《可编程控制器应用技术》课件第11章.ppt

第11章淬火机控制系统设计

11.1液压淬火机的构造及控制要求

11.2淬火机PLC软件设计

习题

11.1液压淬火机的构造及控制要求

淬火系统由加热系统、冷却液与淬火液循环系统、液压系

统、淬火机电气控制系统等部分组成。加热系统将一定规格的

钢板按照标准加热，为淬火机提供工件；冷却液系统利用软化

水对液压油进行冷却，冷却水在工作过程中是绝对不可以停的；

淬火液循环系统为淬火机提供一定温度的均匀的淬火液。下面

重点介绍淬火机的液压与电气控制系统。

11.1.1液压系统的组成及功能

液压系统主要是为机械系统提供动力，此外在机构的下降

过程中还具有缓冲功能。

淬火机的结构如图11-1所示。其中，1号油缸可使工件夹紧

变形(松夹掉落)，使直钢板成为设定的弧形；2号油缸可使夹紧

的工件前后摆动，淬火均匀；3号油缸可使工作台落下(抬起)，

工件进入(离开)液体中。电磁阀共四个，从上往下依次为：负

责整个油路通断的油路总开关电磁阀，为3号油缸供油的电磁

阀，为1号油缸供油的电磁阀，为2号油缸供油的电磁阀。此外，

还有油箱、油泵、压力表等。

图11-1淬火机结构示意图

11.1.2电气控制系统的组成

电气控制系统由两部分组成：控制面板和控制箱。

控制面板如图11-2所示。选择开关用于选择系统处于“手

动”、“自动”或“试片”状态，在任何状态下操作选择开关系

统都会立即退出当前状态并进入被选择的状态；在任何状态下

“运行”和“停止”都用于控制电动机的启动和停止，“指示”

用于显示电动机的状态；仅在“手动”状态时，按下“夹紧”、

“松夹”、“前摆”、“后摆”、“抬起”、“落下”按钮进行

相应的动作，松开按钮处于保持状态；仅在“自动”或“试片”

状态时，“启动”按钮起作用，用于启动一个淬火周期。

控制箱内电路如图11-3所示。图中，TA为外时间继电器的触

点；SQ为位置开关，用于限制自动运行时抬起的高度；KA1～

KA6为电磁阀线圈；KT为时间继电器的线圈。

图11-2控制面板

图11-3淬火机控制电路

淬火机的电气元件如表11-1所示。

此外，控制电路还采取了下列抗干扰措施：

(1)正确地接地，淬火机机身良好接地。

(2)控制线均采用屏蔽电缆，屏蔽层两端接地。

11.1.3系统控制要求

系统有三种工作方式：手动、自动和试片。

1.手动工作方式的控制要求

(1)选择工作方式为“手动”。

(2)系统加电，PLC得电，按“运行”按钮，油泵工作，指

示灯亮，系统开始初始化，1号油缸收回，松夹；2号油缸收回

前摆，可装料；3号油缸伸出，工作台抬起，系统处于等待状

态。

(3)按下SB3，夹紧工件；按下SB4，松夹。

(4)按下SB5，前摆；按下SB6，后摆。

(5)按下SB7，工作台落下；按下SB8，工作台抬起。

在手动工作方式，按下任何按钮动作，松开按钮保持。按

“启动”不起作用。

2．自动(试片)的控制要求

系统加电，油泵工作。

(1)选择工作方式为自动或试片。

(2)初始化，1号油缸伸出，松夹；2号油缸伸出，可装料；

3号油缸收回，工作台抬起，系统处于等待状态。

(3)把工件放在工作台上。

(4)按下“启动”按钮得电。

(5)夹紧工件1s后，工作台落下；同时摆动(周期为1.5s)，

启动外部时间继电器(摆动总时间由外定时器控制)。

(6)外定时器延时结束，摆动结束。

(7)前摆1s，1号油缸收回松夹，2号油缸伸出，工件掉落

(试片无此步)。

(8)系统返回初始状态。若在自动状态则可继续工作；若

试片，则可人工取出试淬板簧进行检验。

11.2淬火机PLC软件设计

由表11-1和图11-3可以看出，PLC的输入有11点，输出有7

点，共18点，选用24点的西门子CPU224便可满足要求，其余6

点备用。

11.2.1PLC资源分配

淬火机的PLC资源分配如表11-2所示。

11.2.2系统控制流程图

淬火机系统控制流程图如图11-14所示。

图11-14淬火机系统控制流程图

11.2.3自动控制时序图

淬火机自动控制时序图如图11-5所示。

图11-5淬火机自动控制时序图

11.2.4梯形图

淬火机控制系统梯形图如表11-3所示。

说明：程序由三大部分组成。第一部分为状态选择，以决

定系统工作于何种状态；第二部分为程序主体，控制程序的流

程，是程序的核心；第三部分为驱动部分，仅与输出有关。电

磁阀的驱动与电磁阀的装