基于组态软件及PLC的液压滑台控制
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[摘 要]该文介绍了一种PLC控制的液压滑台教学模型，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，可靠性高。基于MCGS软件设计出监控人机界面，使液压滑台的动作形象化，提供较清晰、直观、准确的工作台运行状态，充分提高系统的工作效率。
[关键词]液压滑台 PLC 控制
中图分类号：F426.91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0341-01
0、引言
液压动力滑台在组合机床中已得到广泛应用，组合机床中的工作台自动往返及夹紧工件的主要部件都是通过液压滑台实现的。液压滑台通过液压传动系统可以进行无级调速，冲击力小，正反向平稳运动，便于频繁地换向等工作。配置相应的动力头、主轴箱及刀具后可以对工件完成加工各种孔、端面等工序，它的性能直接关系到机床质量的优劣。生产上多采用继电器逻辑线路对其加工过程进行自动控制，这种线路由于它的机械触点多、接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性也较差，因此越来越满足不了现代化生产过程复杂多变的控制要求①。
1、动力滑台液压系统以及工作原理分析
1.1 液压系统
动力滑台液压系统如图1，实现的工作循环是：夹紧工件快件工件等待快退原位卸荷。
工作循环如图2所示，电磁铁动作顺序表如表1。
1.2 控制总体要求分析
1）必须在夹紧状态下，压力继电器KP动作，动力滑台才能起动。
2）按下起动按钮，动力滑台在原位时能实现“滑台快进压下SQ2滑台工进压下SQ3暂停延时快退压下SQ1原位停止及液压泵卸荷”等工作程序且滑台具有自动循环、单周、正反快点动、停止等功能。
3）动力头的主轴采用三相异步双速电动机。当快进转为工进时，主轴自动起动、快退时应使刀具离开工件才能停止。主轴有低速工作和高速工作，并且高速应由低速起动再转为高速工作。同时主轴有点动调整。
2、PLC控制设计
2.1 PLC硬件设计
本系统采用西门子S7-200PLC为控制器，系统共需要开关量输入点11个，开关量输出点10个，输入输出点数共计21个，考虑经济性及今后可扩展功能留有余地，选用CPU226机型，该机有12个输入12个输出，其I/O功能和指令系统能满足动力滑台的控制要求。
I/O分配表及PLC输入输出接线见表2和图2
在图2中，总共用了两个选择开关，一个为选择滑台的工作方式，当开关接通I0.7时，为自动/单周的工作方式；当开关接通I1.0时，为手动工作方式，此开关只能选择其一，手动方式时，可以进行快进点动及快进退回，另外设置了总停按钮，按下SB5，KM4线圈失电，KM4线圈失电，PLC失去电源，电磁铁停止工作，动力滑台停止进给。另一个选择开关为主轴的低速和高速开关，其中选择高速开关I1.1被接通，需要先低速启动，再高速运行。I1.2连接的是油压继电器开关，如果工件被夹紧，油压继电器动作，这时工作台才能工作。
2.2 PLC软件设计
软件设计可采用步进指令进行编程，编程思路如图3所示。程序描述如下：将SA扭到自动位置，系统可以根据顺序控制设计的方法，实现夹紧（YV1得电）滑台快进（YV2，YV4得电）压下SQ2滑台工进（YV2得电，YV4失电）压下SQ3暂停延时快退（YV3，YV4得电）压下SQ1原位停止及液压泵卸荷（YV5得电）。在整个工作过程中，液压泵是一直得电状态的，系统加工的过程中，工件是一直夹紧状态，故液压泵和夹紧工件的电磁阀YV1，可以用置位指令（S）。在系统工进的时候，主轴自动起动，主轴是由双速电动机构成，故主轴有低速工作和高速工作，并且高速应由低速起动再转为高速工作。快退时应使刀具离开工件才能停止。在系统中快进和快退，是调速阀YV4得电才能使滑台快速运行，需注意重线圈现象。本系统利用调用子程序，来切换自动状态和手动状态，两种状态只能出现一种，当开关扳到任意状态，系统都清零复位状态后再开始运行。开关扭到手动状态，通过点动按钮SB3，SB4实现动力滑台点动快进和点动快退的功能，注意此时应该使液压泵打开才能实现手动功能。
液压滑台监控系统涉及到动画窗口制作、数据对象建立、plc设备通讯、数据采集、报警输出等多项组态操作，该系统通过数据采集，将系统实现滑台的动作过程，完成滑台的实时数据的采集和信息。通过人机交互界面监控液压滑台设备的运行状况。系统需要沟通并协调工作台和夹紧缸之间的关系，控制和检测整个滑台运行及加工过程。
3、结束语
目前，该液压滑台系统模型完成了安装调试，并已投入使用。通过PLC对液压滑台控制，实现了液压滑台整个工作方式，在液压滑台系统中由现场控制层和上位机监控层两层结构所组成。现场控制层以PLC为控制器实现对液压滑台控制；上位机监控层基于MCGS平台开发，对数据的集中处理，通过指示灯的亮灭标明系统的运行状况，可视性强，通过标签按钮显示系统的关键运行参数，对于错误的产生进行报警提示。对滑台的运行方向及加工过程进行合理的控制，方便人们对现场进行控制和管理。
参考文献
[1] 乔培平，基于PLC的液压滑台控制系统设计[J]2013.11
[2] 黄志坚，液压系统控制与PLC应用[M]北京：中国电力出版社.2010
作者简介：
李庆梅（1978～），女，吉林人，硕士，副教授，主要研究方向为自动控制