（已结帖）工控求职面试题擂台第八期—液压动力滑台的继电器控制分析和PLC控制实现 点击：7044 | 回复：43
液压动力滑台是机床加工工件时完成进给运动的动力部件，由液压系统驱动，完成加工的自动循环。滑台开始停止在最左边，左限位开关SQ1的常开触点闭合（继电器控制图如下图所示）。
SA为手动、自动选择开关，SQ1为左限位开关，SQ2为中限位开关，SQ3为右限位开关，YA1,YA2,YA3为电磁阀的线圈，SB1为启动按钮，SB2用于工作台手动退回，KA1,KA2,KA3为三个中间继电器。其运行的示意图为：
那么请回答擂台问题：
擂台一：试分别分析液压动力滑台选择开关SA合向自动工作位置的自动循环过程和选择开关SA合向手动工作位置的手动过程的流程；请详细分析快进、工进过程继电器电路的各电气元件的动作过程，最好把一个完整运动过程分析下。
擂台二：请随便选择一种PLC，自己定义输入输出端子，画出PLC的接线图，并编写相应的程序，实现液压动力滑台的控制过程！注：
请画出PLC控制电路和I/O分配表。
回答的最好最完整的将首先获奖！
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液压动力滑台电气原理图
上图中SA为手动、自动选择开关，SQ1为左限位开关，SQ2为中限位开关，SQ3为右限位开关，YA1,YA2,YA3为电磁阀的线圈，SB1为启动按钮，SB2用于工作台手动退回，KA1,KA2,KA3为三个中间继电器。其运行的示意图如下：
示意图
擂台一：试分别分析液压动力滑台选择开关SA合向自动工作位置的自动循环过程和选择开关SA合向手动工作位置的手动过程的流程；请详细分析快进、工进过程继电器电路的各电气元件的动作过程，最好把一个完整运动过程分析下。
擂台二：请随便选择一种PLC，自己定义输入输出端子，画出PLC的接线图，并编写相应的程序，实现液压动力滑台的控制过程！注：
请画出PLC控制电路和I/O分配表。
回答擂台一内容如下：
注：原理图中动力滑台手动退回按钮SB2应接常开点控制。
手动控制过程描述：
（1）、将旋钮开关SA合至手动位置 。
（2）、按下手动退回按钮SB2，中间继电器KA3便得电动作并自锁，使电磁阀线圈YA2得电动作，滑台开始从右向左快速退回原位，直至压下左限开关SQ1，中间继电器KA3、电磁阀线圈YA2失电释放，滑台停止在原位。
（3）、按下启动按钮SB1，中间继电器KA1得电动作，电磁阀电圈YA1、YA3同时得电动作，液压缸的活塞带动滑台从左向右开始快进。
（4）、当滑台向右快进到中限时，中限开关SQ2被压下，使中间继电器KA2得电动作并自锁，同时电磁阀线圈YA3断电释放，YA1继续得电，液压缸活塞带动滑台从左向右开始工进（即以机加工的速度进给）。
（5）、当滑台向右工进到右限时，活塞被机械死挡块挡住，使滑台停止前进。
自动控制过程描述：
（1）、确定滑台停在原位即左限开关SQ1压下，否则将旋钮开关SA合至手动位置，按动手动退回按钮S B2以使滑台快速退回到原位。接着将旋钮开关SA合至自动位置，点按启动按钮SB1，中间继电器KA1得电动作并自锁，电磁阀电圈YA1、YA3同时得电动作，液压缸的活塞带动滑台从左向右开始快进。
（2）、当滑台向右快进到中限时，中限开关SQ2被压下，使中间继电器KA2得电动作并自锁，同时电磁阀线圈YA3断电释放，YA1继续得电，液压缸活塞带动滑台从左向右开始工进（以机加工的速度进给）。
（3）、当滑台向右工进到右限时，活塞被机械死挡块挡住，滑台停止前进，同时右限开关SQ3被压下，时间继电器KT得电延时，使滑台作短暂停留，待时间继电器KT延时时间到时，其延时常开触点闭合，中间继电器KA 3得电动作并自锁，电磁阀线圈YA1、中间继电器KA1及KA2 全部断电释放，电磁阀线圈YA2得电动作，活塞带动滑台从右向左快速退回，直到压下左限开关SQ1 ，使中间继电器KA3、电磁阀线圈YA2失电释放，滑台停止在原位，同时为下次启动作准备。
擂台二：请随便选择一种PLC，自己定义输入输出端子，画出PLC的接线图，并编写相应的程序，实现液压动力滑台的控制过程！注：
请画出PLC控制电路和I/O分配表。
下面再来回答擂台二的内容如下：
分析电磁阀工作状态，列出电磁阀动作状态表如下：
| 工况 | YA1 | YA2 | YA3 |
| 快进 | + | - | + |
| 工进 | + | - | - |
| 快退 | - | + | - |
| 原位停止 | - | - | - |
选三菱FX1S小型继电器输出型PLC，确定PLC输入输出分配表。
| 输入 | 输出 | ||||
| 外设名称 | 输入端子 | 功能说明 | 外设名称 | 输出端子 | 功能说明 |
| SA | X0 |
=0手动 =1自动 |
YA1 | Y0 | 电磁阀线圈 |
| SB1 | X1 | 启动 | YA2 | Y1 | 电磁阀线圈 |
| SB2 | X2 | 手动退回 | YA3 | Y2 | 电磁阀线圈 |
| SQ1 | X3 | 左限 | |||
| SQ2 | X4 | 中限 | |||
| SQ3 | X5 | 右限 | |||
画出系统接线图：
结合上述对液压滑台的自动与手动控制原理的分析，作出系统状态转移图，如下图所示。图中S0为左限原位停止状态，自动运行时，S21为快进状态，S22为工进状态，S23为右限延时状态，S24为快退状态；手动运行时，S31为快进状态，S32为工进状态，S33为快退状态。在液压滑台手动运行的任一状态均可操作手动退回按钮SB2使滑台快速返回原位停止。
动力滑台是组合机床的一种通用部件，在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头。
YT4543型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环，其中一种比较典型的工作循环是：快进→一工进→二工进→死挡铁停留→快退→停止。
1 动力滑台液压系统工作原理 完成这一动作循环的动力滑台液压系统工作原理如图9.1所示。
系统中采用限压式变量叶片泵供油，并使液压缸差动联接以实现快速运动。由电液换向阀换向，用行程阀、液控顺序阀实现快进与工进的转换，用二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进之间的速度换接。为保证进给的尺寸精度，采用了死挡铁停留来限位。实现工作循环的工作原理如下：
(1)快进(差动连接)
按下启动按钮，三位五通电液动换向阀5的先导电磁换向阀1YA得电，使之阀芯右移，左位进入工作状态，这时的主油路是：
进油路：滤油器1→变量泵2→单向阀3→管路4→电液换向阀5的P口到A口→管路10、11→行程阀17→管路18→液压缸19左腔。
回油路：缸19右腔→管路20→电液动换向阀5的B口到T口→油路8→单向阀9→油路11→行程阀17→管路18→缸19左腔。
这时形成差动连接回路。因为快进时，滑台的载荷较小，同时进油可以经阀17直通油缸左腔，系统中压力较低，所以变量泵2输出流量大，动力滑台快速前进，实现快进。
•
(2)第一次工进
在快进行程结束时，滑台上的挡铁压下行程阀17，行程阀上位工作，使油路11和18断开。电磁铁1YA继续通电，电液动换向阀5左位仍在工作，电磁换向阀14的电磁铁处于断电状态。进油路必须经调速阀12进入液压缸左腔，与此同时，系统压力升高，将液控顺序阀7打开，并关闭单向阀9，使液压缸实现差动连接的油路切断。
回油经顺序阀7和背压阀6回到油箱。这时的主油路是：
进油路：滤油器1→变量泵2→单向阀3→电液动换向阀5的P口到A口→油路10→调速阀12→二位二通电磁换向阀14→油路18→液压缸19左腔。
回油路：缸19右腔→油路20→电液动换向阀5的B口到T口→管路8→顺序阀7→背压阀6→油箱。
因工作进给时油压升高，则变量泵2的流量自动减小，动力滑台向前做第一次工作进给，进给量的大小可以用调速阀12调节。
(3)第二次工作进给
在第一次工作进给结束时，滑台上的挡铁压下行程开关，使电磁阀14的电磁铁3YA得电，阀14右位接入工作，切断了该阀所在的油路，经调速阀12的油液必须经过调速阀13进入液压缸的右腔，其它油路不变。
由于调速阀13的开口量小于阀12，进给速度降低，进给量的大小可由调速阀13来调节。
(4)死挡铁停留
当动力滑台第二次工作进给终了碰上死挡铁后，液压缸停止不动，系统的压力进一步升高，达到压力继电器15的调定值时，经过时间继电器的延时，再发出电信号，使动力滑台退回。在时间继电器延时动作前，滑台停留在死挡铁限定的位置上。
(5)快退
时间继电器发出电信号后，2YA得电，1YA失电，3YA断电，电液动换向阀5右位工作，这时的主油路是：
进油路：滤油器1→变量泵2→单向阀3→油路4→换向阀5的P口到B口→油路20→缸19的右腔。
回油路：缸19的左腔→油路18 →单向阀16→油路11→电液动换向阀5的A口到T口→油箱。
这时系统的压力较低，变量泵2输出流量大，动力滑台快速退回。由于活塞杆的面积大约为活塞的一半，所以动力滑台快进、快退的速度大致相等。
(6)原位停止 当动力滑台退回到原始位置时，挡块压下行程开关，这时电磁铁1YA、2YA、3YA都失电，电液动换向阀5处于中位，动力滑台停止运动，变量泵2输出油液的压力升高，使泵的流量自动减至最小。
2 动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表
1是这个液压系统的电磁铁和行程阀的动作表。
3动力滑台液压系统特点分析
通过以上分析可以看出，为了实现自动工作循环，该液压系统应用了下列一些基本回路：
• (1)调速回路:采用由限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。它既满足系统调速范围大，低速稳定性好的要求，又提高了系统的效率。进给时，在回油路上增加一个背压阀，这样做一是改善了速度稳定性(避免空气渗入系统，提高传动刚度)，二是使滑台能承受一定的与运动方向一致的切削力。
(2)快速运动回路:采用限压式变量泵和差动连接两个措施实现快进，这样既能得到较高的快进速度，又不致使系统效率过低。动力滑台快进和快退速度均为最大进给速度的10倍，泵的流量自动变化，即在快速行程时输出最大流量，工进时只输出与液压缸需要相适应的流量，死挡铁停留时只输出补偿系统泄漏所需的流量。系统无溢流损失，效率高。
(3)换向回路:•应用电液动换向阀实现换向，工作平稳、可靠，并由压力继电器与时间继电器发出的电信号控制换向信号。
(4)快速运动与工作进给的换接回路：采用行程换向阀实现速度的换接，换接的性能较好。同时利用换向后，系统中的压力升高使远控顺序阀接通，系统由快速运动的差动联接转换为使回油排回油箱。
(5)两种工作进给的换接回路：采用了两个调速阀串联的回路结构。
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