基于信捷PLC對細石混凝土泵電氣系統的設計

摘要：為了推進細石混凝土泵的國產化，在保證產品性能的前提下，降低其電氣系統的生產成本，采用以國產信捷PLC(ProgrammabIe Logic ControlIer)為主的控制元件對細石混凝土泵電氣系統進行了設計。在保證細石混凝土泵使用穩定性的同時，降低了其電氣系統的制造成本，提高了適用性。所設計電氣系統經菏澤永安機械制造有限公司檢驗使用，實際應用情況良好。
關鍵詞：PLC控制；細石混凝土泵；電氣系統

0 引言
我國混凝土泵車的市場前景與現代化建設的進程密切相關。作為“車、泵、站”為一體的施工機械，對保證工程質量、提高施工速度、增加施工安全等起著十分重要的作用。近年來，我國的拖式混凝土泵車得到了飛速發展，按照各廠家產品生產能力等的不同，大致可以分成以三一重工、中聯重科為代表的第一梯隊，以鴻得利、佳爾華等為代表的第二二梯隊，以及其他生產能力都相對較小的第三梯隊廠家。
對中小生產企業而言，充分發揮混凝土泵車輸送效率高、操作簡單、維修方便的優勢；研制操性能可靠、價格低廉的產品以及時補充國內市場，然后逐步向高端產品方向發展，是目前企業得以生存的戰略方針。
關于混凝土泵車產品性能、質量的提高或生產成本的降低，目前研究主要側重于其液壓系統的改進與檢測，或換向管閥及整體結構穩定性的結構設計研究。對于混凝土泵車控制系統的設計研究涉及不多，劉會勇等開發了功能完備的混凝土泵智能監測和控制系統；王佩君等采用PLC對混凝土泵的電氣系統進行了改造設計。也有廠家嘗試采用單片機自行開發微控制器進行控制系統設計，這種方法可降低整個系統成本，但自行開發的微處理器可靠性較低。從市場使用來看，目前細石混凝土泵車的控制系統己大多采用PLC，但所使用PLC大多為價格相對較高的德國西門子系列或日本三菱系列。相對而言，在細石混凝土泵車上采用性價比相對較高的國產信捷PLC，在降低細石混凝土泵成本、提高其使用維修性能等方面具有積極的市場意義。

1 系統構成
1．1 工作原理
細石混凝土泵的基本原理是由電動機帶動液壓泵產生壓力油驅動液壓缸，液壓缸活塞桿再帶動混凝土缸活塞把混凝土推入輸送管道，通過混凝土分配閥和液壓缸之間的順序動作，使混凝土不斷從混凝土料斗吸入混凝土缸，并通過輸送管道輸送到澆注地點。
細石混凝土泵車的整機結構如圖1所示。

1．2 液壓系統
細石混凝土泵車液壓系統由主油路和分配閥油路兩部分組成。其液壓系統回路圖如圖2所示。

電機啟動，液壓泵5向系統供油。壓力油液經主換向閥7驅動兩個主液壓缸1差動進行泵送工作。不工作時，進入主換向閥7的液壓油經中位流回油箱，液壓泵處于卸荷狀態。液壓泵最大工作壓力由溢流閥6控制。兩個主液壓缸的無桿腔相通，形成閉合油路。每當活塞運動到行程終點后，壓力油會自動打開油缸的單向閥向閉合油路補油一次，實現自動補油功能。
電機啟動，壓力油液經減壓閥4、分配換向閥3驅動兩分配閥液壓缸2工作。兩分配閥液壓缸有桿腔與油箱相通。當一個分配閥液壓缸活塞桿伸出時，分配閥向另一個液壓缸方向擺動，使其活塞桿縮回，同時由油箱向有桿腔補充油液。