压力机液压及控制系统设计plc控制完整版Word格式.docx

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控制回路选择与设计----------------------------------------（P8）

液压元件的计算和选择--------------------------------------（P11）

3.液压压力机控制系统设计---------------------------------------（P15）

plc概述---------------------------------------------------（P15）

plc控制部分设计------------------------------------------（P16）

（P16）

PLC的功能---------------------------------------------（P17）

PLC的选型--------------------------------------------（P18）

PLC输入/输出分配表-----------------------------------（P19）

PLC控制程序设计--------------------------------------（P21）

4.结论----------------------------------------------------------（P22）

参考文献--------------------------------------------------------（P23）

10T压力机液压及控制系统设计

摘要：

液压压力机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。

它常用于压制工艺和压制成形工艺，如:

锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。

液压压力机由主机及控制机构两大部分组成。

主机部分包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。

本文主要设计四柱式液压机的控制机构。

控制机构由油箱、高压泵、控制系统、电动机、压力阀、方向阀等组成。

液压机采用PLC控制系统，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。

在本设计中，设计了液压缸的尺寸，拟订了液压原理图。

按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件。

关键词：

四柱液压机；

液压系统；

PLC

10THydraulicPressAndControlSystemDesign

Abstract：

Thehydraulicpressisakindofmachinewhichusestheliquidstaticpressuretoprocessmetal,plastic,rubber,wood,powderandsoon.Itisusedinpressingprocessandpressformingprocess,suchasforging,stamping,coldextrusion,straightening,bending,flanging,sheetmetaldeepdrawing,powdermetallurgy,pressureequipmentandsoon.

Thehydraulicpressiscomposedoftwomainparts:

themainmachineandthecontrolmechanism.Themainpartsofthemachineincludehydrauliccylinder,beam,columnandfillingdevice.Thispapermainlycontrolmechanismdesignoffourcolumnhydraulicmachine.Thecontrolmechanismiscomposedofanoiltank,ahighpressurepump,acontrolsystem,amotor,apressurevalve,adirectionvalve,etc..HydraulicmachineusingPLCcontrolsystem,throughthepumpandtheoilcylinderandavarietyofhydraulicvalvestoachieveenergyconversion,regulationanddelivery,tocompletethecycleofvariousprocesses.

Inthisdesign,thesizeofthehydrauliccylinderisdesigned,andthehydraulicprinciplediagramisdrawnup.Hydraulicpumps,motors,controlvalves,filters,andotherhydrauliccomponentsandauxiliarycomponentsareselectedaccordingtothesizeofpressureandflow.

Keywords:

hydraulicmachine;

hydraulicsystem;

PLC

引言

液压机是根据静态下液体压力等值传递的帕斯卡原理制成的，它是一种利用液体压力工作的机器。

液体压力传递原理为：

在充满液体的密闭容器中，施于任一点的单位外力，能传播至液体全部，其数值不变，其方向垂直于容器的表面。

本设计是小型四柱压力计及控制系统设计，四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。

其循环过程如下：

主缸上滑块：

快速下行→慢速加压→保压延时→泄压换向→快速退回→原位停止。

顶出缸下滑块：

向上顶出→停留→向下退回→原位停止。

PLC可靠性高，抗干扰能力强,通用性强，控制程序可变，使用方便,功能强，适应面广,编程简单，容易掌握;

体积小、重量轻、功耗低、维护方便,减少了控制系统的设计及施工的工作量等特点,所以设计时我们采用PLC能集中且较方便地制造。

我国液压起步晚，液压机只有50年的发展历史，其发展趋势主要包括：

高速化，高效化，低能耗、机电液一体化、自动化、智能化、液压元件集成化。

目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，未来几年我国压力机行业的发展将会越来越好，不断的向高端市场挺进，众多压机制造厂正在不断的改进技术，争取生产研究出更加出色的控制系统。

在国内外液压机产品中，按照控制系统，液压机可分为三种类型：

一种是以继电器为主控元件的传统型液压机；

一种是采用可编程控制器控制的液压机；

第三种是应用高级微处理器的高性能液压机。

三种类型功能各有差异，应用范围也不尽相同。

但总的发展趋势是高速化、智能化。

在国际上来看，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。

良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。

1.工况分析与计算

工况分析

1.本系统中的负载压力及执行部件的自重较高，系统所需流量较高，功率损失较大，发热量大。

因此压力机的主缸设计与分析

选用双作用单出活塞缸作为执行元件，斜盘式柱塞泵作为动力元件，采用循环水冷却。

工作循环

主缸（上液压缸）驱动上滑块实现“快速下行—慢速加压—保压延时—快速返回—原位停止”的动作循环。

顶出缸（下液压缸）驱动下滑块实现：

“向上顶出—停留—快速返回—原位停止”的动作循环。

如1-1图所示。

图1-1液压机工作循环图

压力机技术参数

（1）主液压缸

（a）负载

压制力:

压制时工作负载可区分为两个阶段。

第一阶段负载力缓慢地线性增加，初始压力为最大压制力的10%左右，其上升规律也近似于线性，第二阶段负载力迅速线性增加到最大压制N。

回程力（压头离开工件时的力）:

一般冲压压力机的压制力与回程力之比为

5~10，本压力机取为10，故回程力为N。

滑块质量m=300kg。

（b）行程及速度

快速空程下行:

行程，速度；

工作下压:

行程，初始速度，之后随着油缸压力的增大而减小;

（2）顶出液压缸

（a）负载:

被压件质量

液压缸采用V型密封圈，其机械效率。

压头起动、制动时间:

s。

负载分析与计算

1.主缸分析

压力机的液压缸和压头垂直放置，其重量较大，为防止因自重而下滑:

系统中设有平衡回路。

因此在对压头向下运动作负载分析时，压头自重所产生的向下作用力不再计入。

另外，为简化问题，压头导轨上的摩擦力不计。

（1）启动：

（）

（2）加速：

（3）快速下程：

（4）减速：

以上式中:

-----液压缸载荷

-----下行部件所受惯性力

-----模具质量

-----活塞速度变化量

-----活塞缸速度变化所用时间。

2.确定主液压缸结构尺寸

根据有关资料，压力机的压力范围为2030MPa，现有标准液压泵、液压阀的最高工作压力为25MPa，如选此压力为系统工作压力，液压元件的工作性能会不够稳定，对密封装置的要求以较高，泄漏较大。

参考系列中现己生产的其它规格同类压力机所采用的工作压力，本机选用工作压力为22MP柱塞缸内径D可根据最大总负载和选取的工作压力来确定。

（1）主液压缸内径D：

-----最大总载荷；

-----工作压力

根据GB/T2348-1993主液压缸内径D值取圆整

主液压缸活塞杆径d:

根据GB/T2348-1993，主液压杆活塞杆直径取标准值。

（2）主液压缸有杆腔面积：

（3）主液压缸无杆腔面积：

（1）活塞的稳定性校核

活塞杆总行程为55mm，活塞杆直径为6mm，，因此不需要进行稳定性校核。

（2）负载流量计算

（3）负载压力计算

（4）液压缸各工作阶段的压力流量及功率见表2-1。

表1-1液压缸各工作阶段的压力流量及功率

工况

压力P/（L/min）

流量q/（L/min）

快下

工进

（8）活塞杆缸筒长度

活