離合器片成型機(jī)論文正文

1、1、mlw21.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2壓力機(jī)簡(jiǎn)介錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3壓力機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀錯(cuò)誤！未定義書簽。2、設(shè)計(jì)任務(wù)22.1設(shè)計(jì)要求22.2總體設(shè)計(jì)方案23、機(jī)械部分設(shè)計(jì)33.1支撐柱設(shè)計(jì)33.2螺栓連接設(shè)計(jì)33.3加熱板設(shè)計(jì)43.4下底板的設(shè)計(jì)44、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)54. 1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和n容54.2液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇64.3液壓主要尺寸的確定64.4液壓泵的選擇124.5電動(dòng)機(jī)的選擇124.6液壓站組成及工作原理124.7管道尺寸的確定174.8 液壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖185、電器部分設(shè)計(jì)195.1可編程控制器的選擇195.2可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的要點(diǎn)205.3

2、可編程控制器基本特點(diǎn)215.4可編程控制器的基本性能235.5可編程控制器的梯形圖25總、 27 27sc i射271、緒論2、設(shè)計(jì)任務(wù)2.1設(shè)計(jì)要求 了解離合器片成型機(jī)的用途，主要構(gòu)成，策劃系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案.。 完成離合器片成型機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)。包括：機(jī)身；液壓系統(tǒng)；滑塊；專川汕缸；加熱板; 控制系統(tǒng)框閣。 完成離合器片成型機(jī)的電氣部分設(shè)計(jì)。包桮：電機(jī)降壓起動(dòng)原理閣；plc控制器外圍電路 系統(tǒng)原理圖；溫度控制原理圖；plc控制梯形圖。 最高壓力：200噸； 敁大行程：1米； 加熱最大功率：6000 加熱敁大溫度：300度； 電動(dòng)機(jī)功率：17kw: 壓力時(shí)間間隔：1分鐘。2.2總體設(shè)計(jì)

3、方案(1) 了解離合器片成型機(jī)的用途，主要構(gòu)成。調(diào)研國(guó)a外發(fā)展情況及趨勢(shì)，策劃系統(tǒng)的總體 結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案。通過對(duì)相關(guān)資料的杏詢，了解壓力機(jī)的發(fā)展形勢(shì)，壓力機(jī)的一般結(jié)構(gòu)，工作原 現(xiàn)和零件的選用等，對(duì)離合器片成型機(jī)有個(gè)總體的構(gòu)思。(2) 參照現(xiàn)耔的叫柱單缸壓力機(jī)，首先設(shè)計(jì)液壓缸：根據(jù)設(shè)計(jì)題目提供的工作量，確定液壓 缸的主要尺寸，乜括液壓缸的內(nèi)外經(jīng)，缸橫厚，活塞桿的尺、b密封等；液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。w 設(shè)計(jì)機(jī)械部分：確定壓力機(jī)上橫梁，支撐柱，加熱板，下底板及其下底板與磨具的連接型式；w 進(jìn)行液壓系統(tǒng)的沒計(jì)，還要對(duì)機(jī)器的工作情況進(jìn)行詳細(xì)地分析，考慮下面幾個(gè)問題：確定該機(jī)器 中哪些運(yùn)動(dòng)需耍液壓傳動(dòng)來(lái)完成；

4、確定各運(yùn)動(dòng)的丄作順序和各執(zhí)行元件的丄作循環(huán)；確定液壓系 統(tǒng)的主要工作性能。例如：執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、調(diào)速范闈、最大行程以及對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求， 確定各執(zhí)行元件所承受的負(fù)載及其變化范闌；確定各執(zhí)行元件所承受的負(fù)載及其變化范圍。然g，考慮以k兒個(gè)問題擬定液壓系統(tǒng)原理閣：采川何種型式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；確定調(diào)速方案 和速度換接方法；如何完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的a動(dòng)循環(huán)和順序動(dòng)作；系統(tǒng)的調(diào)壓、卸份及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的換 向和安全互鎖等要求；壓力測(cè)量點(diǎn)的合理選擇。通過液壓系統(tǒng)計(jì)算確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，以便按照這些參數(shù)合理選擇液壓元件和沒計(jì) 非標(biāo)準(zhǔn)元件。計(jì)算液壓缸的主要尺十以及所需要的壓力和流量,計(jì)算液棖泵的工作壓力、流腳 傳動(dòng)

5、功率等，選擇電動(dòng)機(jī)類型以及閥類元件和輔助元件的規(guī)格。(3) 離合器片成型機(jī)的屯氣部分設(shè)計(jì)，包拈：電機(jī)降壓起動(dòng)原理圖；plc控制器外圍電路系 統(tǒng)原理圖；溫度控制原理圖；plc控制梯形圖。該產(chǎn)品選擇plc來(lái)控制液壓缸的行走和停止，具 有一下特點(diǎn)： plc的功能非常豐富。具存豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲(chǔ)信息的閃部器件。 用plc實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常方便的。plc控制邏輯的建立是程序，川程序代替硬件接 線。編程序比接線，更改程序比更改接線，當(dāng)然要方便得多。 川plc實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常nj靠的。plc在硬件與軟件兩個(gè)力'囬都采取了很多措施， 確保它能4靠工作。 高新技術(shù)的使用必將帶來(lái)巨大

6、的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn)， 也是髙新技術(shù)生命力之所川plc進(jìn)行開關(guān)量控制實(shí)例是很多的，冶金、機(jī)械、輕工、化工、紡織 等等，兒t所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。目前，plc符用的目標(biāo)，也是別的控制器尤法與其比擬 的，就是它能方便并可靠地用于開關(guān)量的控制。 plc可用于模擬量控制，數(shù)字量控制以及數(shù)據(jù)采集等。3、機(jī)械部分設(shè)計(jì)3.1支撐柱設(shè)計(jì)該產(chǎn)品的全名是離合器門成型機(jī)，實(shí)際上是四柱壓力機(jī)中的一種，該產(chǎn)品的骨架是由四根支 撐柱來(lái)支撐的，因此它的設(shè)汁很關(guān)鍵，關(guān)系到機(jī)器的穩(wěn)定性能和強(qiáng)度。在下而液壓缸的設(shè)計(jì)屮， 已經(jīng)對(duì)活塞桿進(jìn)行了強(qiáng)度校核和壓桿穩(wěn)定的計(jì)算，得山要承受200噸的壓力，活塞桿的

7、最小直徑 為d=28cm，考慮到不經(jīng)常拆卸和工作吋間的i'uj題，選定四根支撐柱為d=30cm，材料為：45鋼， 屈服極限為353mpa,強(qiáng)度極限為598mpa。網(wǎng)柱的底部為普通細(xì)牙螺紋的螺距小，升角小，q鎖 性能好，強(qiáng)度高，便于和下底板連接。螺距為12mm,牙型角為60度，螺紋訟度l = 34cm。其 結(jié)構(gòu)如閣1:圖1.支撐柱結(jié)構(gòu)圖3.2螺栓連接設(shè)計(jì)因?yàn)橄到y(tǒng)所承受的壓力、拉力都很大，而且有時(shí)候需耍拆卸，綜合考慮因素選擇用螺栓連接。 首先確定螺栓材料，從經(jīng)濟(jì)和性能上的綜合考慮，選擇40cr作為螺栓材料，查材料力學(xué)i 表2.1:抗拉強(qiáng)度為980mp，屈服強(qiáng)度為785mp.初步選擇川4個(gè)m

8、8的螺栓來(lái)緊固，系統(tǒng)的最人拉力為10n，則每個(gè)螺栓所承受的力為 f=f/4=100/4=25n則每個(gè)螺栓承受的拉應(yīng)力- = %°-25xl0xl4x0.0322= 77.7置 < =砌p因此強(qiáng)度足夠。3.3加熱板設(shè)計(jì)如果加工材料的溫度比較低，材料就不容易變形，需要的壓力就會(huì)比較人，也就容易損壞機(jī) 器，w此需要加熱板米給材料加溫，加熱板選擇45鋼作為材料，加工成940x940x80的方板。 因?yàn)橐惭b加熱管，所以在加熱板內(nèi)部均勻加工九個(gè)直徑30mm的通孔來(lái)安裝加熱管。因?yàn)榧訜?板的下邊面直接接觸工件，因此下表面的粗糙度應(yīng)比較低，取1.5。其結(jié)構(gòu)圖如圖2: (> (l/aj7

9、 k)<)<)<j tjr/圖2.加熱板結(jié)構(gòu)圖3. 4下底板的設(shè)計(jì)下底板是整個(gè)機(jī)器的基礎(chǔ)，因此要穩(wěn)定，因此選擇45號(hào)鋼作為材料，加工成 2500x2500x500的方體。為了和叫柱連接w此需要在底板上加工叫個(gè)m300的螺紋孔，w為 需要安裝磨炅，因此在底板上還要加工r型槽。r型槽查中小型液壓機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)兌-主機(jī)的設(shè) 計(jì)計(jì)算表7-1，如閣3:圖34、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)的一部分，他的任務(wù)足根據(jù)機(jī)器的用途、特點(diǎn)和要求，利用 液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，在經(jīng)過必要的計(jì)算米確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然 后按照這些參數(shù)來(lái)選用液壓元

10、件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)沒計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟大體如下：4. 1.1液壓系統(tǒng)的工作分析在開始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)機(jī)器的工作情況進(jìn)行詳細(xì)地分析，-般考慮下囬幾個(gè)問題:1）確定該機(jī)器中哪些運(yùn)動(dòng)需要液壓傳動(dòng)米完成；2）確定各運(yùn)動(dòng)的工作順序和各執(zhí)行元件的工作循環(huán)；3）確定液壓系統(tǒng)的主耍工作性能。例如：執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、調(diào)速范圍、敁大行程以及 對(duì)運(yùn)動(dòng)y穩(wěn)性的耍求。確定各執(zhí)行元件所承受的負(fù)載及其變化范闌。4. 1.2擬定液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)原理閣一般考慮以下兒個(gè)問題：1）采用何種形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；2）確定調(diào)速力*案和速度換接人法；3）如何完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)循環(huán)和順序動(dòng)作；4）系統(tǒng)的調(diào)壓、卸荷及執(zhí)

11、行機(jī)構(gòu)的換昀和安全互鎖等耍求；5）壓力測(cè)量點(diǎn)的合理選擇。根據(jù)上述要求合理選擇基本回路，然后將各基本回路組合成液壓系統(tǒng)。當(dāng)液壓系統(tǒng)中存多個(gè)執(zhí)行部件時(shí)，要注意到它們互相的聯(lián)系和影響，衍時(shí)要采取防干擾回路。在液壓系統(tǒng)原理閣中，應(yīng)該附冇運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)循環(huán)閣和電磁鐵動(dòng)作順序表。4.2液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇液壓系統(tǒng)計(jì)兌的h的是確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，以便按照這些參數(shù)合理選擇液壓元件和設(shè) 計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)元件。具體計(jì)釘少驟如下：1）汁算液壓缸的主要尺寸以及所需要的壓力和流fi;2）計(jì)算液壓泵的工作壓力、流凰和傳動(dòng)功率；3）選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)的類型和規(guī)格；4）選擇閥類元件和輔助元件的規(guī)格。必要時(shí)，對(duì)液壓系統(tǒng)的

12、壓力損失和發(fā)熱溫升要進(jìn)行驗(yàn)算，但是荇經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)過的同類 型設(shè)備可供類比參考，或夼可靠的試驗(yàn)結(jié)果，那么也可以不再進(jìn)行驗(yàn)算。4.3液壓主要尺寸的確定4. 3. 1液壓缸工作壓力的確定液壓缸丄作壓力主耍根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)不冋用途的液壓設(shè)務(wù)，巾于工作條件不 同，通常采用的壓力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，可用類比法來(lái)確定。在這個(gè)設(shè)計(jì)題目巾，液壓缸的丄作壓力作為己知參數(shù)己經(jīng)給出了，工作壓力為200噸，即廠=2106；7。4. 3.2活塞尺寸的確定題目中已經(jīng)給出了液壓缸的敁大行程為1米，因此設(shè)定活塞桿的長(zhǎng)度為/ = 1.5米。題中己知條件給出系統(tǒng)的最大壓力是f = 2x 106；v。活塞的材料選擇4

13、5鋼，杏液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè): 表1液壓設(shè)備常用的工作壓力設(shè)備類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械或 屮型工程機(jī) 械液壓機(jī)、重型 機(jī)械起甫運(yùn) 輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床t作壓力 p/(mpa)0.8 2.0352881010 1620 32表2液壓缸內(nèi)徑d與活塞桿d的關(guān)系按機(jī)床類型選取d/d按液伍魟工作伍力選取d/d機(jī)床類型d/d工作壓力p/ （mpa）d/d磨床、珩磨及研磨機(jī)床0.2 0.3>20.2 0.3插床、拉床、刨床0.5250.5 0.58鉆、鏜、車、銑床0.7570.62 0.70>70.7表3執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值系統(tǒng)類型背壓 p2(mpa)中、低壓系統(tǒng)08mpa簡(jiǎn)笮的系統(tǒng)和一般輕載

14、的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.2 0.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng)0.5 0.8回油路帶背壓閥0.5 1.5采川帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路0.8 1.5中高壓系統(tǒng)816 mpa同上比中低壓.系統(tǒng)高50%100%髙壓系統(tǒng)1632 mpa如鍛壓機(jī)械等初算吋背壓可忽略不計(jì)pipi圖4單活塞桿液壓缸計(jì)算示意圖由圖可知：d2p ,= z7 + (d2 -/2)p2+f/(.d、4cf + /y 一 l 7lp'p,式巾p,液壓缸丄作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力；p2液壓缸回油腔背壓力，初算時(shí)根據(jù)査表執(zhí)行元件背壓的佔(zhàn)計(jì)值;cl/d活塞桿直經(jīng)與液壓缸pj經(jīng)之比；f工作循環(huán)中域大的外負(fù)載；f fc液壓缸密封處摩檫力，它的

15、精度位不易求得，常川液壓缸的機(jī)械效率進(jìn)行估計(jì)。fc =cm代入上式相:初算吋取系統(tǒng)工作壓力p 1= 6mpa,由于壓強(qiáng)大以及回油管的影響収尸2= 0.5m/ ; 液壓缸的機(jī)械效率70.90.97,取7/ (7= 0.94；杏表按機(jī)床類型選取d /門=0.7。計(jì)算出液壓港內(nèi)徑為:4x2xl063.14x16x0.941-蓋(卜0.7)d=0.4151m,所以取 d=400mm4.3.3活塞桿育徑的確定岡為該壓力機(jī)是高壓設(shè)備壓力2 16m/;,所以活塞桿的材料選擇q235鋼，初算時(shí)候系統(tǒng)的背壓可以忽略不計(jì)，按照液壓缸的工作壓力選擇液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的比例=0.7 , md活塞的ft徑為d =

16、dxqj = 280x0.7 = 280mm ,在活塞標(biāo)準(zhǔn)至今系列巾有d = 280mm的標(biāo) 準(zhǔn)。w此活塞ft徑確定為£> = 400mm?；钊暮穸萾/ = (0.6-l)d ,取 a = 0.8z) = 0.8 x 400 = 320mm。表4液壓缸內(nèi)徑尺寸系列81()121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250300400500630表5活塞桿直徑系列45681012141618202225283236404550566370809010011012514016018020()2202502803203

17、6()400對(duì)活塞桿的強(qiáng)度計(jì)兌：從壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)型式為立式結(jié)構(gòu)，活塞桿在運(yùn)動(dòng)過程中，活塞桿承受樂力和拉力的作用。其 巾主要承受壓力的作用。為保證構(gòu)件能夠正常的運(yùn)行，有必要進(jìn)行強(qiáng)度校核。杏材料力學(xué)i 表2. 1: q235鋼：抗拉強(qiáng)度為<7,255275ay/?,屈服強(qiáng)度= 490608均；。式中：a在載荷作川下構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力，應(yīng)低于極限應(yīng)力; n、安企因數(shù)，大于1;a是構(gòu)件截而而積。2xio6/v0.28w25.5mpa所以，活塞桿滿足強(qiáng)度要求。4. 3.4液壓缸壁停和外徑的計(jì)算液壓缸的壁睜由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)兌。液壓缸的攢厚一般足指缸簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)中敁薄岀的厚度。從材料力學(xué)討知，承受內(nèi)壓力的圓

18、簡(jiǎn)，其 閃應(yīng)力的分布規(guī)律因墦厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)川'以分為薄哦圓簡(jiǎn)和厚璜圓簡(jiǎn)。液壓缸的閃徑d與其壁厚5的比位% 2 1()的稱為薄壁i到筒，起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的 液壓缸，一般川無(wú)縫鋼管材料，人多屬于薄壁閥筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁閥筒公式計(jì)算。2<t式中(t液壓缸壁厚(z777z?)；d液壓缸內(nèi)徑(m);p、,試驗(yàn)壓力，一般取工作壓力的(1.25 -1.5)倍(腳)；<7一缸筒材料的許用壓力。其值為：鍛鋼：cr =110-120mp ;鑄鋼： <7 =100 lloa/p ;無(wú)縫鋼管：<7二 100-110m/7 ;高強(qiáng)度鑄鐵：<7二 60mp 灰鑄鐵

19、: a = 25mf)。該液壓缸選擇無(wú)縫鋼管材料，取icrj = loomp。d = 400mm = qam ；a=wqmp；p =1.5f = 1.5x200x106 x10xlo-6714x0.424mp將己知數(shù)據(jù)帶入公式得:p )?4xf) 4s > 一 > = 48mm，因此取 5 = 50/wm。2a2x100因此，液壓缸的外徑為：i) £>外=d -2s = 400 +100 = 500mm。4. 3.5缸蓋厚度的確定-般液壓缸多為平底缸蓋,k夯效厚度t按強(qiáng)度要求可以川下面的公式進(jìn)行近似計(jì)算。q °棚m 湖3x40。暑因此，取缸蓋厚度為z =

20、90mm。4. 3. 6最小導(dǎo)向k:度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸吋，從活塞支撐而屮點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐而屮點(diǎn)的距離h稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 如果導(dǎo)14長(zhǎng)度過小，將使液壓缸的初始撓度増大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必保證一 個(gè)最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)h'd長(zhǎng)度n應(yīng)滿足以卜'要求20 2式小l液壓缸的最大行程;d液壓缸的內(nèi)徑。=200mm。h,a + £,ipoo + 4oo 20 2 20 2該液壓缸取/ = 200mm。 導(dǎo)叫套的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)閣如5:圖6導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4. 3.7液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 缸體與缸益的連接缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工

21、作條件有關(guān)。缸體材料選 用無(wú)縫鋼管材料，<7 = 100-110,巾于該壓力機(jī)是立式機(jī)構(gòu)，不經(jīng)常拆卸。所以采用端部與缸蓋焊接。(2) 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)選用螺紋連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。丌u銷與六角開槽螺母適用于較人沖山、振動(dòng)的島速機(jī) 械中運(yùn)動(dòng)部件的連接。六角開槽螺母擰緊后將開u銷穿入螺栓尾部小空和螺母的槽內(nèi)，并 將開口銷尾部掰開與螺母?jìng)?cè)血貼緊。(3) 活塞與活塞桿，勾缸體a撳的密封活塞與活塞桿，勾缸體內(nèi)橫的密封，選用o形橡膠密封圈，gb34524-92。圖7活塞桿與活塞的連接4. 4液壓泵的選擇因?yàn)橄到y(tǒng)要求的最人壓力為200噸，而活塞的而積為s = xoa = 0.1256m因此所需要的壓強(qiáng)

22、為p = = 200x10 x10 = l5.9mp s 0.1256考慮到正常工作屮進(jìn)汕管路耔一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為pp=pyp式屮液壓泵最人工作壓力；p執(zhí)行元件敁大工作壓力；進(jìn)油路屮的壓力損失，初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取0.2o.5mpa,復(fù)雜系統(tǒng)取0.51.5mpa,這里取 0.5mpa。p" = f二 15.9 + 0.5 = 16ampa.卜.述計(jì)算所得的&是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力儲(chǔ)備s:,并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足 pn > (1.25 - 1.6)&。所以 c

23、 2 (1.25 1.6)p, = 20.5 - 26.24m/>根裾數(shù)據(jù)査液壓系統(tǒng)設(shè)汁簡(jiǎn)明手冊(cè)表5-1得出。選擇齒輪泵cb-q型，額定工作壓力 p = 2qmp 敁大工作壓力p =生產(chǎn)0合肥液壓件廠，排量為20-63ml 廠1，額定轉(zhuǎn)速2000r-min 1,最高轉(zhuǎn)速 sooor.mirt1。4.5電動(dòng)機(jī)的選擇題中給出電動(dòng)機(jī)的額定功率為17kw，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1選擇y系列三相異步電動(dòng)機(jī)中的y160l2電動(dòng)機(jī)。額定功率為18. 5kw,滿載轉(zhuǎn)速2930 r min一1。4.6液壓站組成及工作原理液壓站又稱液壓泵站，獨(dú)立的液壓裝置。它按主機(jī)要求供油，并控制油流的方向

24、、壓力和流 量，用丁主機(jī)與液壓裝置可分離的各種液壓機(jī)械。用戶購(gòu)后只要將液壓站與主機(jī)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(油 缸或汕馬達(dá))川汕管相連，液壓機(jī)械即討實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的動(dòng)作，工作循環(huán)。液壓站是由泵裝置、 集成塊或閥飢合、油箱、電氣盒組合而成。(1) 各部件功用泵裝置一上裝有電機(jī)和油泵，它是液壓站的動(dòng)力源，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能。集成 塊-是由液態(tài)閥及通道體組裝而成，它對(duì)液壓油實(shí)行力*叫、壓力流量調(diào)節(jié)。閥組合一是板式閥裝 在立板上，板后管連接，與集成塊功用同。油箱是板焊的半封閉容量，上述裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，它川來(lái)儲(chǔ)汕，汕的冷卻及過濾。電氣盒-分兩種形忒。一種沒置外接引線的端子板; 一種足配袞了企套控制

25、電器。（2）液壓站的工作原理電機(jī)帶動(dòng)汕泵旋轉(zhuǎn)，泵從汕筘中吸汕后壓汕，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓汕的壓力能，液壓 汕通過衆(zhòng)成塊（或閥組合）被液壓閥實(shí)現(xiàn)y方向、壓力流量調(diào)節(jié)后經(jīng)外接管路輿到液壓機(jī)械 的汕缸或汕馬達(dá)中。從而控制了液動(dòng)機(jī)方向的變換，力量的人小及速度的快慢，推動(dòng)各種 液壓機(jī)械做功。（3）液壓油箱液壓汕筘在不的工作條件卜影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來(lái)考慮。液壓 汕箱的冇效容量v可概略地確定為：在中髙壓或髙壓人功率系統(tǒng)中（p6.3mpa）可?。?/二（6 12）0,式中v液壓汕筘荇效容量；qp液壓泵額定流量。所以！二液壓泵的轉(zhuǎn)速x排量= 20x2000x103=40l，v=（612） x40l

26、=240480l。設(shè)計(jì)油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為1: h 11: 2: 3。為提高冷卻效果，在安裝位置不受限制吋，可將液壓汕箱的容量予以增人。選擇bex-400型液壓汕箱。表3 bex系列液壓油箱外形尺寸a(mm)b(mm)c(mm)bex-63a550450600bex-100700500600bex-160800600660bex-2501000650680bex-4001250860680bex-6301450950770bex-800160011(x)770bex-100018001100800在一般設(shè)備中，液壓汕箱多采川鋼板焊接的分離式液壓汕箱，很少采川機(jī)床身底座做

27、為液壓油箱。 隔板增長(zhǎng)液壓汕流動(dòng)循環(huán)吋間，除去沉淀的雜質(zhì)，分離、清除水和空氣，調(diào)整溫度，吸收 液壓汕壓力的波動(dòng)及防止液而的波動(dòng)。隔板的安裝型式有多種，可以設(shè)計(jì)成髙出液壓汕而，使液壓汕從隔板側(cè)而流過；還可以把隔板設(shè)計(jì)成低于液壓汕而，k高度為最低汕而的2/3,使液壓汕從隔板上方流過。過濾網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成將液壓汕箱內(nèi)部一分為二，使吸汕管與回汕 符隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾。過濾網(wǎng)通常使用50100 h左厶的金屈網(wǎng)。 吸汕管與冋汕管冋汕出口型式冇立口、斜口、彎管直口、帶擴(kuò)散器的出口等兒種型成，斜口應(yīng)川得較 多。為了防止液而波動(dòng)，可以在冋汕管出口裝擴(kuò)散器。吸汕管前一般應(yīng)沒置濾汕器，其精 度為10020

28、0 tl的m式或線隙式濾油器。濾油器耍哲足夠的容量，避免阻力太人。濾油 器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸汕管應(yīng)插入液壓汕而一下，防止吸汕吋卷吸空氣或因 流入液壓汕箱的液壓汕攪動(dòng)汕而，致使汕中混入氣泡。(4) 閥類元件的選擇要完成本產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)過程，需要兩個(gè)節(jié)流閥，一個(gè)溢流閥，兩個(gè)換14閥，下曲'把各種閥的功 能作簡(jiǎn)單介紹：節(jié)流閥：圖所示為節(jié)流閥結(jié)構(gòu)閣。汕流徑p口輸入，通過節(jié)流口的節(jié)流作川后經(jīng)a 口輸出。節(jié)流口的 流通而積與閥芯位移量之間有一定的函數(shù)關(guān)系，這個(gè)函數(shù)關(guān)系與閥芯節(jié)流部分的形狀有關(guān)。常用 的哲針閥型、三角溝梢型和圓柱斜切型等。圖示即是圓柱斜切閥芯的節(jié)流閥。單向節(jié)流閥常用子 氣

29、缸的調(diào)速和延吋冋路屮。ap圖8節(jié)流閥溢流閥：溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或冋路的壓力維持怛定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、調(diào)壓或 限壓的作用。對(duì)溢流閥的要求足：調(diào)壓范圍大，調(diào)壓偏差小，壓力振擺小，動(dòng)作靈敏，過 流能力大，噪聲小。該液壓系統(tǒng)中選取先導(dǎo)式溢流閥，其工作原理如卜二級(jí)向心式先導(dǎo)溢流閥，因其主 閥與錐閥部分直徑保持hil心而得名。主閥心1上部受壓而積略人于f部，當(dāng)閥p 口壓力較 低先導(dǎo)閥心4未幵啟吋，作川在主閥心上液壓力合力方向與彈簧3作川力相h,使閥關(guān)閉。 閥有兩個(gè)阻尼孔2和8, 一個(gè)在主閥心上，另一個(gè)在先導(dǎo)閥座上。當(dāng)閥p 口的壓力增加吋， 使阻尼孔2,流道a、動(dòng)態(tài)阻尼孔8及先導(dǎo)閥心前容腔的壓力

30、相應(yīng)增加，而能克服先導(dǎo)閥 彈簧預(yù)調(diào)力使先導(dǎo)閥開啟，就有液流從p 口經(jīng)阻尼孔2、流道a、阻尼孔8、開啟的先導(dǎo)閥 和通道b流到t 口。此流量將在阻尼孔2兩端產(chǎn)生樂差。壓差作用在主閥心上下面積上的 合力正好與主閥彈簧力t衡吋，主閥心處于開啟的臨界狀態(tài)。當(dāng)p 口的壓力w稍稍增加， 而使流經(jīng)阻尼孔的流量再稍稍增加，阻尼孔2兩端壓力之差克服主閥彈簧力使主閥打開， 這吋從p 口輸入流量將分成兩部分，少量流量經(jīng)先導(dǎo)閥后流出汕口 t,人部分則經(jīng)主閥 卞流口流向t 口。經(jīng)主閥vf流口的流量便在進(jìn)油口 p建立壓力。w流經(jīng)先導(dǎo)閥的流展極 小，所以主閥心上腔的壓力基本上和山先導(dǎo)閥彈簧預(yù)調(diào)力多確定的先導(dǎo)閥心前腔壓力相 等

31、，而主閥上附尼孔2兩端用以打開主閥心的壓差，僅須克服主閥彈簧的作用力，主閥心 重力及液動(dòng)力等，也并不很大，所以可認(rèn)為溢流閥進(jìn)u處壓力基本上也由先導(dǎo)閥彈簧預(yù)調(diào)力所確定。閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口 k,當(dāng)將此口通過二位二通閥接通油箱時(shí)，主閥心上腔的壓 力接近于零，主閥心在很小的壓力下即可m上移動(dòng)廿閥u開得最人，這時(shí)泵輸出的汕液在 很低的壓力下通過閥口冋汕節(jié)，實(shí)現(xiàn)卸荷作川。如果將k 口接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥上，丼 使打開遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的壓力小于打開溢流閥先導(dǎo)閥心4的壓力，則主閥心上腔的壓力就由遠(yuǎn) 程調(diào)壓閥來(lái)決定。使川遠(yuǎn)程調(diào)壓閥后，便可對(duì)系統(tǒng)的溢流壓力實(shí)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。圖9溢流閥1主閥心2、8阻尼孔3主閥彈簧4一先

32、導(dǎo)閥心 5先導(dǎo)閥彈簧6調(diào)壓手輪7螺堵 電磁挽a閥：電磁換閥借助于電磁鐵吸力推動(dòng)閥心動(dòng)作來(lái)改變液流流向。這類閥操縱方便，布置 乂活，易實(shí)現(xiàn)動(dòng)作轉(zhuǎn)換的白動(dòng)化，因此應(yīng)用最廣泛。電磁閥的電磁鐵按所用電源的不同， 分為交流型、支流型和交流本整型三種；按電磁鐵a部足否有油侵入，又分為干式、濕式 和油佼式三種。交流電磁鐵使用方便，起動(dòng)力大，吸合、釋放快，動(dòng)作吋叫敁快約為10ms；似工作時(shí) 沖和噪聲較大，為避免線圈過熱，換昀頻率不能超過60次/min;起動(dòng)電流大，在閥心 被卡時(shí)會(huì)燒毀線圈；工作奇命僅數(shù)百萬(wàn)次至一千萬(wàn)次以內(nèi)。直流電磁鐵體積小，工作可靠;沖擊小，允許換向頻率為120次/min，最高可達(dá)300 次/

33、min;使用壽命可高達(dá)兩千萬(wàn)次以上；但起動(dòng)力比交流電磁鐵耍小，且需有育流電源。 電液換h'd閥圖10電液換向閥1, 7單向閥 2, 6節(jié)流閥3, 5電磁鐵4一電磁閥閥心8液動(dòng)閥閥心（主閥心）如圖所示電液換向閥的結(jié)構(gòu)原理及其圖形符號(hào)。由圖可見，當(dāng)兩個(gè)電磁鐵都不通電吋，電磁閥閥心4處于中位，液動(dòng)閥（主閥）閥心8因其兩端都接通汕箱，也處于屮位。電磁 鐵3通也時(shí)，屯磁閥閥心移向右位，壓力油經(jīng)中.向閥1接通主閥心的左端，其么端的油則 經(jīng)節(jié)流閥6和屯磁閥而接通油箱，丁是主閥心厶移，移動(dòng)速度由節(jié)流閥6的開lj大小決定。同理，當(dāng)電磁鐵5通電，電磁閥閥心移叫左位吋，主閥心也移左位，其移動(dòng)速度由節(jié)流 閥2

34、的開口人小決定。在電液換叫閥中，控制主汕路的主閥心不是靠電磁鐵的吸力直接推動(dòng)的，是靠電磁鐵 操縱控制油路上的壓力油液推動(dòng)的，w此推力可以很大，操縱也很方便。此外，主閥心向 左或向右的移動(dòng)速度可分別由節(jié)流閥2或6來(lái)調(diào)節(jié)，這就使系統(tǒng)屮的執(zhí)行元件能夠得到平 穩(wěn)無(wú)沖擊的換向。所以，這種操縱型式的換向性能是較好的，適川于髙壓、人流量的場(chǎng)合。4.7管道尺寸的確定液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)屮使川的管道弁鋼管、純锏管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，須依m(xù):安裝位置、工作條件和工作壓力來(lái)正確選用。杳液壓與氣壓傳動(dòng)，管道內(nèi)經(jīng)計(jì)兌:=卜 x(2000 3000)x63x06 = 0.勤。 71v v;rx2式中：qv通過管道內(nèi)的流

35、景；v管道內(nèi)允許流速。由丁考慮到設(shè)計(jì)的壓力間隔時(shí)間為1分鐘，所以査液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表6 1，選擇 管的公稱通經(jīng)：d=32mm，符道外徑d=42mm，轉(zhuǎn)接久連接螺紋m42x2畫，通過流量250l/ndn。4. 8液壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖rik j1 r口 xhtn m圖11液壓系統(tǒng)汕路圖表4液壓元件明晰表序號(hào)元件名稱型號(hào)通過流量1紙質(zhì)濾汕器xu-j10x2502w輪泵cb-q40 1893二位二通電磁換m閥22ef3-e10b40 804先導(dǎo)溢流閥yf3-e20b1006005壓力表開關(guān)kf3-e6l6兩位三通電液換m閥23eyf3-e20b300-11007節(jié)流閥lf3-e20b30 4008三位四

36、通電液換向閥34eyf3-e20b3001100圖12機(jī)械部分整體示意圖5、電器部分設(shè)計(jì)5.1可編程控制器的選擇（采用三菱或ge設(shè)計(jì)）該產(chǎn)品選擇plc來(lái)控制液壓缸的行走和停止。選擇的plc型號(hào)是：fx2-32mo其接線閣如閣13：plc可編程控制器的基木原理：plc是基于電子計(jì)算機(jī)，h.適川于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。 它源于繼電校制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存 儲(chǔ)于plc內(nèi)存巾的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。圖13 plc的接線plc基于電子計(jì)算機(jī)，但外不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信怠變換，多只考慮 倌息本身，倌息的入出，只要人機(jī)界而好就可

37、以了。而plc則還要考慮倌息入出的可靠性、實(shí)吋 性，以及倍息的使用等問題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。5.2可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的要點(diǎn)入出倌息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，可以說是plc實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基木要點(diǎn)。入出信怠變換靠運(yùn)行存儲(chǔ)于plc內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。plc程序既冇生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序（不4更改），乂冇川戶ft行開發(fā)的應(yīng)用（川戶）程序。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同吋，還為plc程序 可靠運(yùn)行及倌號(hào)與倌息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序山用廣按控制要求設(shè)汁。什么樣的控 制要求，就應(yīng)有什么樣的川廣程序。5. 2. 1可靠物理實(shí)現(xiàn)主要靠輸人（input）及輸fli （output）

38、電路plc的t/0電路，都是專門設(shè)計(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計(jì)算機(jī)電路在電上是隔離的，靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的，靠光 耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進(jìn)行功率放大，以足以帶動(dòng)-般的工業(yè)控制元器件， 如電磁閥、接觸器等等。i/o電路是很多的，每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要冇一個(gè)t或0電路。plc冇多t/0川點(diǎn)，一般 也就有多少個(gè)i/o用電路。但山于它們都是山髙度集成化的電路組成的，所以，所占體積并不大。 輸入電路吋刻監(jiān)視若輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其 信息的暫存器。輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出

39、點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的這里 的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際就是plc處理器i/o 口的寄存器。它們與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通 過計(jì)算機(jī)總線，并主要山運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到plc的內(nèi)存中，稱輸入刷 新。plc a存存專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位（bit）稱之為輸入繼電器，或稱軟接點(diǎn)。這些位置成1，表示接點(diǎn)通，置成0為接點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得 到的，所以，它反映的就是輸入狀態(tài)。5.2.2可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的方式川這種不斷地重復(fù)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是川計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)吋控制的-種方式。此 外，計(jì)算機(jī)川于控制還有屮斷方式。在中斷方式下，需

40、處理的控制先申請(qǐng)屮斷，被響應(yīng)后正運(yùn)行 的程序停止運(yùn)行，轉(zhuǎn)而去處理屮斷工作（運(yùn)行有關(guān)中斷服務(wù)程序）。待處理完中斷，乂返網(wǎng)運(yùn)行 原來(lái)程序。哪個(gè)控制需要處理，哪個(gè)就去申請(qǐng)屮斷。哪個(gè)不需處理，將不被理睞。顯然，屮斷方 式與掃描a式是不同的。在中斷方式k,計(jì)算機(jī)能得到充分利川，緊急的任務(wù)也能得到及吋處理。但是，如果同吋來(lái) 了兒個(gè)都要處理的任務(wù)該怎么辦呢？?jī)?yōu)先級(jí)髙的還好辦，低的呢？可能會(huì)出現(xiàn)照顧不到之處。所 以，中斷方式不大適合于工作現(xiàn)場(chǎng)的日常使川。但是，plc在川掃描方式為主的情況下，也不排 斥中斷7/式。即，大量控制都用拍描力*式，個(gè)別急需的處理，允許中斷這個(gè)掃描運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn) 而去處理它。這樣，可做

41、到所有的控制都能照顧到，個(gè)別應(yīng)急的也能進(jìn)行處理。plc的實(shí)際工作過程比這里講的還要復(fù)雜一些，分析其基本原理，也還有一些理論悶題。有 關(guān)人員如果能把上而介紹的入出變換、物理實(shí)現(xiàn)-信息處理、i/o電路-空間、吋間關(guān)系-掃描方 式并輔以中斷方式，作為一種思路加以研究，弄清了它，也就好理解plc是怎樣去實(shí)現(xiàn)控制的， 也就好把握住plc基本原理的要點(diǎn)了。5.3可編程控制器基本特點(diǎn)從討論plc的工作原理知，plc的輸入與輸岀在物理上是彼此隔幵的，其問的聯(lián)系是靠運(yùn)行 存儲(chǔ)于它的內(nèi)存屮的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出和關(guān)，不是靠物理過程，不是川線路；而是靠信息過程, 川軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎(chǔ)是川好信息。信息不同于物質(zhì)與

42、能砧，柯身的規(guī)律。信息便于處 理，便于傳遞，便丁存儲(chǔ)：信息還可重用，等等。正是由于信息的這些特點(diǎn)，決定了 plc的基本 特點(diǎn)。5. 3. 1功能豐富plc的功能非常豐富。這主要與它具荇豐富的處理信息的措令系統(tǒng)及存儲(chǔ)信息的內(nèi)部器件夯 關(guān)。它的指令多達(dá)幾十條、幾s條，可進(jìn)行各式各樣的邏輯m題的處理，還町進(jìn)行各種類型數(shù)據(jù) 的運(yùn)算。凡荇通汁算機(jī)能做到的，它也都可作到。它的內(nèi)部器件，即內(nèi)存屮的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，種類 繁多，容s宏人。1/0繼電器，可以川以存儲(chǔ)入、出點(diǎn)信息的，少的兒十、兒百，多的可達(dá)兒千、 兒萬(wàn)，以吊10兒萬(wàn)。這意味著它可進(jìn)行這么多1/0點(diǎn)的入出信息變換，進(jìn)行這么人規(guī)模的控制。 它的內(nèi)部種種繼電

43、器，和當(dāng)于屮間繼電器，數(shù)s更多。閃存屮一個(gè)位就可作為一個(gè)屮間繼電器， 怎么不多！它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器也很多，是繼電屯路所槊塵莫及的。小小的箱體或模塊，邦內(nèi)部定時(shí)器、 計(jì)數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因?yàn)橹灰▋?nèi)存屮的一個(gè)字，再加一些標(biāo)志位，即可成為定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，所以才那么多。而旦，這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上 電后予以消零的。以滿足不同的使用耍求。這些也足繼電器件所難以做到的。它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)還 可川以存儲(chǔ)人s數(shù)裾，兒百、兒千、兒萬(wàn)字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。plc還荇 豐宮的外部設(shè)備，可建立友好的人機(jī)界而，以進(jìn)行信息交換?？伤腿氤绦颍腿霐?shù)裾，可讀出程 序，讀

44、出數(shù)據(jù)。而且讀、寫吋可在圖文并茂的畫而上進(jìn)行。數(shù)據(jù)讀出后，可轉(zhuǎn)儲(chǔ)，可打印。數(shù)據(jù) 送入可鍵入，可以讀卡入，等等。5. 3. 2使川方便用plc女現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常便的。這是因?yàn)椋菏紫萷lc控制邏輯的建立是程序，川程 序代替硬件接線。編程序比接線，更改程序比更改接線，當(dāng)然要方便得多！其次plc的硬件是高度集成化的，己集成為種種小型化的模塊。而這些模塊是配套的， 己實(shí)現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊，plc廠家多冇現(xiàn)貨供應(yīng)，山場(chǎng)上即可購(gòu)得。 所以，硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。正因如此，用可編程序控制器才存這個(gè)"可"字。對(duì)軟件 講，它的程序可編，也不難編。對(duì)硬件講，它

45、的配置可變，而.w.也易于變。其體地講，plc有五 個(gè)方而的方便：配置方便；安裝方便；編程方便；維修方便；改川方便。5. 3.3工作可靠川plc丈現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常可靠的。這是因?yàn)閜lc在硬件與軟件兩個(gè)面都采取了很多 措施，確保它能可靠工作。事實(shí)上，如果plc工作不可難，就無(wú)法在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)川，也就不成 其為plc 了。1）在硬件方而：plc的輸入輸出電路與內(nèi)部cpu是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，cpu 板還哲抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保plc程序的運(yùn)行不受外界的電與磁干擾，能正常地t作。 plc使川的元器件多為無(wú)觸點(diǎn)的，而且為高度集成的，數(shù)量丼不太多，也為艽可靠工作提供

46、了物 質(zhì)基礎(chǔ)。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝上，為使plc能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保plc 耐振動(dòng)、耐沖擊。使用環(huán)境溫度吋高達(dá)攝氏50多度，有的plc可高達(dá)8090度。有的plc的模 塊可熱備，一個(gè)主機(jī)工作，另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn)，但不參與控制，僅作備份。一旦工作主機(jī)出現(xiàn)故 障，預(yù)備的可自動(dòng)接替其工作。還有更進(jìn)一步冗余的，采用三取一的設(shè)計(jì)，cpu、1/0模塊、電源 模塊都冗余或其中的部分冗余。三奩同吋工作，最終輸出取決于三齊中的多數(shù)決定的結(jié)災(zāi)。這可 使系統(tǒng)出故障的機(jī)率兒卞為零，做到萬(wàn)無(wú)一失。當(dāng)然，這樣的系統(tǒng)成本是很島的，只用于特別重 要的場(chǎng)合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。2）在軟件方面：pl

47、c的工作方式為掃描加中斷，這既nh呆證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的" 旨險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)"，其控制結(jié)果總是確定的；而且又能應(yīng)急處理急于處理的控制，保證了對(duì)應(yīng)急情況的及吋響應(yīng)，使plc能可靠地工作。為監(jiān)控plc運(yùn)行程序是否正常，plc系統(tǒng)都沒置了"看門 狗"(watching dog)監(jiān)控程序。運(yùn)行用戶程序開始時(shí)，先清"看門狗"定時(shí)器，并幵始計(jì)時(shí)。當(dāng) 川戶程序一個(gè)循環(huán)運(yùn)行完了，則查看定時(shí)器的汁時(shí)值。苦超時(shí)(一般不超過100ms)，則報(bào)警。 嚴(yán)重超時(shí)，還可使plc停止工作。川廣可依報(bào)弊信號(hào)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。定吋器的計(jì)吋值若不 超吋，則

48、重復(fù)起始的過程，plc將正常工作。w然，有了這個(gè)"看門狗"監(jiān)控程序，可保證川 戶程序的正常運(yùn)行，可避免出現(xiàn)"死循環(huán)"而影響其工作的可靠性。plc還夼很多防止及檢測(cè)故障的措令，以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示信兮。可通過 編制相應(yīng)的用戶程序，對(duì)plc的工作狀況，以及plc所控制的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，以確保其可靠工作。 plc每次t電后，還都要運(yùn)行檢程序及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。這是系統(tǒng)程序配置了的，川戶可不 干預(yù)。出現(xiàn)故障吋有相應(yīng)的出錯(cuò)信號(hào)提示。正是plc在軟、硬件諸方而冇強(qiáng)冇力的可靠性措施， 才確保了 plc具冇可靠工作的特點(diǎn)。它的平均無(wú)故障吋間可達(dá)兒萬(wàn)小吋以上；

49、出了故障平均修復(fù) 時(shí)間也很短，兒小時(shí)以至子兒分鐘即可。呰哲人做過為什么耍使用plc的問卷調(diào)査。在回答中， 多數(shù)用戶把plc工作可靠作為選川它的主要原因，即把plc能可靠工作，作為它的首選指標(biāo)。5. 3.4經(jīng)濟(jì)合算高新技術(shù)的使川必將帶來(lái)巨人的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn)，也是 高新技術(shù)生命力之所用plc進(jìn)行開關(guān)量控制劣例是很多的，冶金、機(jī)械、輕工、化工、紡織等等， 幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。目前,plc首用的目標(biāo)，也是別的控制器無(wú)法與其比擬的，就 是它能方便芥w靠地川于開關(guān)量的控制。 可用于模擬量控制； 可用于數(shù)字量控制； 可用于數(shù)據(jù)采集； 可川于進(jìn)行監(jiān)控； 可用于聯(lián)網(wǎng)、通

50、訊。5.4可編程控制器的基本性能可編程控制器的基木性能可川如下八條予以概括： 工作速度工作速度足指plc的cpu執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。工作速度足 plc丄作的基礎(chǔ)。速度高了，才可能通過運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才川'能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能 發(fā)揮plc的多種多樣的作川。hlc的指令是很多的。不同的plc。指令的條數(shù)也不同。少的兒十條，多的兒白條。指令不執(zhí)行的時(shí)間也不m。但各種plc總有一些基本指令，而且各種的h.c都有這些基本指令，故 常以執(zhí)行一條基本指令的吋叫來(lái)衡:g這個(gè)速度。這個(gè)時(shí)m當(dāng)然越短越好，已從微秒級(jí)縮短到零點(diǎn) 微秒級(jí)。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步，這個(gè)吋i&

51、#39;還在縮短。執(zhí)行吋間短可以加快plc對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。從討論plc的工作原理知，從對(duì)plc 加入輸入信號(hào)，到plc產(chǎn)生輸出，敁理想的情況也要延遲一個(gè)plc運(yùn)行程序的周期。因?yàn)閜lc監(jiān) 測(cè)到輸入信兮，經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出，才是對(duì)輸入信兮的響應(yīng)。不理想時(shí)，還要多延長(zhǎng)一個(gè) 周期。當(dāng)輸入信號(hào)送入plc吋，plc的輸入刷新正好結(jié)束，就是這種情況。這吋，要多等待一個(gè) 周期，plc的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。對(duì)一般的輸入信號(hào)，這個(gè)延遲雖可以接 受，但對(duì)急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，就不能接受了。對(duì)急需處理的輸人信號(hào)延遲多長(zhǎng)吋間plc能予以 響應(yīng)，要另作要求。為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，plc有種種措施。不同的plc措施也不完企相同，提高響應(yīng) 速度的效果也不m。一般的作法是采川輸入中斷，然后再輸出即吋刷新，即中斷程序運(yùn)行后，冇 關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新，而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。這個(gè)效果可從兩個(gè)方而來(lái)衡量：一是能否對(duì)兒