线棒材输出辊道液压站PLC控制研究

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线棒材是钢铁工业的重要产品之-，它广泛用于各项基础设施建设、建筑工程和金属制品行业。目前国内投产轧机的类型比重正在发生变化，小型线棒材轧机产能所占国内钢材总产能的比例在加大，并已成为我国新增产能最大的品种之-。我国是小型、线棒材生产第-大国，也是使用的第-大国，虽然我国已拥有多套先进的小型、线棒材轧机，但目前仍有-定数量的落后的小型、线棒材轧机在生产之中，其液压系统还是采用传统的继电器控制。

1 研究现状传统的液压站控制系统设计-般是采用各种继电器、接触器、开关及触点，按特定的逻辑关系组合来实现其起拓制功能的。其特点是：传统的继电器控制为全硬件控制，系统体积大、安全性差、可靠性低、安装困难、维护工作量大、结构复杂，逻辑关系-经确定就更改困难，因为更改继电器控制需拆线、接线乃至更换元器件，比较麻烦。传统的设计、施工与调试周期长，已经不能满足用户的需求。PLC控制功能强，性能价格比高，硬件配套齐全，用户使用方便、适应性强、可靠性高、抗干扰能力强、系统的设计、安装、调试工作量少，编程方法简单、维修工作量少、维修方便、体积孝能耗低。为此，以下介绍 PLC在液压线棒材冷床输出辊道液压站设计中的应用。

2 液压站控制系统的要求2.1 液压站的主要控制功能(1)液压站控制系统总共有 5台主泵(正常情况下开4备 1的工作状态)向外提供恒定的压力的作用；1台自循环泵进行控制油温的作用；每台主泵都有对应的卸荷阀在泵起动时打开，使其油温在20℃～35℃时再向主系统供油，并通过 PLC对液压能源实现油泵的起停和对液压系统压力或流量的调节。

(2)液压站的主要运行参数包括：回路压力、油箱温度，以及主要状态信号，其回路超压报警、超温报警、污染报警、油箱低液位报警等都能通过 PLC控制显示。

2.2 液压站的辅助控制功能(见 图 1)(1)自动检测和调节油箱中油液的温度。试验时根据需要由PLC设定三个温度点：20℃、55℃ 、65℃。

当油箱的油温大于等于55℃时，自动开启冷却系统；当油温小于 20℃时，启动加热器；当油温大于65℃时，系统报警并自动停止泵站的工作。

收稿 日期 ：2013-01-14基金项目：辽宁科技大学青年教师科研基金项目(2012QN28)作者简介：陈晓红(1977-)，女，辽宁鞍山人，讲师，硕士，主要从事液压技术方面的科研和教学工作。

2013年第7期 液压与气动 53(2)油位的自动检测和报警。油箱上安装液位继电器用于试验过程中自动监测油箱液位，当油箱液位低于最低液位设定值时，通过 PLC报警。

(3)回路超压报警卸荷。在主压力油路上，安装压力继电器。系统压力高于设定值时，继电器实现超压报警卸荷，以增加液压能源的安全性。

(4)污染报警。通过滤油器上的污染报警装置实现污染报警，并预留油液在线检测接口。

油冷却器 能力：50 kW图 1 液压站的辅助部份原理图3 控制系统组成及实现液压站控制系统是保证系统安全运行的可靠保证，采用PLC作为主控制器。系统硬件主要分为外围电路和核心单元两部分。

外围电路主要完成电机启动指令的驱动系统、回路压力、系统运行状态等信号的采集、处理和转换等。

核心单元(可编程控制器)主要完成信号处理，发出电机驱动指令和其他信号之间的通讯。

3.1 外围电路外围电路主要包括以下几个部分：(1)液压站压力监测。它通过两个压力传感器将泵源压力转换为4～20 mA直流信号。

(2)液压站温度监测。它通过 1个温度传感器将泵源温度转换为4～20 mA直流信号。

(3)电机运行状态信号监控。电机运行状态信号通过电机控制回路中的若干接点输入到 PLC的输入拈。所有信号的输入都经过光耦隔离，以提高抗干扰能力。

(4)电机驱动单元。电机启动信号由PLC发出，输出单元不直接驱动电机，而是通过 1个220 V、IOA的中间继电器带动电机操作回路。这样-方面提高了驱动能力，另-方面使得电气操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系统的安全可靠性。

3.2 核心单元根据系统的要求，其核心 PLC采用 SIEMENS的s7 00可编程序控制器，主要有以下几部分：(1)CPU224及系统软件。14路数字量输入/1O路数字量输出，它完成电压和电机运行状态监测，实时进行逻辑判断，发出电机分次自启动和停止指令。

(2)EM 223数字量扩展拈 ，16点输入/16点输出，24 V DC，6ES7 223-1 PL22XA0，完成卸荷阀、循环泵启动和停止、指示灯及主泵的反馈信号输出，通过出口中间继电器，驱动电机操作回路，完成电机分批自启动。

(3)EM 221数字量输入拈 16输入 24V DC完成温度、液位、压力、急停待控制。

4 系统软件设计电机 自启动系统软件主要任务为：(1)完成系统初始化。

(3)系统压力出现波动后，所有液压泵都会因为电气保护装置而强制退出运行，在此之前，程序已经做出判断电机状态信号。

(4)无论在正常状态下或是在电机 自启动过程中，PLC均实时监测系统的压力、流量和温度。

(5)通信接口程序。包括系统监测数据和故障信息，PLC将采集的压力、流量和温度信息、电机启动状态信息传输到上位机便于维护人员实时了解设备运行状况，同时接收来自其他的控制信号对液压站进行控制。总体程序框图如图2所示。

是启动按钮SB14台泵缸荷l二]二二三油温到泵l启动 l l0 s后泵2启动 f土 2Q§后泵3启动 f土 Q 后泵4启动 l至 故障处理[二正常运行止图2 程序流程图从整个液压站控制程序上看，将液压站的控制划分为主液压泵的控制程序、循环泵的控制程序、加热器的控制程序、卸荷阀的控制程序、液压站的油箱温度和54 液压与气动 2013年第7期DOI：10.11832/j.issn.1000-4858.2013.07.016自卸半挂车液压系统的设计石固欧，梅彦利Design of the Hydraulic System on Self-discharging Semi-trailerSHI Gu-OH，MEI Yan-li(承德石油高等专科学校，河北 承德 067000)摘 要：目前自卸半挂车普遍存在卸料不净、运输效率低-影响道路环保、运输货物易受污染等诸多问题，为此设计出-种新型自卸半挂车的液压系统，提出了自卸车举升、中停、限位、下降、过载保护、篷布开启与闭合的先进技术及主要元件的设计方法，为物料的运输提供了保障。

关键词：自卸；半挂车；液压系统设计中图分类号：TH137；TH138 文献标志码：B 文章编号：1000-4858(2013)07-0054-03引言目前，国内各行业物料的运输逐渐增多，而物料的运输离不开自卸车。但目前使用的自卸车车普遍存在运输效率低、卸料不净、影响道路环保、运输货物易受污染等诸多问题。针对这-现状，我们设计了-种新型自卸半挂车，该车结构合理、技术先进、操作方便，工作可靠，工作效率高，在自卸运输行业得到了普遍推广。方自装卸、自搅拌。

该 自卸半挂车主要由连接装置、车架、液压系统、支承装置、制动系统、悬挂系统、轮轴系统、车厢、顶棚1 2 3 4 5 6 7 8 9 101.连接装置 2.车架 3.液压系统 4.支承装置5.制动系统 6.悬挂系统 7.轮轴系统 8.翻转装置9.车厢 1O.顶棚装置图 1 自卸半挂车的结构简图收稿日期：2013，05-02作者简介：石固欧(1964-)，男，安徽安庆人，副教授，主要从事液压技术方面的教学和科研工作。

油箱液位控制程序；将油箱温度和油箱液位等开关与数字信号输人并传输给相应的内部继电器进行处理，再传输给现厨行控制；当相应的远程 I/O出现故障时，输入信号就会自动变成零，停止设备的运行以保护设备并显示相应的报警。

5 结论采用PLC作为液压站控制系统的主要控制器，不但使整个液压站控制系统的可靠性、自动化程度得到了提高，而且便于使液压站控制系统成为-个独立的自主监测、自主控制的系统，辅助控制功能完善，便于系统的维护，有利于系统安全正常的运行，还为将来设备的扩充创造了条件。