件，包括輸入輸出模塊、通信協議、編程語言和編程工具等方面的技術規范化和標準化。

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第二章 機床控制方法與控制系統的確定

機床控制系統在現代機床生產業中有很重要的的作用，機床的控制系統相當于機床的大腦和心臟。一臺機床要想很好的運行其控制系統一定要做好，一個好的機床控制系統要能夠很好的控制機床的運行，能使機床的每一步都能夠準確運行到位，并且還要有好的安全保護系統，還要有好的調試系統等。機床控制系統有繼電器控制、單片機控制、PLC控制等。現將幾種控制系統作出分析比較選取最優的控制系統來實現其功能。

2.1 PLC控制與繼電器控制比較

（1）控制邏輯：繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機械觸點的串聯或并聯及延時繼電器的滯后動作等組合成控制邏輯，其連線多而復雜，體積大，功耗大，一旦系統構成后，想再改變或增加功能都很困難。另外繼電器觸點數目有限，每只一般只有4～8對觸點，因此靈活性和擴展性都很差。而PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內存中，要改變控制邏輯，只需改變程序，故稱為“軟接線”，其連線少，體積小，加之PLC 中每只軟繼電器的觸點數理論上無限制，因此靈活性和擴展性都很好。PLC由中大規模集成電路組成，功耗小。

（2）工作方式：當電流接通時，繼電控制線路中各繼電器都處于受約狀態，即該吸合的都應吸合，不該吸合的都因受某種條件限制不能吸合。而PLC的控制邏輯中，各繼電器都處于周期性循環掃描接通之中，從宏觀上看，每個繼電器受制約接通的時間是短暫的。

（3）控制速度：繼電控制邏輯依靠觸點的機械動作實現控制，工作頻率低。觸點的開閉動作一般在幾十毫秒數量級。另外機械觸點還會出現抖動問題。而PLC是由程序指令控制半導體電路來實現控制的，速度極快，一般一條用戶指令的執行時間在微秒數量級。PLC內部還有嚴格的同步，不會出現抖動問題。

（4）限時控制：繼電控制邏輯利用時間繼電器的滯后動作進行限時控制。時間繼電器一般分為空氣阻尼式、電磁式、半導體式等，其定時精度不高，定時時間易受環境濕度和溫度變化的影響，調整時間困難。有些特殊的時間繼電器結構復雜，不便維護。PLC使用半導體集成電路作定時器，時基脈沖由晶體振蕩器產生，精度相當高，定時范圍一般從0.1s到若干分鐘甚至更長，用戶可根據需要在程序中設定定時值，然后由軟件和硬件計數器來控制定時時間，定時精度小于10ms且定時時間不受環境的影響。

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（5)計數控制：PLC能實現計數功能，而繼電控制邏輯一般不具備計數控制功能。

（6）設計與施工：使用繼電控制邏輯完成一項控制工程，其設計、施工、調試必須依次進行，周期長，而且修改困難。工程越大，這一點就越突出。而用PLC完成一項控制工程，在系統設計完成以后，現場施工和控制邏輯的設計（包括梯形圖和程序設計）。基于PLC的靜態切割機控制系統設計可以同時進行，周期短，且調試和修改都很方便。

（7）可靠性和可維護性：繼電控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線也多。觸點開閉時會受到電弧的損壞，并有機械磨損，壽命短，因此可靠性和可維護性差。而PLC采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，它體積小、壽命長、可靠性高。PLC還配備有自檢和監督功能，能檢查出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，還能動態地監視控制程序的執行情況，為現場調試和維護提供了方便。

（8）價格：繼電控制邏輯使用機械開關、繼電器和接觸器，價格比較便宜。而PLC使用中大規模集成電路，價格比較昂貴。

2.2 PLC的特點

高可靠性：所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業現場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離。各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數一般為10～20ms各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。采用性能優良的開關電源。對采用的器件進行嚴格的篩選。良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統或有三CPU構成表決系統,使可靠性更進一步提高。

豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業現場信號，如：交流或直流；開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等。有相應的I/O模塊與工業現場的器件或設備，如：按鈕；行程開關；接近開關；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊；為了組成工業局部網絡，它還有多種通訊聯網的接口模塊，等等。

采用模塊化結構為了適應各種工業控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統的規模和功能可根據用戶的需要自行組合。

編程簡單易學PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。

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安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機房，可以在各種工業環境下直接運行。使用時只需將現場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統迅速恢復運行。

PLC的功能：(1)邏輯控制(2)定時控制（3)計數控制(4)步進(順序)控制(5)PID控制(6)數據控制：PLC具有數據處理能力（7）通信和聯網(8)其它：PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。基于PLC的靜態切割機控制系統設計

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第三章 機床系統分析

3.1 機床結構及工作原理

數控機床一般由輸入、輸出裝置、數控裝置、可編程控制器、伺服系統、檢測反饋裝置和機床主機等組成。輸入輸出裝置其作用是將零件加工程序、參數、命令送入數控裝置。數控裝置是一種專用計算機，一般由中央處理器、存儲器、總線、輸入/輸出接口組成，是數控系統的核心，其作用是對數控加工程序進行譯碼、數據轉換、插補計算，最后將加工程序信息轉換為輸出到伺服驅動系統的脈沖、電流或電壓等控制信號。機床本體包括機床的主運動部件、進給運動部件、執行部件和底座、立柱、刀架、工作臺等基礎部件。機床本體要具有較高的精度和剛度，良好的精度保持性，主運動、進給運動部件要有高運動精度和高靈敏度。本機床用于千斤頂液壓缸兩個端面的加工，采用裝在動力滑臺上的左、右兩個動力頭同時進行切削。動力頭的快進、工進及快退由液壓缸驅動。液壓系統采用兩位四通電磁閥控制，并用調整死擋鐵的方法實現位置控制。

千斤頂液壓缸兩端面加工的工作循環如圖所示，加工時，將工件放在工作臺上并加緊，當工件夾緊后發出加工命令，左、右滑臺開始快進，當接近加工位置時，左、右滑臺變為工進進給，直到加工完成后再快退返回。至原來左、右滑臺分別停止，并將工件放松取下，工作循環結束。既工作循環如下：工件定位—工件夾緊—滑臺入位—加工零件—滑臺復位—夾具松開。

3.2 機床液壓系統工作原理

機床液壓系統如圖所示，由于左右液壓滑臺工作油路相同，圖中只畫出一個液壓滑臺油路。千斤頂液壓缸兩端面加工機床采用了兩位四通電磁閥控制，液壓缸4主要驅動工件的定位，液壓缸7主要驅動工件的夾緊和放松，液壓缸12主要驅動動力頭的快進、工進以及快退。當我們把零件裝入夾具后，打開主開關，運行機床，此時只有電磁換向閥YV1得電，電磁換向閥右位接通，液壓泵流出的液壓油驅動液壓缸左行，插入定位銷，此時工件定位：工件定位后，經過一段時間，點此換向閥YV2得電，液壓油經過壓力油經閥5，驅動液壓缸7動作，將零件固定在夾具內，壓力繼電器檢測到油路到一定壓力，零件夾緊后，電磁換向閥YV3、YV4、YV5同時得電，此時，為了保證滑臺入位，YV1失電，使定位油缸退出，YV4得電，使液壓缸左行快進，快速進入加工位置，回油經單向閥14流入油缸；當液壓缸12驅動動力頭到達加工位置時，YV5失電，回油經調速閥17，單向閥15流入油缸，機床進入工進狀態，左右動力臺進行兩端面切削加工；當動力頭

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到達加工終點時，停止工進，延長一段時間后，YV4失電，液壓油經過單向閥13快速退回原位；左右動力頭退到原位后，YV3失電，使滑臺復位；滑臺復后，電磁閥YV2失電，夾具松開，可以取出工件。

3.3 機床工作流程

1.工件定位人工將零件裝入夾具后，定位液壓缸動作，工件定位。

2.工件夾緊零件定位后，延時15s，夾緊液壓缸動作使零件固定在夾具內，同時定位液壓缸退出以保證滑臺入位。

3.滑臺入位滑臺帶動動力頭一起快速進入加工位置。

4.加工零件左右動力頭進行兩端面切削加工，動力頭到達加工終點位置即停止工進，延時30s后停轉，快速退回原位。

5.滑臺復位左右動力頭退回原位后，滑臺復位。6.夾具松開當滑臺復位后夾具松開，取出零件。

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第四章 硬件設計

4.1 控制要求

（1）左右動力頭旋轉切削由電動機M1集中傳動，切削時冷卻泵電動機同時運轉。（2）只有在液壓泵電動機M3工作，油壓達到一定壓力（壓力繼電器檢測）后，才能進行其他的控制。

（3）機床即能半自動循環工作，又能對各個動作單獨進行調整。（4）要求有必要的電氣連鎖與保護，還有顯示與安全照明。

4.2 加工過程的設計

1.工件的定位和加緊是靠電動機、液壓系統和電磁閥來完成的。通過三者的配合將工件定位和加緊。

2.滑臺的入位和復位是靠電動機的拖動和電磁閥來完成的，在滑臺入位的過程中，電動機要能夠根據滑臺的實際位置來實現加速、減速、正轉，電磁閥也要能夠相應的得電和斷電，從而實現滑臺的準確入位和精確加工。

3.在加工過程中，根據具體的控制要求使電動機的工作過程、電磁閥的通斷電符合控制要求。避免加工過程中的錯誤。如在工件定位的過程中，電磁閥YV1得電，其它的電磁閥都不能得電，并且只有在工件定位結束后夾緊液壓缸才允許動作。

4.在整個工作過程中，能夠根據所給出的輔助電路，判斷出現在的工作環節。當電路產生故障時可以通過輔助電路判斷出故障可能發生在哪個環節。如HL1是動力頭M1、冷卻泵M2的運行指示.4.3 主電路的設計

其中M1帶動動力頭，M2帶動冷卻泵，M3帶動液壓泵。KM1為M1、M2的接觸器。KM2為M3的接觸器。左右動力頭旋轉切削由電動機M1集中傳動，切削時冷卻泵電機M2同時運轉。M3帶動液壓泵，只有在液壓泵電動機M3工作，油壓達到一定壓（壓力繼電器檢測）后，才能進行其他的控制。主電路圖如下

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4.4 I/O點數的確定

根據上述控制要求可知系統采用自動工作方式，控制系統所需的輸入端有啟動開關SB1、停止開關SB2、壓力繼電器輸入開關SB3、左動力頭原位限位開關SB4、右動力頭原位限位開關SB5、左動力頭工進限位開關SB6、右動力頭限位開關SB7、左動力頭快進限位開關SB8、右動力頭快進限位開關SB9，一共九個輸入端；而輸出端包括電磁換向閥YV1、YV2、YV3、YV4、YV5和動力頭M1、冷卻泵M2接觸器以及故障指示HL1，一共8個輸出端，考慮充裕量要求，因此估算用戶程序存儲容量：存儲器字數≥開關量I/O總數X10=170.所以選用輸入點個數≥

9、輸出點個數≥

8、用戶程序存儲器容量≥170的PLC。

4.5 主電路的電機選擇

電動機是主要的動力機械，它的應用是非常廣泛的，所以就其全國電動機的總耗電量來說，它是極為可觀的。因此，合理選擇電動機是相當重要的，它直接關系到生產機械的運行安全和投資效益。電動機的選擇內容包括電動機種類、外殼型式、額定電壓、額定轉速、額定功率、各項性能等電力拖動系統中拖動生產機械運行的原動機即驅動電機，包括直流電動機和交流電動機兩大種，交流電動機又有異步電動機和同步電動機兩種。本次的電機主要選擇是異步電動機。

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第五章 軟件設計

（1）將零件裝入夾具中，按下液壓泵M3的啟動按鈕，啟動電機M3，接觸器KM2得電，KM2常開開關閉合，電路自鎖。

（2）KM2常開開關閉合，電磁閥Y2得電，工件開始定位。

（3）零件定位之后，開始延時，延時15S后，加緊液壓缸動作使零件固定在夾具里，同時停止按鈕SB2啟動，定位液壓缸退出以保證滑臺入位。

（4）當壓力達到一定時，壓力繼電器開關SP閉合，左動力頭原位限位開關SQ1、右動力頭原位限位開關SQ2、左動力頭工進限位開關SQ3得電，內部輔助繼電器得電閉合，此時工件進行左快進動作。

（5）入位之后，電磁閥YV4得電，左右動力頭開始進行兩端面切削加工。（6）當動力頭到達加工終點位置即停止工進，延時30S后復位，工件進行快退動作。

（7）退位后電磁閥YV2、YV3得電動作，動力頭開始退回原位。（8）左右動力頭退回原位后，滑臺復位，夾具松開，取出零件。

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參考文獻

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