PLC控制的并联流量阀两工进速度换接新回路

二调速阀并联的两工进速度换接回路的应用非常广泛，它常用来控制组合机床动力滑台的工作进给运动 组合机床液压动力滑台主要由滑台、滑座及液压缸3部分组成，是完成机床刀具进给运动的部件，它利用液压传动系统实现滑台前进或后退运动。由液压缸的伸缩来驱动滑台在滑座上移动，再由电气控制系统控制液压传动系统，实现滑台的工作循环。

本文提出了一种新的、可用于实现动力滑台运动的二流量阀(节流阀与调速阀)并联的两工进速度换接回路，可完全取代两调速阀并联的现有典型回路，并用FX2N一32MR型PLC设计了其控制系统。

1 二流量阀并联的两工进速度换接现有与新型回路

1．1 2种回路的基本组成

图1所示为现有典型回路—— 由2调速阀A，B并联系统组成；图2所示则为新型回路一一由节

流阀A 与调速阀B并联回路构成。很明显，在新回路中，用了1个结构简单、体小量轻、价格低廉的节流阀A 取代了现有回路中的调速阀A，而回路的功能不变、性能更佳。

另外，新旧回路中其他主要部件均有4个电气行程开关SQ1、SQ2、SQ3和SQ4，2个二位二通换

向阀2和3，1个二位三通换向阀4，1个三位四通换向阀1，以及油泵、滤油器等。

图1 二流量阀并联旧回路

图2 二流量阀并联新回路

1．2 现有和新回路的工作原理

二流量阀并联的两工进速度换接，新旧回路的功能完全一样。在新回路中，除2次工进时3YA失电外，其余电磁铁动作状态顺序表也一样，他们的1个自动工作循环均由快进、1次工进 、2次工进、快退和原位停止几种工况组成(回路中电磁铁的动作状态见表1)。下面分别进行分析。

表1 新旧回路中电磁铁动作状态顺序表

1)快进时，新旧回路的进油路径是不同的，而回油路线相同。

将转换开关放在I位，按下起动按钮，电磁铁1YA和5YA得电，阀1的左位、阀4的右位接入系统工作，液压缸实现差动连接，使液压缸右腔内的回油也排入左腔，加大了左腔的进油量，实现了滑台的向右快进。

进油路径为：① 在旧回路中，泵一阀1一阀2一缸左腔；② 在新回路中，泵一阀1左位一调速阀B中的减压阀(此时减压阀阀芯两边控制油路均直通缸左腔、液压力相等，阀芯会被右侧弹力推至最左边、减压口全开、不起减压作用，减压阀只起油路通道作用。)一阀3左位一阀2左位一缸左腔。

回路路线：缸右腔一阀4右位一缸左腔；缸实现差动快进。

2)1次工进，同样，新旧回路的进油路径是不同的，而回油路线相同。

当滑台向右前进压下进程开关SQ2时，电磁铁1YA和3YA得电、5YA失电，阀1和阀4左位、阀2右位接入系统。从油泵来的压力油经阀1后：主要油流，① 在旧回路中，再经调速阀A、二位二通阀3进入缸的左腔；② 在新回路中，则经过调速阀B中的减压阀后流经二位二通阀3、再流经节流阀A1 、进入缸的左腔。而缸右腔的油流经阀4、阀1后流入油箱。滑台以V1速度向右工进，工进速度由节流阀A1 调节。

值得注意的是，在新回路图2中，此时调速阀上；中的减压阀与节流阀A 串接、减压阀阀芯两侧的控制油路：左侧与减压阀出油1：3相连，右侧弹簧腔则与节流阀A 的出油口相连，实质上减压阀与节流阀A 此时串接合作形成的是1个调速阀，与旧回路图1中的调速阀A等效。

3)2次工进时，新旧回路基本一样。当滑台右移压下行程开关SQ3时，电磁铁1YA、4YA 得电，阀1的左位、阀3的右位接入系统工作，电磁铁3YA在旧回路中须通电，而在新回路中可断电以节约用电，阀2右位或左位分别在旧新回路中接入系统工作，此时从油泵来的压力油经阀1和调速阀B后、流入缸的左腔；缸右腔油经阀4和阀1后、流进油箱；实现了滑台以V2速度向右工进，工进速度由调速阀B来调节。

4)快退时，新旧回路的进油路径是相同的，而回油路线不同。

当滑台右移压下行程开关SQ4时，电磁铁2YA得电、其它电磁铁均失电，阀1的右位，阀2、阀3和阀4的左位接入系统工作，实现滑台向左快退。

进油路径：泵一阀1一阀4一缸右腔。

回油路径：① 旧回路中，缸左腔一阀2一阀1一油箱；② 新回路中，缸左腔一阀2左位一阀3左位一调速阀B中减压阀(此时由于减压阀阀芯上左右控制油路均直通缸左腔、液压力相等，阀芯会在右边弹力推动下处于最左边，减压口全开，不减压，减压阀只起油路通道作用。)一阀1右位一油箱。

5)原位停止，新旧回路完全一样。当滑台向左后退压下行程开关SQ1时，所有电磁铁均失电，阀1中位接入系统，液压缸两腔油路均被切断，油泵卸荷，滑台可实现原位停止。

当滑台需要手动调整位置时，可将转换开关放在Ⅱ位上，按下起动按钮，滑台可快速向前调整，在松开起动按钮时，滑台即停，可实现滑台在任意位置的停止。当滑台不在原位，需要快退回去时，可按另一个按钮，系统工作在快退工况，直到滑台退回原位压下SQ1，实现滑台停在原位。

2 用PLC设计新回路的控制系统

2．1 系统的硬件设计(见表2)

表2 PI C的[／0分配表

设计说明：

1)采用FX 一32MR型PLC进行控制系统设计，SA1、SA2组成转换开关，分别为转换开关的I、

II位，用于切换工作状态(SA1闭合时，滑台处于自动工作状态；SA2闭合时，滑台处于手动调整工作状态)；

2)SQ1、SQ2、SQ3和SQ4是4个行程开关；

3)SB1和SB2为两个起动按钮(SB1控制滑台向右快速前进的开始，SB2控制滑台快速向左回退工作的开始)；

4)1YA、2YA、3YA、4YA和5YA是液压传动回路中的电磁铁。

2．2 系统的软件设计

根据前述控制要求，利用PLC的SFC编程方法，用状态SO表示停止，状态S21表示快进，状态S22表示一次工进，状态$23表示二次工进，状态S24表示快退；状态S31表示手动调整滑台向右前进；状态S41表示手动调整滑台向左后退。编制出用户程序如图3。

图3 设计的控制系统PI C程序

3 新回路的特点

图2、图1所示新旧并联二流量阀两工进速度换接回路、功能完全相同，而新回路的结构紧凑，造价下降，性能更佳。

新回路中的调速阀B、要求在减压阀出口处有一油道通阀体外面，此油口用来和其它元件连接，平时不用时可用螺钉堵塞。

从表1对比中可发现：在2次工进时，电磁铁3YA在旧回路中必须通电，而在新回路中无需通电，故新回路能耗低、效率较高。

新回路采用PI C控制，投资少，工作效率高，有很好的柔性，尤其是在工艺程序变更或改变工作循环的时候，只要改变其用户程序，不需要重新安装，其灵活方便的优点更显著。此外，PLC控制只有少数的元器件和接线，故障率低。