PLC课程设计YA32200四柱式万能液压机系统.docx

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PLC课程设计YA32200四柱式万能液压机系统

YA32—200四柱式万能液压机系统

电气控制系统设计

班级：

机械0805

姓名：

学号：

指导老师：

一、YA32-200四柱式万能液压机的工作原理

YA32-200四柱式万能液压机的结构

YA32-200四柱式万能液压机液压系统的组成

YA32-200四柱式液压机的液压系统原理

二、液压机电继电器-接触器电气控制设计继电器-接触器电气控制电路图分析及设计电气元件的选择

三、液压机可编程控制器系统的设计

PLC控制系统的设计原则

PLC控制系统的设计步骤

PLC选型

PLC系统的接线外设元器件选择

PLC程序设计

程序调试

四、总结

五、参考文献

.YA32-200四柱式万能液压机的工作原理

YA32-200实物图片

1.YA32-200四柱式万能液压机的结构

液压压力机的英文名称是hydraulicandoilpress液压压力机又称液压成形压力机，使用

各种金属与非金属材料成型加工的设备。

液压压力机主要是有机架、液压系统、冷却系统、加压

油缸、上模及下模，加压油缸装在机架上端，并与上模联接，冷却系统与上模、下模联接。

其特

征在于机架下端装有移动工作台及与移动工作台联接的移动油缸，下模安放在移动工作台的上面。

液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式，YA32-200四柱万能液压机是四柱式

的，它主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成，结构原理图如图1-1

所示。

图1-1四柱液压机结构原理图

1-床身2-工作平台3-导柱4-上滑块

5-上缸6-上滑块模具7-下滑块模具

液压机的主要运动是上滑块机构和下滑块顶出机构的运动，上滑块机构由主液压缸（上缸）驱

动，顶出机构由辅助液压缸（下缸）驱动。

液压机的上滑块机构通过四个导柱导向、主缸驱动，实现上滑块机构“快速下行t慢速加压t保压延时t快速回程t原位停止”的动作循环。

下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑快顶出机构实现“顶出t返回t停止”动作循环，如图1-2所示。

YA32—200型四柱万能液压机是一种液压机典型产品，其主液压缸最大压制力为2MN该机的液压

系统采用普通液压阀控制。

下

缸

上

缸

图1-2液压机的工作循环

2.YA32—200四柱式万能液压机液压系统的组成

YA32—200系统中的液压源为主泵3和辅泵1.主泵压力由远程调压阀9设定。

辅泵1为小流

量定量泵，主要主用是作电液动换阀10和4的控制油源，其工作压力由溢流阀2控制。

系统的两执行元件为主缸和顶出缸，两液压缸的换向分别有电液动换阀4和10控制。

液控单向阀14在主

缸快速下行是开启副油箱18向主缸充液。

液控单向阀12用于主缸快速下行通路和快速回程通路，单向阀13为主缸慢速下行时回油。

单向阀16用于主缸的保压，阀15为带阻尼孔的卸荷阀，用于

主缸保压结束后换向前主泵1的卸荷。

节流阀7及背压阀6用于保持顶出缸下腔所需的力。

阀5

用于阀6阻塞时系统的安全保护。

压力继电器用作保压起始时的信号发出装置。

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图1-3液压系统原理图

1-辅泵；2、8-溢流阀；3-主泵；4、10-三位四通电液动换向阀；5-安全溢流阀；

6-背压溢流阀；7-节流阀；9-远程调压阀；11-二位四通电磁换向阀；12、14-液控单向阀；13、

16-单向阀；15-卸荷阀；17-压力继电器；18-副油箱

3.四柱式液压机的液压系统原理

⑴主缸

1快速下行按下启动按钮，1DT与5DT接通，阀10切换到右位，阀11切换到右位，辅泵

1的控制压力油经阀11将液控单向阀12打开，此时主油路的流动路线为

进油路：

主泵换向阀10（右位）7单向阀16~主缸无杆腔

回油路：

主缸有杆腔t液控单向阀127换向阀10（右位）7*换向阀4（中）

“单向阀13-

此时主缸快速下降，泵3流量不足，阀14在液位高度与大气压的作用下打开，副油箱中的油

液经阀14进入主缸无杆腔。

2减速加压当主缸滑块上的活动挡块压下行行程开关XK2,电磁铁5DT断电使换向阀11复

位至左位，阀9关闭。

此时无杆腔压力升高，阀14关闭，主缸转为慢速接近工件和加压阶段。

系

统油液的流动录像为

进油路：

同快速下行

回油路：

主缸有杆腔t单向阀13宀换向阀10（右位换向阀4（中油箱

3保压延时当主缸上腔的压力达到设定值时，触发继电器17,使1DT断电，阀6复位至中

位，主缸上、下油腔封闭，系统保压，单向阀16保证了主缸上腔良好的密封性，主腔上腔保持高

压，保压时间由时间继电器调整，保压阶段只有液压泵低压卸荷，系统中无油液流动。

主泵3宀换向阀10（中位换向阀4（中位油箱

4卸压回程保压时间结束时，时间继电器发出信号，使2DT通电，换向阀10换至左位，主缸进入回程阶段。

如果此时主缸上腔立即与回油想通，会引起振动和噪声，所以必须先卸压后回

程。

当换向阀10切换至左位后，主缸上腔还未卸压，压力很高，阀15开启，因此有

主泵3宀换向阀10（左位阀15t油箱

此时主泵3在低压下运行，尚不足以打开阀14的主阀芯，但能打开阀内部的卸荷小阀芯，高

压油由卸荷小阀芯的开口泄回副油箱18,压力逐渐降低至使阀15关闭为止。

卸压结束后，顶开

阀14主阀芯，此时系统的油液流动路线为

进油路：

主泵3宀换向阀10（左位单向阀9宀主缸有杆腔

回油路：

主缸无杆腔t阀14t副油箱18

5停止主缸挡块压下XK1时，2DT断电使换向阀10复位至中位，主缸活塞被该阀的M型机能的中位锁紧而停止运动，回程结束，油液流动同保压阶段。

⑵顶出缸

顶出缸的运动应与主缸实现互锁。

阀10处于中位状态。

1顶出当主缸挡块碰到XK1时，3DT通电，换向阀4切换至左位，油液流动路线为

进油路：

主泵3t换向阀10（中位）t换向阀4（左位）t顶出缸无杆腔

回油路：

顶出缸有杆腔t换向阀4（左位）t邮箱

2停止顶出杆顶出，当挡块碰到XK4时，断开3DT,同时触发时间继电器。

此时油的流动

同主缸停止时。

3返回时间继电器定时时间到后，接通4DT换向阀4切换至右位，油液流动路线为

进油路：

主泵3宀换向阀10（中位换向阀4（右顶出缸有杆腔

回油路：

顶出缸无杆腔t换向阀4（右）7油箱

返回至碰到行程开关XK5,4DT断电。

顶出缸再次停止工作。

表1为3150KN通用液压机的电磁铁动作顺序表

动作程序

1Y

2Y

3Y

4Y

5Y

上

缸

快速下行

+

+

慢速加压

+

保压

泄压回程

+

停止

下

缸

顶出

+

停止

退回

+

二、液压机电继电器-接触器电气控制设计

㈠继电器-接触器电气控制电路设计

电气元件自动控制能减轻操作人员的劳动强度，提高工作机械的生产效率和产品品质，而且

能够实现手动控制难以完成的诸如远距离集中控制。

继电器一接触器控制系统能够完成电气元件

的自动控制，而且结构简单、价格便宜。

能够满足生产机械一般生产的要求，获得了广泛的应用。

下面介绍YA32-200液压系统的继电器一接触器控制系统，能够实现自动控制和手动控制。

（1）.继电器-接触器电气控制电路图

根据设计要求，设计出如图所示的继电器-接触器电气控制电路图。

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1启动电机一一按启动按扭SB2,1KM得电吸合，其常开接触器1KM闭合，电机启动，泵供油，电磁铁全部处于失电状态，主泵2输出的油经三位四通电液换向阀10中位及阀4中中位流回油箱，空载启动。

2主缸快速下行一一按启动按扭3SB,1K得电吸合，其控制的常开常开1K闭合，电磁铁YA5YA先后得电，阀10换至右位，控制油经阀11右位使液控单向阀9打开，从而实现主缸快速下行。

3主缸减速压制一一当上缸滑块降至一定位置触动行程开关2SQ后,其常闭触点失电断开，

电磁铁5YA失电，阀11处于原位，液控单向阀12关闭。

4主缸保压延时一一当上缸上腔压力达到预定值时，压力继电器KP吸合，其常闭开关KP

断开，使电磁铁1Y失电，阀10回中位，上缸的上、下腔封闭，单向阀13和充液阀14使上缸上腔保压，保压时间由时间继电器KT调整。

5主缸卸压回程段一一保压过程结束，时间继电器KT发出信号，其控制的常开触点KT闭

合，中间继电器2K得电吸合，电磁铁2YA得电，阀10换至左位，同时常开触点开关2K闭合，形成自锁。

6主缸原位停止——当上缸滑块上长至触动行程开关1SQ其常闭触点失电断开，电磁铁2YA

失电，阀6处于中位，泵卸载。

7顶出缸顶出一一按下开关6SB,中间继电器3K得电，电磁铁3YA得电，换向阀4换至左

位，从而实现顶出缸顶出。

8顶出缸退回一一按下按钮7SB,电磁铁3YA失电，4YA得电，换向阀4换至右位，下液压

缸活塞下行，退回。

9顶出缸停止——当顶出缸压倒行程开关4SQ或按下停止按钮，电磁铁4YA失电，换向阀

4换至中位，泵2卸荷，顶出缸停止。

（二）•电气元件的选择

序号

代号

名称1

数量

规格型号

备注

1

M1

电动机1

1

Y160L-4

额定功率为15KVy

2

M2

电动机2

1

Y90L-4

额定功率为1.5KW

3

FU1

熔断器—

1

RL1-60

熔断体额定电流为40A

4

FU2

熔断器

1

RL1-15

熔断体额定电流为4A

5

FU3

熔断器

1

RL1-15

熔断体额定电流为4A

6

FU4

熔断器

1

RL1-15

熔断体额定电流为4A

7

QG

电源总开关

1

HK1

额定电流为60A

8

Q

照明灯开关

1

HK1

额定电流为15A

9

HL1〜HL5

指示灯

5

AD1-22

额定工作电压为24V

10

ST1〜ST4

行程开关

4

LX19-121

11

KT

时间继电器

1

JS7-2A〜

220V

交流220V

12

1K〜5K

中间继电器

5

JZ7-44

交流220V

13

1YA〜5YA

电磁铁

5

4V320-10

直流24V

14

2SB,3SB,5S

B,6SB,7SB

起动按钮

5

LA20-22D

绿色指示灯

15

1SB,4SB,8S

B

停止按钮

3

LA20-22D

红色指示灯

16

KP

压力继电器

1

TK-10

17

1KM

接触器

1

CJ20-40

交流220V

18

TL1

直流变压器

1

BKZ-5A

220V

19

TL2

变压器

1

SBK/SG-50K

VA

21

HW

照明灯

1

PZ220-1