一种基于PLC控制的液压操纵试验台.docx

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一种基于PLC控制的液压操纵试验台

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【摘要】本文针对产品装配试验的生产需求，经过详细的方案论证及评审，设计出一台速度平稳、工作可靠、响应精度高、保压、作动筒协调一致、自动化程度高的液压操纵试验台。本文包括了液压系统方案制定，各系统组成及行程控制介绍等内容。

【关键字】方案制定原理图试验台组成行程控制

引言

随着科学技术的发展，新型液压元件、液压系统的计算机辅助设计、机电一体化技术、可靠性技术的日渐成熟，航空液压技术将向着包括传动、控制、检测在内的综合自动化技术方向进一步发展，本液压操纵试验台力图在现有技术基础上进行创新、改进和融合，以更好满足实际需求。

正文

1、技术需求及液压系统方案制定：

1.1技术需求：

在产品装配试验中，需要同时控制多个作动筒，两个主作动筒和八个辅助作动筒，其中主作动筒活塞杆推出、收回实现功能需求；辅助作动筒活塞杆伸出、缩回实现定位插销功能。各执行元件动作之间存在顺序、转换和互锁要求，整个工作过程要求速度平稳、工作可靠、响应精度高、主作动筒推出及辅助作动筒伸出状态应保压，并且辅助作动筒动作应同步。

1.2液压系统方案制定：

根据试验台的设计任务和辅助作动筒、主作动筒的工况分析，该试验台对液压作动筒的速度、行程、动作顺序、动作衔接以及定位缸的同步有较高的要求，因此速度控制及同步控制是该试验台要解决的主要问题，速度的调节、动作的衔接及稳定性和定位作动筒同步是该试验台液压系统设计的核心.

1.2.1速度控制回路的选择：

该试验台要求有较好的速度稳定性和速度负载特性，故采用调速阀调速，所以该试验台采用变量泵加调速阀的调速回路。另外还要求试验台具有自动循环功能，所以调速阀选用比例调速阀。

由于该试验台实际工作时工作时间短，通过加大液压系统的散热力度，能够弥补单泵供油时系统发热快的缺点，所以经过分析采用单泵供油。

由于选定了节流调速方案，所以油路采用开式循环油路。

1.2.2速度控制回路的选择：

由于该系统控制两组液压作动筒的工作，为保证两作动筒的顺序工作，且换向位置精度准确，所以电磁换向阀的中位机能选择O型，为消除O型中位机能电磁换向阀换向时的液压冲击，选择比例电磁换向阀，为了减少安装时的布管，采用O型中位机能的三位四通比例换向调速阀，定位作动筒的行程采用接近开关和压力继电器配合来控制，主作动筒的行程采用位移传感器来控制。

1.2.3压力控制回路的选择：

由于两种作动筒的压力不同，主作动筒的工作压力大，定位作动筒的工作压力小，而该系统采用单泵供油，所以将主油路压力设为主作动筒压力，通向主作动筒；通过减压阀将主油路的压力减小后通往定位作动筒的支路。主油路采用比例溢流阀来调整泵的出口压力。

1.2.4作动筒锁紧方案的确定：

由试验台技术要求可知，在主作动筒推出及定位作动筒伸出状态时均应保压，所以在每个作动筒的支路上均设置有液压锁，且换向阀的中位机能选择“O”型，目的是在主作动筒推出、收回及定位作动筒伸出、收回状态时，在一定时间内处于保压状态,使其工作稳定、可靠。

1.2.5定位作动筒同步方案的确定：

由试验台技术要求可知，每四个定位作动筒工作时应基本同步，所以在每个开锁作动筒的支路上均放置了一台调速阀和四个单向阀组成的调速桥式回路，当定位缸插销锁紧时为进油节流调速；当定位缸开锁时为回油节流调速，同时与三位四通比例换向调速阀一起来控制四个定位作动筒同步工作。

1.2.6监控装置的设置：

由于该试验台对系统压力、流量、温度要求较高，所以在液压系统的相应部位设置有检测装置。

为了监视系统的流量，在系统的主路上及两组作动筒的进油支路上各设置有高压涡轮流量计。

为了监视系统的压力，在泵的出口处和两组作动筒的进油支路上各设置有压力传感器，这些传感器除对系统工作时对系统进行监控外，还在自动循环工作时通过比例阀对其进行修正。

为了能保证系统油液的温度不超过限定值，在系统的回油管路上设置有一台一体化温度传感器，监测液压操纵试验台的工作油温；控制散热器的启动与停止，当监测到工作油温大于等于设定的温度上限值时，系统报警停机。

1.2.7作动筒行程的控制：

1.2.7.1定位作动筒行程的控制：

由于定位作动筒安装位置紧凑，根据安装位置，采用接近开关与压力继电器相结合的控制方法来控制行程，即在无杆腔设置接近开关，在有杆腔油路上设置压力传感器，来精确控制行程。

1.2.7.2主作动筒行程的控制：

根据主作动筒的安装位置，在主作动筒的缸筒与缸轴之间设置一台位移传感器，控制主作动筒的行程。

1.2.8过滤方案的设置：

为了使系统的油液污染度不低于标准，在系统的主路上放置了5μm和1μm两台不同精度的过滤器，该种精度组合的过滤方案，经过循环过滤，可以使系