摘 要

随着工业的飞速发展，虽然锻锤结构简单、操作方便、易于维护，但是其缺点也是日益突出：能耗大、污染重、费用很高。在20世纪中期，一种结构很紧凑、造价又低、节能环保的新型锻锤出现了，这就是电液锤。随着日新月异的机械行业迅猛的发展，电液锤技术也取得巨大的进步。

本次毕业设计是对 3T 电液锤的控制系统进行设计，主要运用可编程控制器进行控制。整个过程中，包括系统设计，PLC 的选型，元器件选择和控制图的绘制等。首先，我对电液锤和可编程控制器进行了介绍，包括它们的工作原理和发展历程，对这次论文的两个主要对象的研究进行了初步展示，接着我又设计了电液锤控制系统的方案，在硬件设计方面，由于控制要求和使用环境相对比较复杂，我对其进行了综合考虑，首先对PLC进行选型。本次设计选用的是三菱的 FX 系列中 FX2N-40 PLC。在此基础上对FX2N-40进行I/O端子分配，具有自动和手动两种方式。在保护电动机方面，我增加了热保护。蓄能器的液面高度用霍尔开关来反应。然后我画出了PLC的接线图。其他一些控制PLC的元件以及电机、熔断器、霍尔开关我也进行了选择。

在软件的设计方面，我先根据控制要求设计了程序控制流程图。程序控制流程图可以详尽的表示出PLC的工作方式。然后根据这张图设计了梯形逻辑图。最后，我对PLC的可靠性进行了设计。

关键词：电液锤 PLC 控制系统 可靠性设计

3T hammer control system design

Abstract

With the rapid development of industry, although the forging hammer of simple structure, convenient operation, easy to maintain, but its shortcoming is also increasingly prominent: large energy consumption, heavy pollution and high cost. In the 1950s, a new type of hammer, which was compact, cheap and environmentally friendly, appeared. With the rapid development of rapid manufacturing, the technology of electro-hydraulic hammer has made great progress.

This graduation design is designed for the control system of the 3T electric hydraulic hammer, which is controlled by the programmable controller. Throughout the process, including system design, PLC selection, component selection and control charts. First of all, I am active and programmable controller are introduced, including their working principle and development course of preliminary shows two main object of this thesis research, then, I has carried on the design scheme of active control system, in terms of hardware design, I use of control requirements and the environment has carried on the comprehensive consideration, the selection of PLC in the first place. The design was designed for mitsubishi's FX series, FX2N - 40 PLC. On this basis, I/O terminal assignment of FX2N minus 40, which has automatic and manual two ways. I added heat protection to protect the motor. The liquid level of the accumulator is highly used by the hall switch. And then I drew the wiring diagram for the PLC. Other components that control the PLC and the motors, the fuse, the hall switch, I have also chosen.

In the design of the software, I designed the program control flowchart according to the control requirement. Program control flowchart can be detailed in how PLC works. Then the ladder logic diagram was designed according to this diagram. Finally, I designed the reliability of PLC.

Key word: Electro hydraulic forging hammer; PLC; Control system; Reliability design

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 3T 电液锤的概述 1

1.1.1 电液锤简介 1

1.1.2 电液锤的工作原理 1

1.1.3 电液锤的发展 2

1.1.4电液锤技术目前的问题 3

1.2 控制器的概述 4

1.2.1 可编程控制器的简介 4

1.2.2 可编程控制器（PLC）的发展史 4

第二章 3T电液锤控制系统的方案设计 6

2.1 3T 电液锤的控制要求 6

2.2 PLC 控制系统设计的基本原则和内容 6

2.2.1设计的基本原则 6

2.2.2设计的主要内容及方案对比 7

第三章 3T电液锤控制系统的硬件设计 8

3.1 3T电液锤工作系统和控制要求 8

3.2 PLC的选型 8

3.3 I/O 配置表 10

3.4 PLC的外部接线图 11

3.5其他电器元件的选型 11

第四章 3T电液锤控制系统的软件设计 15

4.1 3T电液锤控制系统的流程图 15

4.2 3T 电液锤控制系统的梯形逻辑图 16

第五章 PLC控制系统的可靠性设计 17

5.1 影响 PLC 控制系统可靠性的因素 17

5.2 提高 PLC 控制系统的可靠性的硬件措施 18

5.3提高 PLC 控制系统的可靠性的软件措施 19

5.4 可靠性设计的总结 20

结语及成本核算 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1 3T 电液锤的概述

1.1.1 电液锤简介

电液锤是依靠电动机带动液压泵产生压强来获得打击能量的锻锤，其中回程和驱动全是液压的叫液压锤，气体在驱动或回程中起到作用的叫做气液锤，两者的总称叫电液锤。按照电液锤的结构来分类，有无砧座和砧座电液锤即对击锤这两种；按照传动介质分，液气电液锤和全液压电液锤；按照锻件性质分，模锻电液高压氮气和下腔的油液隔开。蓄能器上不通过管路、截止阀与大气瓶相连，大气瓶中装有氮气。液压站有很多功能，如储油、过滤、调节油温等，液压站还向动力头提供液压油 。液压站的组成包括邮箱、油泵电机的动力源、先导式溢流阀、游标尺等组成。

电液锤相比较于传统的蒸空锻锤，其效率高，并且容易实现自动化，在能耗和环保等方面有明显的优势。还有主操纵阀的换向作用和快速放夜阀的进排油作用是电液锤技术的关键，它们控制整个电液锤液压系统的整体性能。但是在实际工作当中，电液锤的动态响应特征还是有待完善提高。

1.1.2 电液锤的工作原理

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