四、千斤顶液压缸加工机床电气控制
1．机床概况
本机床用于千斤顶液压缸两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。
机床的工作程序是：
(1) 工件定位 人工将零件装入夹具后，定位液压缸动作，工件定位。
(2) 工件夹紧 零件定位后，延时15s，夹紧液压缸动作使零件固定在夹具内，同时定位液压缸退出以保证滑台入位。
(3) 滑台入位 滑台带动动力头一起快速进入加工位置。
(4) 加工零件 左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点位置即停止工进，延时30s后停转，快速退回原位。
(5) 滑台复位 左右动力头退回原位后，滑台复位。 (6) 夹具松开 当滑台复位后夹具松开，取出零件。 以上各种动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求见表11-7。
表11-7 电磁阀动作要求
定位 夹紧 入位 工进 退位 复位放松 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 注：“+”号表示电磁阀得电。
2．控制要求
(1) 左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。
(2) 只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力（压力继电器检测）后，才能进行其他的控制。
(3) 机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。 (4) 要求有必要的电气连锁与保护，还有显示与安全照明。 (5) 控制信号说明如表11-8所示。
26
表11-8 控制信号说明
输 入 文字符号 SA1-1 SA2-1 SA3-1 SA3-2 SA3-3 SB1 SB2 SB3 SB4 KM1 KM2 FR1 KP SQ 说 明 机床半自动循环控制转换开关 手动定位控制转换开关 手动入位控制转换开关 手动工进控制转换开关 手动退位控制转换开关 动力头M1、冷却泵M2起动按钮 动力头M1、冷却泵M2停止按钮 液压泵M3起动按钮 液压泵M3停止按钮 动力头M1、冷却泵M2运行信号 液压泵M3运行信号 动力头M1、冷却泵M2过载信号 压力继电器油压检测信号 动力头工进终点位置检测信号 文字符号 KM1 KM2 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6 HL7 HL8 输 出 说 明 动力头M1、冷却泵M2接触器 液压泵M3接触器 1#电磁阀 2#电磁阀 3#电磁阀 4#电磁阀 5#电磁阀 动力头M1、冷却泵M2运行指示 液压泵M3运行指示 半自动循环工作指示 定位指示 入位指示 工进指示 退位指示 故障指示 6) 相关参数：
① 动力头电动机M1：Y100L-6，1.5 kW，AC380V，4.0A。 ② 冷却泵电动机M2：JCB-22，0.15kW，AC380V，0.43A。 ③ 液压泵电动机M3：Y801-4，0.55kW，AC380V，1.6A。 ④ 电磁阀YV1～YV5：100mA，AC220V。
⑤ 指示灯HL1～HL8：10mA，DC24V；安全照明：10W，6.3V。 3．设计任务
1) 根据控制要求，进行机床电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
2) 根据控制要求，编制机床控制PLC应用程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。
3) 编写设计说明书，内容包括： ① 设计过程和有关说明。
② 基于PLC的机床电气控制系统电路图。 ③ PLC控制程序（梯形图和指令表）。 ④ 电器元器件的选择和有关计算。 ⑤ 电气设备明细表。
27
⑥ 参考资料、参考书及参考手册。
⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。
28
五、旋转式滤水器电气控制系统
1．设备概况
旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm3以上的漂浮杂物进行过滤除杂。该设备安装在水处理车间的进水管道入口处，根据生产用水量的实际需要，既可单台使用，也可多台并联运行。旋转式滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。
正常滤水过程：由于旋转式滤水器进水与出水口的水流正常，产生的压力差低于差压控制器设定值，因此，差压控制器内微动开关无动作输出，原水正常过滤。
除杂排污过程：由于旋转式过滤器长时间过滤原水，势必在滤水器内的过滤孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得进水口的水压大于出水口的水压，出水量减少，进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值，这时差压控制器内微动开关动作输出，常开触点闭合，接通控制系统进行除杂排污。除杂排污后旋转式滤水器又恢复正常滤水状态，生产供水系统安全运行。旋转式滤水器控制框图如图11-11所示。
滤水器电动机液压泵电动机差压变送器超压报警停车压力传感器故障显示出水口旋转式滤水器进水口定时自控手动控制电动阀门控制器驱动器蝶阀排污出口
图11-11 旋转式滤水器控制框图
2．控制要求
(1) 手动调试和检修 SA1手柄指向左45o时，接点SA1-1接通，通过SB1、SB2控制按钮，手动开/关电动阀，通过SB3、SB4控制按钮，手动开/关滤水器电动机，以便于系统调试和检修。
(2) 人工除杂排污 SA1手柄指向右45o时，接点SA1-2接通，人工起动、停止旋转式滤水器进
29
行除杂排污。
(3) 定时自动除杂排污：SA1手柄回零位时，若原水中杂物较少，固体漂浮物也较少，因此，水处理车间的旋转式滤水器长时间正常滤水，不能进行差压自动除杂排污。由于旋转式滤水器长时间置于水中，各个机械传动机构会锈蚀，影响过滤和除杂排污或导致旋转式滤水器损坏，因此，需要具有定时自动除杂排污功能。
(4) 差压自动除杂排污 SA1手柄回零位时，若滤水器进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，直到滤水器进、出水口产生的压力小于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动停止除杂排污，恢复正常滤水状态。
(5) 超压停机 旋转式滤水器内部的过滤孔被小颗粒杂物堵死无法排出，进、出水口的压力差较高，虽然进行了除杂排污，但是进、出水口的压力差仍然未能降到正常值，差压控制器内微动开关长时间动作（8～10min），需要立即停车，并发出声光报警。
(6) 计数功能 该设备不管进行了哪种形式的除杂排污，每次进行除杂排污后都要有记录，因此需要记录除杂排污次数（5位）。
(7) 减速机润滑 在旋转式滤水器上装有行星摆线针轮减速机，由输油泵将油室中的润滑油源源地送入减速机，液压泵拖动电动机与滤水器电动机同步运行。
(8) 除杂排污阀门的电动装置 内设三相交流异步电动机380V/60W、阀门限位开关和电动机过热保护，通过正、反相运行实现开阀、关阀功能。
(9) 其他 必要的电气联锁与保护，受控对象运行状态显示等。 10) 相关参数
1) 滤水器电动机M1：Y系列，AC380V，1.5 kW，6极；液压泵电动机M2：Y系列，AC380V，70W，4极；减速机4极减速；电动阀电动机M3：AC380V，60W，电动阀自带。
2) 差压变送器测量范围：0.3～0.8MPa可调，电感性电接点输出：AC220V，1A。 3) 指示灯HL：10mA，DC24V。 4) 电铃HA：8W，AC220V。 11) 控制信号说明见表11-9。
表11-9 控制信号说明
输 入 文字符号 SA1-1 SA1-2 SB1 说 明 手动控制转换开关 人工除杂排污控制转换开关 手动开电动阀按钮 文字符号 KM1 KM2 KM3 输 出 说 明 开电动阀接触器 关电动阀接触器 滤水器、液压泵运行接触器 30