利用PLC靈活控制液壓設(shè)備的運(yùn)動(dòng)探究

摘要：實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度和方向的有效控制對(duì)整體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都有著重要的意義。傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)中主要采用的是機(jī)械裝置來實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的元件控制，但是這種控制成本高且靈活性差，因此本文主要探究的是如何利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)方向、速度的靈活控制，在此為了實(shí)現(xiàn)元件運(yùn)動(dòng)速度、方向的改變，以及讓執(zhí)行元件能夠具備多重運(yùn)動(dòng)形式，本研究采用微型計(jì)算機(jī)、PLC控制液壓執(zhí)行元件的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)控制，該技術(shù)方案較傳統(tǒng)方案占有很大優(yōu)勢，對(duì)其他控制設(shè)計(jì)而言也具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；執(zhí)行元件；控制；PLC控制

1引言

液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件主要由直線來回運(yùn)動(dòng)的液壓缸和旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)組成，控制元件是希望能夠?qū)崿F(xiàn)液壓缸（液壓缸的靈活直線）和液壓馬達(dá)的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)作業(yè)，可以說執(zhí)行元件和控制元件是液壓系統(tǒng)中的重要組成部分，而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的有效控制則是液壓系統(tǒng)高效工作的關(guān)鍵。利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的有效控制是一種靈活性強(qiáng)、控制功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)，要想了解如何利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的有效控制，應(yīng)當(dāng)在了解液壓系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上對(duì)PLC有效控制的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)了解，下面筆者就先從液壓系統(tǒng)的原理部分開始進(jìn)行簡單介紹。

2液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件方向和速度的換接

基于實(shí)際工程對(duì)液壓設(shè)備執(zhí)行元件方向和速度的高要求，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度和方向的有效控制至關(guān)重要。例如利用液壓系統(tǒng)執(zhí)行切削加工控制時(shí)，必須保證刀具在接觸工件之間（前）能夠速度快以節(jié)省時(shí)間，但是在切削過程中則應(yīng)當(dāng)以慢且合適的速度以保證工件的切削質(zhì)量，切削完成后又應(yīng)當(dāng)加快速度減少空間形成，可見在切削加工中對(duì)速度的要求是快——慢——快，這就牽涉到液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件速度的控制，只有掌握好速度的控制才能夠確保實(shí)際生產(chǎn)中工件的質(zhì)量。

其主要工作原理是，當(dāng)流入液壓缸內(nèi)液體量增多時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)加快，相應(yīng)的液壓系統(tǒng)輸出的控制速度加快，當(dāng)液壓缸內(nèi)液體量變少時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)變慢，控制速度降低。圖1所示液壓系統(tǒng)能夠具體實(shí)現(xiàn)的速度控制功能可見表1.

結(jié)合控制原理圖和液壓系統(tǒng)速度控制功能圖可知，其中利用行程開關(guān) 、 很容易實(shí)現(xiàn)Z4、Z5的通電與斷電，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的控制，但是若想實(shí)現(xiàn)Z8的通、斷點(diǎn)是一個(gè)相對(duì)而言較復(fù)雜的過程，若不能利用PLC實(shí)現(xiàn)控制，就必須利用人工或機(jī)械裝置進(jìn)行操控，這是非常復(fù)雜的。

3利用PLC程序進(jìn)行控制

若利用PLC進(jìn)行液壓系統(tǒng)控制就能夠很容易實(shí)現(xiàn)控制圖中元件Z8的通、斷電，且通過調(diào)用已輸入的不同程序指令還可以實(shí)現(xiàn)不同動(dòng)作之間的組合使用。圖1是PLC和電磁閥Z4、Z5、Z8、電源的接線圖。

經(jīng)過分析可知：（1）當(dāng)按下按鈕 ，則接線圖 處通電，相應(yīng)的，所編制的梯形圖程序中 出程序可讀，因此可執(zhí)行梯形圖中S20行處指令，其內(nèi)容為：y000通電，Z4通電，從而可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)活塞的快進(jìn)運(yùn)動(dòng)；（2）活塞運(yùn)動(dòng)碰到SQ4開關(guān)后，x2（程序指令中的x002）通電，則可讀出S21行的控制指令，其指令內(nèi)容為：y001通電，Z5通電，活塞可實(shí)現(xiàn)快退；（3）活塞運(yùn)動(dòng)碰到SQ3后，x1（即可讀出梯形程序中x001處指令）通電，同時(shí)執(zhí)行S22行處指令，其編程內(nèi)容為：y000通電，Z4通電，活塞執(zhí)行進(jìn)給指令，但同時(shí)因y2通電，（為什么y2通電，是不是應(yīng)該交代清楚）因此同時(shí)Z8通電，因此活塞執(zhí)行進(jìn)給指令工作時(shí)速度很慢；（4）活塞運(yùn)動(dòng)碰到行程開關(guān)SQ4后，x2（梯形程序x002處程序）通電，執(zhí)行S23行處指令，其指令內(nèi)容為：y001通電，Z5通電，活塞執(zhí)行退回指令，但同時(shí)y2通電，即Z8通電，則活塞執(zhí)行退回指令時(shí)速度較慢（慢退）；（5）活塞運(yùn)動(dòng)碰到SQ3開關(guān)時(shí)，x1（梯形程序x001處程序）通電，此時(shí)執(zhí)行S20行指令，則可重復(fù)執(zhí)行（1）到（4）的程序控制。（有沒有問題）

從PLC的具體控制流程中也可以看出，利用PLC進(jìn)行液壓系統(tǒng)控制時(shí)無需安裝復(fù)雜、專門的機(jī)械裝置去控制Z8的通、斷電。且輸入程序指令的多樣性也決定了Z4、Z5、Z8三者之間的多重組合，從而實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的多樣化運(yùn)動(dòng)。另外PLC還可以實(shí)現(xiàn)液壓控制系統(tǒng)的多重運(yùn)動(dòng)形式。

4結(jié)語

利用PLC進(jìn)行液壓系統(tǒng)的速度和方向控制具有很強(qiáng)的靈活性。當(dāng)使用PLC程序進(jìn)行液壓系統(tǒng)控制時(shí)，可以自動(dòng)完成液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的方向和速度控制，同時(shí)還可以在系統(tǒng)各硬件設(shè)施位置不改變的情況下，通過調(diào)用不同程序指令來實(shí)現(xiàn)不同的控制運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件的多樣化動(dòng)作，相較于傳統(tǒng)的通過設(shè)置專門機(jī)械裝置來實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的控制，利用PLC進(jìn)行液壓系統(tǒng)控制的實(shí)用性更強(qiáng)。且其設(shè)計(jì)方案對(duì)其他機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制而言也有很實(shí)際的參考價(jià)值。

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