液压系统的PLC控制.docx

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液压系统的PLC控制

机电综合实验

重庆理工大学

液压系统的PLC控制

实验报告书

******

班级：

107040208

学号：

**********3

******

实验时间：

2011/2/22～2011/2/25

一、实验目的与要求..............................3

二、总体方案....................................4

三、液压控制回路................................5

四、得失电状态表................................8

五、电气原理图..................................9

六、I/O端口分配................................11

七、程序设计与系统流程图........................12

八、自我总结....................................16

九、程序清单........................................18

附录本组成员名单及任务分配........................23

一、实验目的与要求

1、实验目的

（1）能熟悉基于plc控制的液压系统开发流程，并设计一个具体的气动、液压系统。

（2）熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法。

（3）熟练掌握plc编程方法。

（4）能熟练使用梯形图编写液压系统的控制软件。

（5）搭建具体硬件（含油、电路）连接，并完成软硬件的联调。

2、实验器材

计算机、液压泵、各种液压阀、气动元件、油管、液压接头、plc实验板、导线。

3、实验要求

根据本人在本次实验中学习到的相关知识作答。

（1）详细说明本次实验设计思路、方案，画出动作循环、系统油路、控制电路原理图，并文字说明。

（2）详细说明plc控制流程，确定输入/输出口，作I/O规划。

（3）画出plc控制梯形图，要求自锁、定时器。

（4）说明本次实验使用的传感器，与控制电路的接口。

（5）自我总结。

二、总体方案

1、根据实验要求，本组最终确定的方案为能够在X-Y方向上铣削出工件的平面，机械本体如图

（1）所示。

图

（1）

如图

（1）是一个XY轴十字滑台，其上面有一个可以固定工件的平台。

此XY轴十字滑台是在铣平面的时候用的，采用液压缸控制。

其各个阶段的速度包括工进，快进，快退都是由液压回路里的调速阀控制。

由于铣床只要求铣完整个平面，而不要求其能够加工出各种图案。

故采用这样的方法来调速是可以的。

图中的ST1、ST2、ST3、ST4接近开关所在的位置是滑台整个的工作范围。

ST0是滑台的原点位置。

在整个的加工过程中，工作台首先从ST0开始以快进的速度运动到ST1位置，接触到ST1时，开始工进（铣平面）。

当滑台接触到ST2时，此时系统开始延时，X轴停止工进0.5s，Y轴向前工进0.5s。

当延时完成后，X轴开始向负向工进，而Y轴停止工进。

当到达ST1的位置时，重复如上的动作，X轴开始向正向工进。

如此往复，直到触发ST4开关。

此时Y轴首先快退回ST3位置，然后X轴快退回ST0位置。

这道工序就完成了！

三、液压控制回路

1、其动作循环图如图

（2）所示

图

（2）

2、液压油路系统图如图（3）所示

图（3）

如图（3）是一个XY轴十字滑台的油路图，其两个缸的油路是一样的。

XY轴滑台各个阶段的速度包括工进，快进，快退都是由液压回路里的调速阀控制。

由于铣床只要求铣完整个平面，而不要求其能够加工出各种图案。

故采用这样的方法来调速是可以的。

图中的主油路旁边接有溢流阀，在主油路中的油压过大时，起到一个卸荷的作用。

当X轴快进的时候，YA5、YA1得电，油路不经过调速阀，所以油的流速比较大，起到快进的作用。

当X轴工进的时候，YA5不得电，油路就得经过调速阀，从而油的流量下降，X轴工进。

当X轴快退的时候，YA5、YA2得电，开始快退。

Y轴的调速原理和X轴一样。

2、液压回路中所用到的液压元件名称、符号、及其作用说明，见表

（1）

序号

名称

符号

作用

1

三位四通电磁换向阀

通过阀芯与阀体之间的相对运动改变液体的流向，控制液压缸前进和后退。

2

两位两通电磁换向阀

通过阀芯与阀体之间的相对运动改变液体的流向，控制液压缸前进和后退。

3

双作用单活塞杆缸

将液压能转换成机械能，实现往复直线运动。

4

节流阀

控制油路中流量大小。

5

单向定量液压泵

将液压油从油缸引入液压油路中，将机械能转化为液压能。

6

溢流阀

保持系统压力恒定，

在系统压力大于或等于其调定压力时开启，流对系统起过载保护作用。

7

油箱

为系统存储液压油

表

（1）

四、得失电状态表

1、得失电状态或顺序表，如表

（2）所示

工序号

工序名称

发信元件

执行元件

输入及检测元件

JC1

JC2

YA1

YA2

YA3

YA4

YA5

YA6

ST0

ST1

ST2

ST3

ST4

1

启动泵

SB1

1

2

主轴启动

SB2

1

3

急停

SB3

手动

选X/Y轴

SB4-

X轴

SB4+

Y轴

前进

SO1+

X轴

1

SO1-

Y轴

1

后退

SO3+

X轴

1

SO2+

Y轴

1

自动

单循环触发

SB7

1

1

1

1

4

X轴快进

ST0；ST3

1

1

1

5

X轴工进

ST1

1

1

6

X轴工进停

ST2

1

1

1

7

Y轴工进

ST2

1

1

8

X轴工退

Plc中间变量

1

9

X轴工退停

ST1

1

1

10

Y轴工进

ST1

1

1

11

循环

12

Y轴快退回原点

ST4

1

1

1

13

X轴快退回原点

1

1

14

原点停

ST0；

1

1

表

（2）

五、电气原理图

1、电气原理图如图（4）所示

图（4）

如图（4）所示是控制XY轴十字滑台的主电路和控制电路图。

由于所涉及的电机只要求启停，所以主电路图中只含有一个开关KM1。

在电机的机壳上装有FR热继电器，当电机过度发热时，开关将会自动断开，起到保护的作用。

控制电路采用的是台达PLCDVP32EH00R2-L,其输出线圈采用24V电压。

其输入端含有4个接近开关，分别是原点，XY轴的限位开关。

从X1—X7是手动开关的输入端口。

PLCDVP32EH00R2-L具体信息为：

工作电压

220（V）

输出频率

50（kHz）

产品认证

CEUL3C

台达PLCDVP32EH00R2-L是16DI/16DO（继电器），能满足实验要求。

六、I/O端口分配

I/O端口分配，如表（3）所示

输入

输出

输入设备接口

继电器地址

输出设备接口

输出设备

选择手动/自动SO0

X0

泵启动按钮SB1

X1

Y1

KM1

主轴启动按钮SB2

X2

Y2

KM2

急停按钮SB3

X3

Y3

YA1

选择轴按钮SB4

X4

Y4

YA5

单触发启动按钮SB8

X5

Y5

YA3

旋钮开关SO1

（手动正向进给）

X6

Y6

YA2

自动按钮SB7

X7

Y7

YA4

接近开关ST0

X10

Y10

YA6

接近开关ST4

X11

Y11

YA2

接近开关ST1

X12

Y12

YA5

接近开关ST2

X13

接近开关ST3

X14

手动进给旋钮SO2

X15

手动快退旋钮SO3

X16

表（3）

七、程序设计与系统流程图

1、系统流程图如图（5）和图（6）所示

图（5）系统控制流程总图

图（6）单周期触发子程序控制流程图

2、程序设计与解释

程序的手动与自动模式选择，并完成于下面程序的互锁。

程序实现了单循环启动和循环启动，并与手动模式完成了互锁，本身完成了自锁，为保护液压元件及电气设备选择了延时。

以上程序实现了X方向的工进和Y单侧的工进和延时，其中包换了并行程序的编写，也实现了各自的自锁以及两轴之间互锁。

实现了单循环的所有动作，也完成了延时和自锁互锁以及并行序列的编程！

详细程序请见程序清单。

八、自我总结

作为一个组长我尽力的为这次张老师分给我们的任务，认真落实到位。

想再回忆起，真不敢想象自己是怎么度过这几天的.......

第一天，我犯了个错误，为了逃避思考我们XX、谷歌、图书馆找资料，找到了几乎符合要求的报告，可是我们几乎抹杀了这次锻炼的机会，谢谢老师的细心教诲，让我从心里敬佩这个教学严谨的老师，一个对学生家长负责人的老师，一个对得起自己良心的老师，谢谢您张老师！

第二天，大体方案的确定和分组，经过讨论和老师的指导，我们初步预定了方案，铣削平面的液压控制系统的PLC设计，我把任务具体到人：

1、梁俊负责液压元件（符号，作用以及原理）；2、徐炬鑫和吴俊负责液压油路机械图绘制；3、姚子良、唐明江和我负责编程

第三天......

第四天......

第五天，和前两天一样，我们白天完成不了的任务继续留给晚上，晚上尽力搞定，很不想把任务留给明天，我们都想对得起这次的实验！

对于编程，以及整个任务的系统贯通和理解，以及部分资料的整理，我尤其觉得变成很难，让我觉得自己还很小很年轻或者说自己觉得自己很无知！

很羡慕老师的逻辑思维以及对程序处理的数量程度，我感到望城莫及！

尤其涉及到PLC的理解以及梯形图的编写技巧，

如1）串联触点较多的电路编在梯形图上方，如图4-25所示。

a）电路安排不当b）电路安排得当

图4-25梯形图程序

2）并联触点多的电路应放在左边，如图4-26所示。

图4-26b）比a）省去了0RS和ANS指令。

若有几个并联电路相串联时，应将触点最多的并联电路放在最左边。

a）电路安排不当b）电路安排得当

图4-26梯形图程序

3）对复杂电路的处理

桥式电路的编程图4-22所示的梯形图是一个桥式电路，不能直接对它编程，必须重画为图4-27所示的电路才可进行编程。

图4-27梯形图程序

我不得不一面学习一面消化，一面困惑，一面赞叹老师的厉害！

还有涉及到梯形图序列的处理即处理顺序序列、选择序列、并行序列，我也是有点困难！

不过，通过这次学习，通过老师的这次指导，我渐渐的有了更多的对PLC编程和液压的领悟，这在我以后的毕业工作涉及到这方面的知识会有很大作用。

同时，作为一个组长，对这次试验的的负责和安排，以及同学之间的协调也是种锻炼和学习，我也收拾匪浅！

谢谢，谢谢同学们，更感谢您，老师，您辛苦了！

九、程序清单

详细的plc程序，见程序附表。