PLC控制技術在液壓淬火機床中的運用研究

俞良英

摘 要：對傳統的液壓淬火機床進行分析可知，其大都以繼電器控制作為主要控制方式，然而，受此控制技術自身線路繁雜、能耗高的局限，機床的可靠性和安全性也會受到嚴重影響。基于此，本文引入PLC，即可編程邏輯控制器，通過對其概念和技術特點進行分析，在結合液壓淬火機床構成及工作原理的基礎上，對PLC在其中的系統設計展開了深入研究。

關鍵詞：PLC控制；液壓淬火機床；I/O模塊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.021

0 前言

PLC控制技術因其豐富的I/O模塊和體積小、能耗低等特點進而被廣泛應用在機械電氣控制系統當中，從而支持著社會多項生產、生活領域的發展。因此，在了解PLC控制技術概念和特點的基礎上，將其應用到液壓淬火機床中，在確保機床自身運行可靠、安全的同時，提高控制精度，已成為當前淬火機床控制領域需要共同面對和探討的首要問題。

1 PLC控制技術概述及特點

PLC，即可編程邏輯控制器，其控制流程圖如圖1所示，由圖1可知，PLC通過借助一類具有變成功能的存儲器，使其自身具有存儲程序、順序控制以及定時、執行邏輯運算等多向面向用戶指令，進而通過模擬輸入、輸出和數字輸入、輸出等方式對各類機械或生產過程進行高精度控制[1]。PLC控制技術具有諸多特點，且集中體現在以下兩方面：（1）豐富的I/O模塊。對于不同工作環境，PLC的I/O模塊和相應的設備也不盡相同，通過安置人機對話接口模塊，能夠大幅提高其操作性能，使操作更為簡潔；（2）體積小，低能耗。由于PLC模塊自身的體積較小，且較為輕便，使其不僅在安裝上較為便利，而且耗能也較低，同時，內置的故障檢測系統還能夠幫助用戶及時發現設備或生產過程中的問題，提高了控制效率。

2 液壓淬火機床的構成與原理

（1）液壓淬火機床構成。對液壓淬火機床進行分析可知，其主要由以下三部分組成：1）液壓系統。作為系統的核心，液壓系統液壓夾緊工作的完成主要是通過夾緊以及升降油缸來進行的，從而使加熱后的板簧得以成型[2]；2）電氣控制系統。主電路與輔助電路的控制系統共同構成了電氣控制系統。其中，主電路主要負責對交流接觸器進行調控，而輔助電路則主要對機床內中間繼電器和時間繼電器進行分別調控，為液壓系統的穩定運行提供保障。

（2）液壓淬火機床工作原理。液壓淬火機床在操作方面分為手動控制和自動控制兩種，其中，手動控制下，需要對油缸閥門做出適當調整，同時，控制擺動油缸前后擺動的幅度，最后，進行升降油門的操作，以達到對機床運行前各參數進行準確校正的目的。自動控制下，需要把加熱后的板簧置于機床相應位置，而后，按動夾緊控制按鈕，實現機床的自動運行，完成淬火過程。

3 液壓淬火機床中PLC控制系統的設計

（1）硬件設計。可編程程序控制器可選取具有較高靈活性和體積較小、質量輕便的Fxon-40MR系列PLC，而存儲器可選擇具有較大運行程序存儲空間的EXPROM存儲器。此外，由于液壓淬火機床構造較為簡單，故而也可將PLC將部分外圍控制開關予以取代。考慮到單臺液壓淬火機床輸入點較少，因此，還需事先預留出相應控制點以便于后期維修。

（2）輸入、輸出模塊設計。對液壓淬火機PLC輸入模塊進行分析可知，其在對外界信號進行檢測后，能夠將信號直接轉換為控制器內部的信號，而在模塊安置的電路形式上則主要分為兩種，分別為匯點輸入與分隔輸入。需要說明的是，輸入模式的選擇需要以PLC控制器輸入信號的電壓水平和信號本身的傳輸距離為依據，若信號傳輸距離過長，還需要采取相應的管理措施，以確保外部信號能夠全部轉換為PLC電平信號[3]。輸出模塊中，PLC控制器將其內部電平信號經由控制系統進一步轉變為外部空盒子信號，從而對外部的負載進行驅動，促使其根據控制需求做出相應的動作。綜上，需要對PLC的I/O模塊進行合理選擇，以確保液壓淬火機床的控制精度和運行的穩定性。

（3）軟件設計。在手動控制模式的液壓淬火機床中，需要對其控制的全部（6個）按鈕進行調控，此外，還需利用PLC輸出信號實現對電磁閥的雙向控制。而在自動控制模式的液壓淬火機床中，因機床加工時，板簧的厚度和大小等均不盡相同，故而需要對淬火時間分別進行準確控制，以達到機床淬火的目的。目前，通常采用的是ST3時間繼電器對淬火時間進行控制，通過保留油缸下降的限制按鈕，實現機床內各個油缸的PLC內部時間繼電器的控制，從而在簡化操作方式的同時，提高機床的控制效率和控制精度。

4 結論

本文以液壓淬火機床中PLC控制技術的應用作為主要研究內容，通過對PLC控制技術以及液壓淬火機床的控制原理進行闡述和分析，進而從軟硬件以及I/O模塊等方面對PLC控制系統在液壓淬火機床中的設計方式做出了系統探究。可見，未來加強對PLC控制技術在液壓淬火機床中設計方式的研究力度，對于提高液壓淬火機床的控制精度和運行的穩定性具有巨大的現實意義。

參考文獻：

[1]李遠慧，李遠哲.PLC在液壓中頻淬火機床中的應用[J].裝備制造技術，2012，11（23）：14-16.

[2]鐘其明.LC控制在我國熱處理設備中的應用與發展[J].熱加工工藝，2013，02（08）：161.

[3]陸晶晶.基于PLC控制技術和氣壓傳動控制技術的汽車前懸架與轉向輪螺紋裝配設備研發[J].電子測試，2015，09（07）：34-36.

基金項目：2014年湖南省教育廳科學研究一般項目（14C0148）。