广东省工商高级技工学校 黄南雄

拉伸液压机系韶关陶瓷厂1991年从佛山市液压机厂购进的设备。该液压机是韶关陶瓷厂技术产品开发试制或制作砖坯样板的主要成型设备。由于其电气控制系统比较落后，与工作环境不适应，经常发生故障，给生产工作及机械安全带来很大影响。

本液压机以7.5KW的三相异步电动机为动力，驱动柱塞泵供油，由四个压力阀、七个电磁方向控制阀来控制上、中、下三个活塞缸进行工作的。电气控制主要由：空气式时间继电器、接触器、行程开关、按钮等组成。原来的电气系统，由于工作繁复，系统落后，故障时有发生。公司曾作过多次检修，但修后不久，又有新故障发生。对此，本人根据多年维修经验结合韶关陶瓷厂实际情况作深入分析。本电气控制系统存在有以下问题：

表1 根据本机控制要求对各电器作PLC输入、输出点分配

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图1 PLC接线图

1.与环境不适应

由于整个系统是利用布线逻辑来实现各种控制，需使用大量机械触点。而陶瓷厂是一个高温、多粉尘的场所，恶劣的环境对继电器寿命影响很大，极易造成短路，触点接触不良等，故障很多。

2.行程定位不准

该机活塞升降行程靠行程开关定位，由于动作频繁，行程开关容易损坏，造成定位不准，严重影响产品质量和机械安全。

3.设备管理不便

本机没有固定操作工，操作者大多缺乏机电知识，在调整时间、压力等参数时容易调错，造成系统混乱，无法工作。

4.改变工作方式难

当产品需要而须改变系统工作方式时，需要改动各电器接线逻辑，工作量大。

5.维修不便

由于继电控制系统线路繁杂，联锁较多，且没有自检功能，一旦发生故障，检修耗时耗力。

一、改造方案

图2 液压机半自动控制的状态流程图

从以上分析可知，采用继电顺序控制很难满足该液压机在韶关陶瓷厂小型广场砖及劈开砖的成型需要。对此，我与韶关陶瓷厂公司领导研究后决定，对60吨拉伸液压机电气控制系统作如下改造：

1.用可编程序控制器（PLC）代替原继电顺序控制。

2.行程开关定位改为无触点接近开关定位。

3.为防粉尘，把原控制电磁铁的接触器改为防尘较好的中继。

4.省去空气式时继，时间参数由PLC内部设定，方便设备管理。

二、器件选择

由于PLC控制有着继电顺序控制无法比拟的优点，而三菱FX系列在可编程序控制器中具有领先地位，且在国内市场占有率很高，所以本液压机电气改造选用三菱FX2N-36MR型PLC为控制核心，对整个电气系统作控制。

本次改造选用的接近开关为PM1/AN—2A型NPN无触点开关，属电感型，工作电压为DC24V、最大输出电流200mA，与机械式开关相比，具有速度快、寿命长、精度高和高可靠等优点，使用场合日益广泛。

经测量，本机电磁铁工作电流为0.2A，故采用omron MY2NJ型的中间继电器控制即可。（注：MY2NJ中继线圈工作电压220V，触点最大电流5A）

三、控制系统设计

1.根据本机控制要求，对各电器作PLC输入、输出点分配，具体如表1。

2.画PLC接线图如图1所示。

3.根据韶关陶瓷厂陶瓷产品成型工艺要求，液压机半自动控制的状态流程图如图2所示。

四、工作原理说明

改造后电气接线如图1所示。为安全起见、采用380/220V变压器作电气隔离；电磁阀YA1～YA10和接触器KM分别由中间继电器KA1～KA9控制。急停开关SB8联合中继KA10控制PLC外部电源。手动—自动选择开关SA1为一个三位选择开关，左位为手动选择，右位为自动选择，中位时PLC输出继电器Y5置ON，系统阀YA8动作，驱动溢流阀卸压，液压系统无压力。

GJ为红外线光电开关，型号为：E3JKR4M2。它具有红外线发射与接收功能。光电开关与反射板分别装在工作台前面两端。安全手柄合上时，将遮住红外线，X17置OFF，液压机不能半自动工作；手动工作时，上缸活塞不能下降运行。在半自动工作中，当上缸活塞作下降运行时，如有人或物体进入红外线区域，上缸活塞将立刻快速上升，起人身和设备安全保护作用。

在液压原理图中，YA3为上缸加压阀。上缸下降阀YA1与YA3通电后，上缸活塞作慢速下降，YA3起加压作用。当上缸上升阀YA2与YA3同时通电，上缸活塞作慢速上升，YA3起排油作用。

五、结束语

设备电气系统经改造后，防尘较好，环境适应能力得到改善，控制性能大幅度提高。设备管理和改变工作方式也变得简单方便，调整参数由专业人员对PLC调整，避免了过去的混乱现象。经过一年多的生产证明，故障率大为降低，产品成型质量大大提升，提高了工作效率，也为公司避免了购买新设备而节约了十多万元，创造了良好的经济效益。

[1]何锡伶.全自动压机液压系统原理分析汇编[J].佛山陶瓷,1998增刊.

[2]张柏清.全自动液压压砖机[M].江西科学技术出版社,2000.

[3]王国海.可编程序控制器及其应用[M].中国劳动和社会保障出版社,2001.