Y32-315液压机控制电路设计
PLC简单介绍
在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介。
PLC的构成
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU的构成
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
PLC的优点
PLC的可靠性高，抗干扰能力强。传统的继电器控制系统中使用了大量的小型继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替小型继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线系统可以减少到继电器控制系统的十分之一甚至百分之一，因为触点接触不良造成的故障大为减少。PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的小型继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减，从而减少了大量的成本。
除了上述优点外，PLC的故障率很低，且有完善的自诊断功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程设备提供的信息方便地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。
液压机的简介及应用
液压机的工作原理，液压机（又名：油压机）利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。当然，用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具，而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。
液压机按结构形式现主要分为：四柱式、单柱式（C型）、卧式、立式框架等。
按用途主要分为金属成型、折弯、拉伸、冲裁、粉末（金属，非金属）成型、压装、挤压等
大型锻造液压机是能够完成各种自由锻造工艺的锻造设备，是锻造行业使用最广泛的设备之一。目前有800T、1600T、2000T、2500T、3150T、4000T、5000T等系列规格的锻造液压机。
四柱液压机适用于可塑性材料的压制工艺。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（热）挤压金属成型、薄板拉伸以及横压、弯压、翻透、校正等工艺。
与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势，在工业领域尤其是汽车工业中得到了越来越多的应用。
在汽车工业及航空、航天等领域，减轻结构质量以节约运行中的能量是人们长期追求的目标，也是先进制造技术发展的趋势之一。液压成形（hydroforming）就是为实现结构轻量化的一种先进制造技术。
液压成形也被称为“内高压成形”，它的基本原理是以管材作为坯料，在管材内部施加超高压液体同时，对管坯的两端施加轴向推力，进行补料。在两种外力的共同作用下，管坯材料发生塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。
液压成形技术优点是对于空心变截面结构件，传统的制造工艺是先冲压成形两个半片，然后再焊接成整体，而液压成形则可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心结构件。与冲压焊接工艺相比，液压成形技术和工艺有以下主要优点：
（1）减轻质量，节约材料。对于汽车发动机托架、散热器支架等典型零件，液压成形件比冲压件减轻20%～40%；对于空心阶梯轴类零件，可以减轻40%～50%的重量。
（2）减少零件和模具数量，降低模具费用。液压成形件通常只需要1套模具，而冲压件大多需要多套模具。液压成形的发动机托架零件由6个减少到1个，散热器支架零件由17个减少到10个。
（3）可减少后续机械加工和组装的焊接量。以散热器支架为例，散热面积增加43%，焊点由174个减少到20个，工序由13道减少到6道，生产率提高66%。
（4）提高强度与刚度，尤其是疲劳强度，如液压成形的散热器支架，其刚度在垂直方向可提高39%，水平方向可提高50%。
（5）降低生产成本。根据对已应用液压成形零件的统计分析，液压成形件的生产成本比冲压件平均降低15%～20%,模具费用降低20%～30%。
（6）液压成形工艺在汽车、航空、航天和管道等行业有着广泛的应用，主要适用于：沿构件轴线变化的圆形、矩形或异型截面空心结构件，如汽车的排气系统异型管件；非圆截面空心框架，如发动机托架、仪表盘支架、车身框架（约占汽车质量的11%～15%）；空心轴类件和复杂管件等。图2即为液压成形工艺应用于汽车工业中所制造出的一些典型零件。
（7）液压成形工艺的适用材料包括碳钢、不锈钢、铝合铜、铜合金及镍合金等，原则上适用于冷成形的材料均适用于液压成形工艺。
方案
用可编程控制器（PLC）、时间继电器、塑料外壳式断路器、压力继电器、小型继电器、热过载继电器、小型断路器、控制变压器、帯其配套使用的辅助触头的交流接触器构成方案二的控制电路和其主电路。同样是实现电路的电动与半自动动作，其电路图见附录二和附录三。
用可编程控制器（PLC）和小型继电器代替小型继电器来实现液压机的动作顺序，电路变得更加简单，就单单在按钮站上就少了很多的触点，省去了不少接线的时间。在排版上也可以放得宽松，使用80厘米的箱子，长期积累下来，在制造费上可以省下不少钱。同时，可编程序控制器（PLC）设备具有许多继电器设备所没有的优点：
（1）编程方法简单易学 梯形图是使用最多的PLC的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路的电气技术人员只需花几天的时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。
（2）功能强，性能价格比高 一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC还可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。
（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和中小型交流接触器。
（4）可靠性高，抗干扰能力强 传统的继电器控制系统中使用了大量的小型继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替小型继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可以减少到继电器控制系统的十分之一甚至百分之一，因为触点接触不良造成的故障大为减少。PLC使用了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，已被公认为最可靠的工业控制设备之一。
（5）维修工作量小，维修方便 PLC的故障率很低，且有完善的自诊断功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程设备提供的信息方便查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。
（6）体积小，能耗低 PLC控制系统的配线比继电器控制系统的配线少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少很多安装接线工时，加上开关柜体积的缩小，可以节省大量的费用。
