液压系统中的PLC自动控制模式分析_郭刚花.pdf

Application 创新应用236 电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月以及液压油是液压系统的主要组成内容，本文研究的液压系统采用的是46#抗磨液压油与75kW的电机带动液压泵。油泵在启动之后通过液压泵和电磁溢流阀能够对液压系统出口压力的大小进行调节，然后液压缸的动作由电磁换向阀控制，从而实现外部机械联动。液压系统能够在冷却水阀、加热器和循环电机等辅助元件的支持下，保持最佳运行状态。液压系统运行过程中的连锁。液压系统工作时，液压系统油箱中的液压油必须高于油泵的吸油口，如果低于机油泵的吸油口，机油泵将无法吸收机油，会对油泵和电机造成不同程度的损坏。因此在油箱上，通常需要设置一个液位传感器和三个液位开关，确保液压系统的正常运行。当液压系统在运行过程中，因为换向阀和电磁溢流阀需要持续不间断运行，这就会在一定程度上升高油箱中的油温，如果油温超过一定界限，不仅会影响液压油的黏稠度，同时还会加快橡胶密封圈的老化速度，会对液压系统的正常使用周期带来极为不利的影响。但是如果油温过低，液压油的黏稠度就会升高，这也会对液压系统的正常运行带来不利影响。所以需要在油箱上设置两个电接点温度控制器和一个温度传感器，每个温度控制器又包括2个温度开关点，各仪器的具体作用如下：（1）温度传感器，可以更加直观地观测油箱的当前温度；（2）油温极低开关，一旦开启，油泵的启动运行将被限制，需要启动加热器加热油箱；（3）油温低开关，此开关0 引言 现代电气工程发展迅速，正朝着集成化，结构性统一发展。电气自动化控制系统是在电气控制系统的基础上，结合智能技术发展而来的，其在工业中的应用不仅降低了成本，还有效提升了电气控制系统工作效率1。本文阐述电气自动化控制系统，液压系统原理、PLC自动控制原理的介绍等，探讨液压系统电气自动化控制的设计。1 电气自动化控制系统电气自动化控制系统的现状电气自动化控制系统可以通过电缆连接计算机、CPU智能仪表等主要设备，并用中央控制器进行统一管控，随着计算机网络技术的发展，该系统正朝着信息化、智能化方向发展2。目前，电气自动化控制系统在我国的应用领域越来越广泛，并为我国的工业生产及统一化管理提供了技术支持，有效提升了生产效率和精确度，让应用和检修更加便捷。电气自动化控制系统的特点电气自动化控制系统是基于计算机技术的现代化继续，具有批量连锁防护功能、工作效率高、可靠性高、精确度高、抗干扰性强，反应敏锐等优势。但与原有的控制系统相比，电气自动化控制系统也具有一定的不足，例如信息量少、控制对象有限、操作频率低等，需要继续进行研发，不断优化该系统性能。2 液压系统的技术原理油泵、液压缸、马达、液压阀、油箱、滤油器作者简介：郭刚花，许昌电气职业学院，讲师；研究方向：电气自动化。收稿日期：2022-07-18；修回日期：2023-04-12。摘要：阐述电气自动化控制系统中的液压系统、PLC自动控制技术的原理，自动化系统的设计和实现，包括液压系统结构、PLC外部接线、PLC200 smart编程、液压系统的连锁控制、系统调试分析。关键词：控制系统，PLC技术，smart编程，连锁控制。中图分类号：TP273文章编号：1000-0755(2023)04-0236-02文献引用格式：郭刚花.液压系统中的PLC自动控制模式分析J.电子技术,2023,52(04):236-237.液压系统中的PLC自动控制模式分析郭刚花（许昌电气职业学院，河南 461000）Abstract This paper describes the principles of hydraulic system and PLC automatic control technology in electrical automation control systems,as well as the design and implementation of automation systems,including hydraulic system structure,PLC external wiring,PLC200 smart programming,hydraulic system interlocking control,and system debugging analysis.Index Terms control system,PLC technology,smart programming,interlocking control.Analysis of PLC Automatic Control Mode in Hydraulic SystemsGUO Ganghua(Xuchang Electrical Vocational College,Henan 461000,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月 237接通时，则可以启动油泵，关闭加热器；（4）油温高开关，一旦接通，冷却水开始运行，用来降低油箱温度；（5）油温极高开关，一旦接通油泵将立即停止运行。3 PLC自动控制技术可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，融合了通信、自动控制、计算机三项技术的自动化控制装置，随着其技术的成熟和发展已被广泛应用于交通、冶金等多个工业领域。PLC的体积小，功能强，可靠性高，安装维修方便，可以适应较多的恶劣环境，已经成为现代工业技术的支柱之一。PLC自动控制液压系统。如今PLC技术好已经在社会的各个领域里广泛应用，PLC产品种类也更加多元，功能更加强大，例如欧姆龙PLC和AB的PLC，但是在我国Siemens的PLC应用更为广泛，且近年不断开发优化，推出了200smart、S7-1200等新款PLC，相加比相对更高，安装维修调试更方便，编程更简单。本研究选择了Siemens的200 smart PLC作为研究对象。Siemens的200smart的机型相对丰富，可以在很大程度上满足不同自动化设备的控制需求，所有机型均配备专用高速处理器芯片，基本指令的执行时间明显领先于同级别的PLC，可达到0.15s。此外，200 smart所配备的以太网接口可以支持多种工业以太网通信协议，例如Modbus TCP、PROFINET等，能够直接连接其他PLC、上位机、触摸屏等进行通信，省去了专用的编程电缆，更加经济快捷。本研究的PLC的CPU模块采用了Siemens 200 smart SR30，传感器用扩展模拟量模块AE04来连接，系统所需的参数状态显示通过网线连接触摸屏来实现，用启动和停止按钮来操作电机加热器和冷却水阀。4 系统的设计和实现系统结构图。液压系统结构图如图1所示。控制系统硬件设计。在本研究中，液压系统的主油泵是独立启动的。电磁溢流阀在油泵启动5秒后自动通电，并产生系统压力；加热器、循环油泵、水阀主要采用手动和自动两种模式，手动模式可以通过按钮启动和停止，自动模式需要通过油温控制来实现。PLC外部接线图如图2。控制系统软件控制。本研究的Siemens的200smart PLC使用了STEP7-Micro WINSMART编程软件，触摸屏为WINCC flexible SMART V3编程。PLC200 smart编程。先在软件中进行组态，要注意与所选型号保持一致。为了方便调试及使用，可先根据符号表定义PLC中的输入输出地址，再进行编程。其编程使用了梯形图，主要包括两部分：分别为对液压系统的连锁控制和对触摸屏上的通信及液压系统的参数显示。液压系统的连锁控制。（1）油泵电机的连锁操作。按下启动按钮后，油泵电机将开始运行，电磁溢流阀在油泵运行5s后通电，系统压力同步建立；按下停止按钮，油泵电机与电磁溢流阀先后停止运行，系统压力为零。如果油箱温度过低，即使按下启动按钮，油泵电机也不会运行，当油温过高或液位过低时，油泵电机会自动停止运行，这是液压系统的自我保护机制。（2）循环油泵连锁运行。该连锁运行包括自动和手动两种模式，手动按下循环油泵电机启动或停止按钮，循环油泵电机将立即工作或停止；在自动模式下，一旦水阀或者加热器运行，循环油泵电机就会自动运行，当油液液位低于标准限时，循环油泵电机将自动停止运行。（3）加热器连锁运行。该连锁运行同样包括自动和手动两种模式，手动模式需要人工按下启动和停止按钮，加热器随即启动或停止；在自动模式下，如果油温较低，加热器将自动启动，当油温超过30或者液位较低时，加热器自动停止运行。系统调试。系统构建包括选型、设计、调试一整个过程，其中系统调试是最重要的，需要注意以下几点：（1）接线时需要严格按照设计图纸进行，接线完成后需要进行仔细检查，确定检查无误后再送电。（2）由于油泵电机、循环电机等包括手动和自动两个模式，所以调试的时候手动和自动模式都需要进行严格测试。（3）接近开关的显示需要在触摸屏上分别进行测试。5 结语当前电气自动化控制系统已开始进入现代化市场，有效提升了企业的竞争力。但随着科技和时代的发展，电气自动化控制系统也需要不断创新，促进其系统设计的合理性和创新性是保持该系统核心竞争力的关键。参考文献1 汪永茂,于帅,方斌,向超.基于DSP的集成式船舶液压站电气控制系统设计J.船电技术,2020,40(11):31-35.2 李超,张文波.液压支架电气自动化控制关键技术的探析J.机械管理开发,2020,35(04):208-209+231.图1 液压系统结构图图2 PLC外部接线图