PLC在千吨液压机控制系统改造中的应用

基于 PLC 控制的双作用液压系统的自动化改进设计应用摘要：铁路机车检修过程中，尤其在拆装过程中，用到液压系统的专用设备很多，其中，轮对轴箱轴承拆装机即是铁路机车不可或缺的轴箱轴承的拆卸及安装的专用液压式工艺设备。

本文主要对液压设备进行了概述，并对其原理进行了简要的介绍。

进而对专用技术设备的智能升级进行了详细的论述与分析，中心内容是对基于现代的先进智能技术，将轴箱轴承压装机升级成自动控制型的专用工艺设备的相关原理及过程的论述。

关键词：自动控制；液压设备；应用1.概述在铁路机车检修过程中，运用了很多液压形式的专用设备，轮对轴箱轴承拆装机就是一用于铁路机车轴箱轴承的拆卸及安装的专用液压式工艺设备，本文就是应用现代的先进自动化控制技术将轴箱轴承拆装机升级成自动控制型的专用工艺设备。

“近年来，液压传动得到了广泛应用，以往的压装机均加装了液压系统，但采用继电控制的液压系统在应用过程中有许多不足之处。

”[1]考虑到这种情况，在液压系统控制中，引入自动化控制系统，既可以有效地提高轮对轴箱轴承拆装机的使用性能，也可有效提升安全性能。

本设备即是由液压站及中空油缸、移动小车、轴承专用拆卸工装和拉杆套筒式轴承压装专用工装等部件组成，能方便轻松地实现轴承压装和拆卸。

经过自动化控制系统改造，技术得到升级，相关设备的操作变得更加简单、便捷、安全、可靠，在压力控制方面也比以往更加精确，与此同时，还具备了压装数据的自动记录，可追溯性增强，压装的准确性和压装效率得到提高。

设备使用与操作信息，可实现联网管理及远程监控等各类智能功能。

1.液压设备机械原理（一）液压装置常见的液压系统主要由：“动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸或液压马达）、控制元件（压力阀、流量阀、方向阀等）及辅助（油管、油箱、过滤器及压力表等）组成”[2]老式的液压系统的控制依靠接触器、开关等继电器的控制，遵循于特定的逻辑关系控制相关的液压系统，具有纯硬件控制、体积庞大、可靠性差、安装难度大、不利于维护工作的开展、结构较为复杂、逻辑关系一旦确定很难更改、设计时间长、施工周期长等特征，已经无法满足现有人员使用需求。

PLC在液压站控制系统中的应用可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把计算机技术、自动化技术、通信技术融為一体的新型工业自动控制装置。

文章应用西门子公司生产的可编程控制器S7_300系列PLC，实现液压站自动操作控制系统，而且可以实现液压站群的集体控制。

该系统充分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。

使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。

标签：可编程控制器；控制系统；液压站引言液压站又称液压泵站，是独立的液压动力源装置，它按驱动装置要求供油，并控制油流的方向、压力和流量，它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械下。

用户只要将液压站与主机上的执行机构（油马达和油缸）通过液压油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作、工作。

这个工作过程有温度、压力、液位、等参数的监视及控制；还有电机马达的控制。

如果用传统的继电控制很难达到很高的工作效率。

当需要多个液压站配合工作时，其控制量是很大的。

因而引入PLC可以使得控制简单化、智能化。

1 液压站原理液压站的工作原理如下：电机带动油泵运转，泵从油箱中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力势能，通过集成块（或阀组合）被液压阀实现了将液压油的方向、压力、流量调节后经外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中，从而控制了液动力机械方向的变换、力量的大小及运行速度的快慢，推动各种液压机械做功。

原理如图1。

2目前广泛使用的的控制方法继电器控制，PLC控制，单片机控制，其中PLC检测控制系统应用最为广泛。

其具有以下特点：2.1 可靠性PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。

它将控制逻辑由传统的继电器硬件运算变为软件运算，使得它的连线大大减少。

PLC经过多年的不断发展，具有工业针对性，有很高的抗干扰能力。

在各大PLC厂家的不断更新发展下，PLC 各模块可靠性已经有很大提高。

与此同时，系统的维修简单，维修时间短。

PLC 进行了一系列可靠性设计，例如：冗余的设计（包括硬件冗余技术和软件冗余技术），断电保护功能（电容电源和UPS的应用使得断电时有充分的处理时间），故障诊断和信息保护及恢复。

PLC在液压控制系统中的应用PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的数字计算机。

它以其高可靠性、强大的功能和灵活性，在各个领域得到了广泛应用。

在液压控制系统中，PLC的应用也越来越重要。

本文将重点探讨PLC在液压控制系统中的应用，并对其优势和挑战进行分析。

一、PLC在液压控制系统中的优势1. 高度可靠性PLC采用稳定可靠的硬件和系统设计，具有较长的寿命和高度抗干扰能力。

它能够在恶劣的工作环境下工作，并能够处理各种突发故障，确保系统的稳定性和可靠性。

2. 灵活性和可编程性PLC的最大优势在于其可编程性。

用户可以通过编程对PLC进行任意定制，满足各种不同的控制需求。

而且，PLC的编程语言相对简单易学，不需要过多的专业知识和技能，使得控制系统的开发和维护更加方便快捷。

3. 多功能性PLC除了具备基本的数字输入和输出控制功能外，还可以通过扩展模块实现模拟输入和输出控制、通信功能、运动控制等。

这使得PLC能够满足液压控制系统中各种复杂的控制要求。

二、PLC在液压控制系统中的应用案例1. 液压机械控制PLC可以通过控制液压泵、执行元件、传感器等设备，实现液压机械的运行控制。

例如，在一台液压冲床上，PLC可以接收传感器的信号，判断工件的位置和状态，并通过控制液压泵的输出压力和执行元件的动作，实现对冲床的准确定位、加工力度的控制等。

2. 液压系统监控与保护PLC可以对液压控制系统中的各个参数进行监测和保护。

例如，在一个液压升降机系统中，PLC可以实时监测液压油的温度、压力、流量等参数，并根据预设的阈值进行报警或紧急停机，以保护系统的安全运行。

3. 液压系统远程控制PLC可以与上位机或其他设备进行通信，实现液压系统的远程控制。

通过远程监控和控制，可以减少现场操作人员的工作量，提高系统的稳定性和可靠性。

例如，在一处石油钻机控制系统中，PLC可以接收来自地面控制中心的指令，实现液压系统的远程控制和监控，以提高钻井效率。

论述PLC控制技术在液压控制系统的运用液压传动是机械专业的一门重要的专业基础课，基于课程的应用性很强，实验课程就显得非常重要。

近年来随着我校教学改革的不断推进和课程建設的不断更新，学校在强化液压传动理论教学的同时更加注重实验教学的质量。

实验教学作为课堂教学的补充，通过实验室使学生更好地理解液压传动的基本理论，培养学生的实际动手能力和创新能力。

但就目前我校液压传动实验教学的内容和方法来说，能让学生进行设计和创新的机会较少，因此，需要对本课程的实验教学方法和内容作一些调整和创新，提出综合性、设计性实验的思路。

1 液压传动实验教学现状实验教学的目的是配合理论教学，使学生在实验过程中巩固课堂上所学的理论并有所深悟。

但传统的液压传动实验中，由于种种原因通常是教师演示，学生被动的根据实验指导书的内容进行常规的验证性实验，教学效果一般。

在实验中我们发现传统的液压实验具有以下缺点：（1）液压回路和实验内容固定、功能单一；（2）采用按钮控制或继电器控制，实验数据手工处理，实验数据精度不高；（3）学生自主设计的机会少，创新性差等。

2 综合性、设计性实验为改变我校液压传动实验教学的这些不足，液压传动实验室中引进了多种包含PLC的液压拼装实验台。

新型实验台的液压系统采用多种控制方式（按钮控制，继电器控制，PLC控制），实验过程包括从系统设计、元件组装到控制编程、性能实现等全过程。

要想利用新型实验台达到提高教学质量，培养学生独立思考和动手实践能力的目的，必须在实验教学方法和考核方式上做革新，开设综合性、设计性实验。

综合性实验力求使机械专业的学生在掌握液压传动基本理论的同时，熟练掌握PLC控制技术在液压系统中的作用，对学生进行综合训练。

设计性实验是对学生独立思考、发现问题、解决问题和探索创新能力进行训练，要求学生根据实验任务要求和实验条件自行设计实验内容，包括提出实验方案，选择实验仪器，确定实验内容和方法，实现实验内容，分析实验结果的全过程。

液压系统plc控制实例精解液压系统是一种重要的动力传动方式，广泛应用于各个领域。

而PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）作为一种现代化的控制设备，能够对液压系统进行智能化的控制和管理。

本文将通过一个实例，详细介绍液压系统PLC控制的具体过程和应用。

我们来了解一下液压系统的基本原理。

液压系统通过液体的流动和压力传递来实现力的传递和工作机构的运动控制。

它由液压泵、执行元件、控制元件和液压储能装置等组成。

液压泵将机械能转化为液压能，通过液压管路将液压能传递给执行元件，从而实现工作机构的运动。

而PLC作为控制元件，通过对液压系统的各个部分进行控制和监测，实现对工作机构的精确控制。

接下来，我们以一个自动压力控制系统为例，详细介绍液压系统PLC控制的实现过程。

该系统主要包括液压泵、液压缸、电磁阀和传感器等组成。

其中，液压泵负责提供压力源，液压缸负责执行工作，电磁阀负责控制液压流向，传感器负责监测压力信号。

PLC作为控制中心，通过对传感器信号的采集和处理，以及对电磁阀的控制，实现对液压系统的自动控制。

PLC需要通过输入模块对传感器信号进行采集。

传感器安装在液压缸的压力管路上，能够实时监测液压系统的压力变化。

当压力达到设定的上下限时，传感器会将信号传递给PLC。

PLC通过输入模块接收到传感器信号后，会对信号进行处理和判断，判断液压系统的压力是否需要调整。

然后，PLC会根据预设的控制逻辑和算法进行计算和判断，确定是否需要调整液压系统的工作状态。

当判断需要调整时，PLC会通过输出模块对电磁阀进行控制。

电磁阀负责控制液压系统的流向，通过开启或关闭液压管路，实现对液压缸的运动控制。

当电磁阀被控制为开启状态时，液压泵提供的液压能够进入液压缸，使其产生相应的运动。

当液压系统的压力达到设定值时，传感器会再次将信号传递给PLC。

PLC会根据信号进行判断，如果压力已经达到设定值，则关闭电磁阀，停止液压泵的工作，从而实现对液压系统的自动控制。

基于PLC 控制的液压控制系统［摘要] 采用可编程控制器（PLC)代替继电器控制器，对机械手的液压驱动系统进行控制，通过输入输出接口建立与机械手液压系统开关量和模拟量的联系，实现机械手搬运工件的顺序动作和自动控制，达到准确度高、控制方便、可靠性好的目标，大大提高了生产率和自动化程度，减少了系统故障，具有很强的实用性。

［关键词］PLC;液压控制；机械手1、前言( Introduction）目前PLC 在工业生产过程控制自动化和传统产业技术改造等方面得到了广泛应用，与传统的继电器控制相比, PLC 具有控制系统构成简单、可靠性高、通用性强、抗干扰能力强、易于编程、体积小、可在线修改、设计与调试周期短、便于安装和维修等突出优点, 而且一般不需要采取什么特殊措施，就能直接在工业环境中使用，更加适合工业现场的要求，使用PLC 控制液压控制系统能提高系统的整体性能,具有较明显的优越性.本文介绍基于PLC 控制的某液压机械手的典型液压控制回路及其PLC 控制方法。

2、控制要求分析(Analys is of control demands ）在生产现场工作开始后, 机械手在一个工作循环中需要依次完成以下顺序动作：下降、夹紧、上升、左移、下降、松开、上升、右移( 共8个顺序动作）, 这是一个典型的顺序控制问题。

采用PLC 实现机械手的自动循环控制, 需要在某些动作位置设置位移传感器或行程开关来检测动作是否到位, 并确定从一个动作转入到下一个动作的条件。

根据机械手的动作要求，选用3 个液压缸来完成该8 个顺序动作：升降缸1 在工件两个位置( 原位与目标位置) 上方的下降和上升运动，移动缸2 的左移和右移运动, 夹紧缸3 的夹紧和松开动作。

缸1 下降或上升到位时应停止运动, 缸2 左移或右移到位时也应停止运动，故需分别设置一行程开关S1、S2、S3、S4。

根据机械手的动作过程和要求, 绘制出系统的控制功能流程图，如图1 所示。

基于PLC的液压机控制系统设计文章主要介绍了液压机系统的工作原理、特点以及研究现状。

从设计角度出发，分析液压系统的工艺流程；根据液压系统的工艺特点设计电气控制系统，分析在电气控制与液压系统的自动、手动控制方式，编写PLC程序，最终由PLC 程序控制液压系统形成一个统一的控制系统整体，达到利用自动化手控制液压系统完成特定的工作行程。

系统通过程序指令控制电路，执行速度快，克服了电磁继电器动作时间长触点抖动的缺点。

并达到所需精度，改善了控制效果，提高了设备的可靠性。

标签：液压传动；PLC控制；液压机1 概述液压传动与控制是以液体作为介质来实现各种机械量的输出（力、位移或速度等）的。

它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率大；液压传动装置体积小、结构紧凑、布局灵活，易实现无级调速，调速范围宽，便于与电气控制相配合实现自动化[1，2]；易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化；液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化[3，4]。

因此，其广泛应用于各种机械设备及精密的自动控制系统，发展速度迅速[5]。

液压机就是该控制理论一个典型应用。

液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，也可适用于校正和压装等工艺。

PLC 以其高可靠性、强抗干扰性、良好的通用性等优点在工业控制的各个领域得到日益广泛的应用[6，7]。

特别是在液压机的液压控制系统中，PLC已得到普遍应用和发展，而且这一趋势仍将继续。

2 工艺流程铝型材液压机是一种把铝或铝合金棒料挤压成各种规格型材的机器液压机工作时，铝棒坯料由加热炉加热到所需挤压温度，然后送至供锭器中，供锭器自动把坯料和挤压垫送至模筒口，由工作缸活塞推模筒直至模口，并在快速推料过程中，供锭器自动复位，同时，挤压筒及模具进行预热，最后，由工作缸进行挤压加工。

在挤压过程中，棒料靠装在挤压筒内的电热元件保持一定的温度挤压结束后，由剪切装置将制品与压余分离，剩料和压垫掉人残料溜槽，压机各部件全部复原，一次挤压加工结束。

PLC在液压控制系统中的应用摘要：液压传动控制系统是用来控制液压动力原件（液压缸、液压马达）按照规定的要求动作。

该系统可以采用PLC来代替传统的继电器控制液压控制原件，从而实现对液压动力原件的控制，提高了液压控制系统的自动化和可靠性。

本文结合并以PLC（Program Logic Controller）在液压动力滑台中的应用，给出具体的实现方法，实践证明该方法可靠易行。

关键词：液压传动控制系统；PLC；液压动力阀台引言：液压传动是研究以液体为传动介质来实现各种机械传动与控制的技术,几乎应用于与机械运动相关的各个领域,已成为自动控制系统中的一个重要组成部分,采用液压技术的程度已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志。

目前,我国的液压工业已成为影响机械工业和扩大机电产品国际交往的瓶颈产业,迅速改变这种状况,是我国液压技术研究和制造所面临的迫切任务,液压传动系统的控制经历了继电器控制、无触点逻辑控制、微型计算机控制以及现今的PLC(ProgramLogicController)控制等阶段。

PLC是以微电子技术为基础发展起来的新一代工业控制设备,是计算机技术与继电器逻辑控制概念有机结合的产物。

PLC作为新一代工业控制器,可靠性高、通用性、灵活性和抗干扰性强,能很方便的实现多种复杂的自动工作循环,使用简单,编程方便,还可实现控制的可视化。

1.液压传动系统的特点液压传动系统一般含有一个或几个基本液压回路,包括控制执行元件运动速度的速度控制回路,控制液压系统全部或局部压力的压力控制回路,用来控制执行元件(液压缸、液压马达)运动方式的换向回路等。

功能复杂的液压传动系统由多个不同功能的基本液压回路组成,这些回路组成的传动系统实现了机械设备所需的各种运动及控制功能。

通过对液压传动系统的工作过程和特点进行分析,液压传动系统控制的任何一个运动过程几乎都是按顺序步骤进行的。

工作部件主要为液压缸、液压马达,它们的工作过程按预定的逻辑关系实现,运动状态的改变靠转换信号。