0334-金属粉末成型液压机PLC控制系统设计【全套9张CAD图+说明书】
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金属粉末
成型
液压机
plc
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设计
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金属粉末成型液压机的PLC设计
摘要:金属粉末成型液压机由主机及控制机构两大部分组成。液压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。 动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。本文讨论如何用PLC控制动力机构，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。
关键词：主缸、顶出缸、PLC、泵、油缸、液压阀。
- 内容简介：
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1 第一章 引言 金属粉末成型液压机，主要适用以结构件为主的粉末冶金，机械零件的生产，此液压机有独立的液压和电器系统，具有浮动压制，使制品成型密度得到有效控制，保护性脱模和一般性脱模两种脱模方式可供选择，电气控制采用 编程控制器，液压系统采用先进的插装集成阀，保证液压机连续，频繁的稳定工作。配有油液冷却装置。采用按钮集中控制，同时装有机械限位装置，从而保证制品的一致性。 由于 继电器接触器控制是采用固定接线的硬件实现逻辑。如果生产任务或生产工艺发生变化，就必须重新设计，改变硬件结构，这样造成时间和 资金的浪费。另外，大型控制系统用继电器接触控制，使用继电器数量多，控制系统体积大，耗电多，且继电器触点为机械触点，工作频率低，在频繁动作情况下寿命较短，造成系统故障，系统的可靠性差。而 制能改善继电器控制器上述的不足 , 合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术 其可靠性高、灵活性强、使用方便的优势，迅速占领了工业控制领域。从运动控制到过程控制， 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 2 第二章 总体规划 金属 粉末成型液压机主要有两大系统组成：一、 液压系统；二 、 电气系统。液压系统由泵、阀、油缸、油箱和管路等组成，借助于电气系统的控制，可驱动滑块及顶出缸活塞完成点动和半自动循环等规定的工艺动作。 本设计主要是电气系统的设计，任务是按照液压系统规定的动作图表驱动电机、选择规定的工作方式，使有关电磁铁在 。 先启动电机，按下 1，辅助继电器 电驱动液压阀 、作，滑块回程，放手手动作即停。打开光电保护，按下 ，辅助继电器 作，滑块慢下，放手动作则停止。同理，按下 助继电器 缸顶出，放手动作即停止。按下 助继电器 缸退回，放手动作即停止。 电气系统 图 液压系统原理图 手动加料 滑块慢下加压 顶缸顶出 滑块保压 双手按钮进入下一循环 泄压 退回停止（手动取坯） 顶缸退回 滑块快速下行 滑块快速回程 3 第三章 设计参数 1、公称力 3150、液体最大工作压力 25、回程力 630 4、滑块最大行程 800、最大顶出力 1000、最大拉下力 630、最大顶出行程 250、滑块距工作台面最大距离 1250、滑块运行速度 空载下行 80mm/s 工作 16mm/s 回程 40mm/s 10、工作台面有效面积（左右 1250 11、电动机功率 224 第四章 输入设备的选择 交流接触器 用型号 格 380V、 100A。 空气开关 选择开关 用 手动开关 按钮 。 按钮 。 接近开关 中间继电 器 格：直流 24V。 时间继电器 格：直流 24V。 压力继电器 热继电器 格：交流 380V， 22 断路器 断路器 45 断路器 45 断路器 变压器 整流变压器 指示灯 指示灯 5 第五章 电气柜的设计 （ 1）电气柜的基本结构采用薄钢板与角钢焊接组合而成，柜前有门维护方便。 （ 2）根据里面电器的尺寸设计电气柜的外形尺寸为长 600 400 1200（ 3）柜顶四角装有掉换，便与起吊和装运以及电气柜安装后位置的调整。 （ 4）在柜体上下两端均有不同的散热槽孔，当柜内元件发热后，热量上升，通过上槽孔排出，而冷风不断地从下端槽孔补充进柜使柜内自下而上形成一个自然风道，达到散热的目的。 （ 5）柜内线槽把 柜内电器设备分六个区域。第一区域安装 二区域安装中间继电器和延时继电器。第三区域安装热继电器和空气开关；第四区域安装交流接触器；第五区域安装变压器和整流器；第六区域安装接线板。 （ 6）柜门用活动铰链连接，安装、拆卸方便。 （ 7）柜体表面漆选用聚脂桔形烘漆，附着力强，质感好。整柜呈亚光色调。避免了眩目效应。给工作人员创造了比较舒适的视觉环境。 6 第六章 计 1 0个，均为开关量，其中手动开关有两个，选择开关有 3个延时，开关有 2个，接近开关有 7个，压力辅助 1个。 4个，其中 12驱动中间继电器 2个驱动延时继电器。 根据输入和输出信号个数， 选三菱 输入点数有 24，输出点数有 16，满足要求而且留有一定裕量。 2 现场器件与 输入信号 名称 功能 I/动 /半点动 模方式 制方式 止 下 程 出 回 作 1 作 2 压延时 坯延时 缸压力 块下限 块快转慢 块浮动 7 块下限 缸上限 缸下限 电保护 出信号 3 工作流程与动作顺序 工作方式 序号 动作名称 液压阀（ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 点动 1 滑块快下 + + + 2 滑块回程 + + + + 3 顶缸顶出 + + + 4 顶缸退回 + + 1 滑块快下 + + + 8 半自动 浮动压制 2 滑块慢下预压 + + + 3 浮动压制 + + + + 4 保压 5 泄压 + + 6 滑块回程 + + + 7 顶缸退回 + + 8 手动取坯 9 顶缸顶出 + + + 10 手 动加料 11 转下一循环 1 滑块快下 + + + 2 滑块慢下预压 + + + 3 浮动压制 + + + 4 保压 5 泄压 + + 6 顶缸退回 + + 7 滑块回程 + + + 8 手动取坯 9 顶缸顶 出 + + + 10 手动加料 11 转下一循环 块快下 + + + 2 滑块慢下压制 + + + 3 保压 4 泄压 + + 5 滑块回程 + + + 9 单向压制 脱模 6 顶缸顶出 + + + 7 手动取坯 8 顶缸退回 + + 9 手动加料 10 转下一循环 1 滑块快下 + + + 2 滑块慢下压制 + + + 3 保压 4 泄压 + + 5 顶缸顶出 + + + + 6 滑块回程 + + + 7 手动取坯 8 顶缸退回 + + 9 手动加料 10 转下一循环 其它 1 静止 2 紧急回程 + + + 3 紧急停止 4 10 5 梯形图程序如下： 11 12 13 14 15 16 17 先按下 动电机，把选择开关 转到“调整”位置按压相应的按扭可得相应的点动动作。按下 1，辅助继电器 电驱动液压阀 、 作，滑块回程，放手手动作即停。打开光电保护，按下 1，辅助继电器 电驱动液压阀压 作，滑块慢下，放手动作则停止。同理，按下 助继电器 缸顶出，放手动作即停止。按下 助继电器 缸退回，放手动作即停止。 若要完成半自动浮动压制中的一般脱模方式，当电机启动后，点动调整，把滑块调到上限位 顶缸调到上限位 为初始状态位置。在此过程中状态器 部复位。把选择开关 作”位置，准备工作就绪。把选择开关 动”一侧，把选择开关 般”一侧。初始脉冲 动，置位 10，复位 压双手按扭，辅助继电器 电驱动液压阀 作，滑块快速下行。当滑块快速下行到 接近开关得电 1，置位 位 助继电器 电驱动液压阀 块慢行预压。滑块下行到 位 位 助继电器 电驱动液压阀 作，进行浮动压制。当主缸压力达到极值或滑块到达下限位 ，置位 12。延时继电器得电保压延时，时间到置位 13，辅助继电器 电驱动液压阀 作泄压，同时延时继电器 电延时，时间到置位 14，后置位 15，辅助继电器 18 作滑块回程。当滑块达上限位 ，置位 位 助继电器 电驱动液压阀 作顶缸退回。顶缸达下限位 位 位 电手动取坯延时，时间到或是按压双手 1 和双手 2 置位 位 置位 21，辅助继电器 缸达上限位 24 复位 动加料转到下一循环。 若要完成半自动浮动压制中的保护脱模方式，当电机启动后点动调整，把滑块调到上限位 把顶缸调到下限位 为初始状态位置。在此过程中状态器 部复位。把选择开关 作”位置 ，准备工作就绪。把选择开关 动”一侧，把选择开关 护”一侧。初始脉冲 动，置位 10，复位 压双手按扭，辅助继电器 电驱动液压阀 作，滑块快速下行。当滑块快速下行到 接近开关得电 1，置位 位 助继电器 电驱动液压阀 块慢行压制。滑块下行到 位 位 助继电器 电驱动液压阀 作，进行浮动压制。当主缸压力达 到极值或滑块到达下限位 ，置位 12。延时继电器得电保压延时，时间到置位 13，辅助继电器 电驱动液压阀 作泄压，同时延时继电器 电延时，时间到置位 14，后置位 15，辅助继电器 作顶缸退回。当顶缸退回达下限位 位 17，辅助继电器 作滑块回程。滑块上行达上限位 位 16， 电手动取坯延时， 时间到或是按压双手 1 和双手 2 置位 位置位 21，辅助继电器 作顶缸顶出，顶缸达上限位 24复位 动加料转到下一循环。 若要完成半自动单向压制中的保护脱模方式，当电机启动后，点动调整，把滑块调到上限位 顶缸调到下限位 为初始状态位置。在此过程中状态器 部复位。把选择开关 作”位置，准备工作就绪。把选择开关 向”一侧，把选择开关 护”一侧。初始脉冲 动，置位 10，复位 压双手按扭，辅助继电器 电驱动液压阀 作，滑块快速下行。当滑块快速下行到 接近开关得电 1，置位 位 助继电器 电驱动液压阀 作，滑块慢行压制。当主缸压力达到极值或滑块达下限位 ，置位 11。延时继电器得电保压延时，时间到置位 13，辅助继电器 时延时继电器 间到置位 14，后置位 15，辅助继电器 作顶缸顶出，顶缸到达上限位 置位 位 助继电器 电驱动液压阀 9 动作滑块回程，滑块到达上限 置位 位 电驱动延时继电器 电手动取坯延时，时间到或是按压双手 1 和双手 2 置位 位 置位 位 助继电器 电驱动液压阀 作顶缸退回。顶缸达下限 ，置位 位动加料转到下一循环。 6 指令程序 步序 指令 说明 1 2 3 4 5 6 7 8 块回程 9 12 13 14 15 16 19 20 21 22 23 块慢下 24 25 20 26 27 缸顶出 28 29 30 31 缸退回 32 34 35 38 39 40 41 42 47 48 53 58 59 60 62 63 21 65 66 67 68 69 70 71 72 74 75 76 77 块快下 78 80 81 82 块慢下 83 84 86 87 88 020 89 90 92 93 动压制 94 95 96 98 22 99 压 100 101 102 104 105 压 106 109 110 112 113 114 115 116 118 119 120 122 123 124 125 127 128 129 130 131 块回程 132 133 23 134 135 137 138 139 141 142 缸退回 143 144 145 146 148 149 150 152 153 块回程 154 155 156 158 159 缸顶出 160 161 162 164 165 缸顶出 166 167 168 24 170 块回程 171 172 173 174 176 177 178 179 180 181 182 184 185 186 188 189 191 192 缸顶出 193 194 196 197 缸退回 198 199 201 202 203 204 25 205 206 207 208 下一循环 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 26 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 27 第七章 信 1 通信协议 必须依据所连接 通信规程来编写通信协议，所以我们先要熟悉 列 1）数据格式 列 用异步格式，由 1 位起始位、 7 位数据位、 1 位偶校验位及 1 位停止位组成，比特率为 9600 符为 。 2）通信命令 条通信命令，分别是读命 令、写命令、强制通命令、强制断命令。 3）通信控制字符 到 5个通信控制字符，如表 7 列 控制字符 功能说明 5H 出请求 6H 5H 2H 信息帧开始标志 3H 信息帧结束标志 注：当 4）报文格式 计算机向 据段 中， 02H； 03H； ； 出不计。由于每字节十六进制数变为两字节的 ，故校验和为 注：写命令的数据段有数据，读命令数据段则无数据。 5）传输规程 输出错，则组织重发。其传输过程 每个循环扫描结束处的 2 利用 件编程实 现 信 28 编写 采用各种高级语言编写，或采用工控组态软件，或直接采用 三菱的 下面利用 设 123开始的 4个字节的数据（ . 命令报文中 10 地址， 04H 表示要读入 4 个字节的数据。校验和 30H 31H 30H 46H 36H 30H 34H 03 H 174H，溢出部分不计，故 ， ，相应的 为“ 37H”，“ 34H”。应答报文中 4 个字节的十六进制数，其相应的 为 8个字节，故应答报文长度为 12个字节。 根据 列 传输应答过程，利用 件可以编写如下通信程序实现 完成数据的读取。 这个例子中使用了轮询方法。 ）通信口初始化 1 “9600,E,7,1” 1024 1024 0 ）请求通信与确认 s 0 0 29 1 f f ）发送命令报文 ) s 0 0 10 74 ）读取应答报文 s o 12 30 31 第八章 总结 粉末制品液压机是经济型的粉末制品成型设备，具有“手工加料、浮动压制、拉下脱模”或“自动加料、浮动压制、拉下脱模”双重工作性能机器由 按钮集中 控制同时装有限位装置，从而保证制品的一致性。 其压制力、压制行程均可根据工艺需要进行调整。机器主机采用四柱式结构，具有结构简单，主要功能齐全、辅助功能可增减的优点，价格合理，在粉末冶金等应用干压成型工艺的行业有推广普及价值。 我们也知道 一个自动化设备或系统都是由机械组成部件和控制系统组成，有个稳定、可靠、安全、经济的控制系统是衡量一台设备好坏的重要因素。 在工业自动化领域，可编程控制器 (作为自动控制以成为大多数自动化系统的设备基础，同时也给工业控制带来前所未有的非凡变化。使用 工业控制系统与 传统的用继电器的工业控 制 系统相比，在操作、控制、效率和精度等各个方面都具有无法比拟的优点。虽然在工业控制系统中所使用的继电器控制设备不会被完全淘汰，但是由于 P 出现已经改变了工业控制设计者的
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