基于信捷PLC对细石混凝土泵电气系统的设计

摘要：为了推进细石混凝土泵的国产化，在保证产品性能的前提下，降低其电气系统的生产成本，采用以国产信捷PLC(ProgrammabIe Logic ControlIer)为主的控制元件对细石混凝土泵电气系统进行了设计。在保证细石混凝土泵使用稳定性的同时，降低了其电气系统的制造成本，提高了适用性。所设计电气系统经菏泽永安机械制造有限公司检验使用，实际应用情况良好。
关键词：PLC控制；细石混凝土泵；电气系统

0 引言
我国混凝土泵车的市场前景与现代化建设的进程密切相关。作为“车、泵、站”为一体的施工机械，对保证工程质量、提高施工速度、增加施工安全等起着十分重要的作用。近年来，我国的拖式混凝土泵车得到了飞速发展，按照各厂家产品生产能力等的不同，大致可以分成以三一重工、中联重科为代表的第一梯队，以鸿得利、佳尔华等为代表的第二二梯队，以及其他生产能力都相对较小的第三梯队厂家。
对中小生产企业而言，充分发挥混凝土泵车输送效率高、操作简单、维修方便的优势；研制操性能可靠、价格低廉的产品以及时补充国内市场，然后逐步向高端产品方向发展，是目前企业得以生存的战略方针。
关于混凝土泵车产品性能、质量的提高或生产成本的降低，目前研究主要侧重于其液压系统的改进与检测，或换向管阀及整体结构稳定性的结构设计研究。对于混凝土泵车控制系统的设计研究涉及不多，刘会勇等开发了功能完备的混凝土泵智能监测和控制系统；王佩君等采用PLC对混凝土泵的电气系统进行了改造设计。也有厂家尝试采用单片机自行开发微控制器进行控制系统设计，这种方法可降低整个系统成本，但自行开发的微处理器可靠性较低。从市场使用来看，目前细石混凝土泵车的控制系统己大多采用PLC，但所使用PLC大多为价格相对较高的德国西门子系列或日本三菱系列。相对而言，在细石混凝土泵车上采用性价比相对较高的国产信捷PLC，在降低细石混凝土泵成本、提高其使用维修性能等方面具有积极的市场意义。

1 系统构成
1．1 工作原理
细石混凝土泵的基本原理是由电动机带动液压泵产生压力油驱动液压缸，液压缸活塞杆再带动混凝土缸活塞把混凝土推入输送管道，通过混凝土分配阀和液压缸之间的顺序动作，使混凝土不断从混凝土料斗吸入混凝土缸，并通过输送管道输送到浇注地点。
细石混凝土泵车的整机结构如图1所示。

1．2 液压系统
细石混凝土泵车液压系统由主油路和分配阀油路两部分组成。其液压系统回路图如图2所示。

电机启动，液压泵5向系统供油。压力油液经主换向阀7驱动两个主液压缸1差动进行泵送工作。不工作时，进入主换向阀7的液压油经中位流回油箱，液压泵处于卸荷状态。液压泵最大工作压力由溢流阀6控制。两个主液压缸的无杆腔相通，形成闭合油路。每当活塞运动到行程终点后，压力油会自动打开油缸的单向阀向闭合油路补油一次，实现自动补油功能。
电机启动，压力油液经减压阀4、分配换向阀3驱动两分配阀液压缸2工作。两分配阀液压缸有杆腔与油箱相通。当一个分配阀液压缸活塞杆伸出时，分配阀向另一个液压缸方向摆动，使其活塞杆缩回，同时由油箱向有杆腔补充油液。