基于PLC的高压测漏机控制系统设计与分析

2013-03-20王晓磊李晓丹

机床与液压 2013年8期

王晓磊，李晓丹

(辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁锦州121001)

充气式减振器是20世纪60年代发展起来的一种新型减振器，广泛应用在轿车悬架系统中。由于在减振器内部充有2～3 MPa的氮气，因此检测减振器缸筒是否存在砂眼、裂缝等缺陷至关重要。为此，需要开发一台高压高效的测漏机。由于PLC 具有可靠性高、编程和使用方便、接线简单等特点，在工业化自动生产领域得到广泛应用。因此，测漏机以PLC 作为控制器，实现自动检测过程。

1 工作原理

高压测漏机总体结构如图1所示。

图1 总体结构

将检测工件放到测漏机托盘上，密封气缸带动密封装置将工件夹紧，同时密封。密封结束，升降气缸将工件密封装置和夹紧气缸一起浸入水箱中。下降到指定位置，打开压缩空气控制阀向工件内充入高压气体，延时30 s，若水箱中无气泡产生，则认为质量完好，否则存在质量缺陷。延时时间到，升降气缸上升，上升到指定位置，打开泄压阀，工件腔内泄压，当泄压到设定值时，密封气缸带动密封装置与工件分离，接着人工卸件，单次检验结束[1]。

2 气压系统设计

测漏机的气压系统如图2所示。

图2 气压系统原理图

由于从空气压缩机出来的气源压力较低，所以采用了增压泵来获得高压气体，将其存储到储气罐中。系统中的气缸均采用可调缓冲气缸，并配有磁性开关，使系统更加简洁。压力传感器主要为系统提供是否已充入高压气体的反馈信号，控制增压泵是否工作[2]。

3 控制系统分析设计

根据测漏机的控制要求，选择S7-200 CPU 224 PLC 作为控制器。PLC控制器的输入输出地址分配如表1所示。控制系统接线图如图3所示。下面根据控制系统接线来分析各动作过程。

表1 输入输出地址分配

图3 控制原理接线图

系统控制包括手动单步控制和自动控制。当SB1位于Ⅰ位置时处于手动状态，主要用于设备的调试和故障时的单步操作，自动操作模式自动完成一个循环过程。按下启动按钮时，系统便进入连续动作的一个工作循环。无论在自动模式还是在手动模式下，系统一旦运行，4YA得电空气增压系统工作，调整压力继电器使空气增压系统输出气压达到2 MPa，使储气罐保持在2 MPa，由压力继电器发出反馈信号，4YA断电。下面根据控制系统接线来分析自动控制的各动作过程[3]。

(1)操作者将工件放在工位上。按下启动按钮SB2 设备正常工作。3YA得电，1YA、2YA、5YA断电，密封气缸工作，密封头将测漏工件密封，延时约1 s 后，5YA得电。工件充入高压气体。

(2)2YA得电，下压气缸工作，测漏工件进入水槽，延时30 s，同时2YA断电，1YA得电，下压气缸工作将测漏工件提起。

(3)1YA、2YA、3YA、5YA断电，密封气缸工作将测漏工件松开，测漏工件排气，操做者卸下工件。

(4)其中HL1为增压泵达满指示灯，当到工作压力时指示灯亮。HL2为设备的上电指示灯，系统运行时该指示灯亮。HZ为报警蜂鸣器，通过对PLC软件的编程使它在工作中起到提示和报警的作用。按钮SB3为紧急停止按钮，当设备在工作过程中遇到异常状况时按下，使整个设备输出断电。