平面鋼閘門活塞式液壓啟閉機設(shè)計3張CAD圖
平面鋼閘門活塞式液壓啟閉機設(shè)計3張CAD圖,平面,閘門,活塞,液壓,啟閉,設(shè)計,CAD
附錄一：
11.5.2 評估組件檢索
措施與每個準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)檢索組件的范圍從“所有組件”到“沒有組件”。如果所有組件實現(xiàn)方針,對于設(shè)計高質(zhì)量的組件檢索而言，這些組件不實現(xiàn)指南應(yīng)該重新考慮。
原則 6:避免組件特征復(fù)雜的檢索。三個組件特征使檢索困難:不斷,嵌套和靈活性。如果組件的類型圖 11.21 所示圖，存儲他們將變得復(fù)雜。如果組件是設(shè)計為圖 11.21 所示圖 b,則他們不能混亂。
第二個常見問題,復(fù)雜檢索是嵌套的,哪些組件內(nèi)彼此聯(lián)系(圖 11.22)。這個問題有兩種簡單的解決方案:要么改變的角度聯(lián)鎖表面或添加功能,防止干擾。
最后,靈活的組件如墊圈,油管,線束組件檢索和處理異常困難。在可能的情況下,使組件少,短,盡可能的避免僵硬。
圖 11.21 設(shè)計修改避免組件配合矛盾
圖 11.22 設(shè)計修改,避免干擾
原則 7：設(shè)計組件的特定類型的檢索、處理和配合。然后設(shè)計考慮每個組件的裝配方法。有類型的裝配系統(tǒng):手動裝配,裝配機器人,和特殊用途的轉(zhuǎn)移機器組裝。一般來說,如果產(chǎn)品的體積小于 250000 每年,最為經(jīng)濟的方法組裝手冊, 產(chǎn)品有卷 200 萬每年,機器人通常是最好的。特殊用途的機器只保證如果體積超過 200 萬。這些系統(tǒng)要求組件檢索、處理和交配。例如,組件可以 bulk-fed 手工裝配和一定的特性,使其容易掌握。機器人夾持器,另一方面,可能是美聯(lián)儲自動, 可以掌握一個組件外部像人類;在內(nèi)部,與吸盤菲亞特的表面,或許多其他效果器。
11.5.3 評估組件處理
接下來的設(shè)計組裝指南都是面向單個組件的處理。
原則 8;設(shè)計所有組件的端到端對稱。如果一個組件可以安裝在組裝只在某種程度上,那么它必須面向插入的行為定向和插入組件需要時間和工人熟練或定向和插入組件需要時間和工人熟練或裝配機的復(fù)雜性。如果大會是由機器人完成, 例如,那么只有一個方向插入可能需要多軸機器人。相反,如果組件是球形,那么的取向是沒有結(jié)果和處理更加容易。大多數(shù)組件是一個組裝介于這兩個極端之間。
有兩個對稱的度量:端到端(對稱的軸垂直于軸插入)和軸線嵌入對稱(后者是準(zhǔn)則的重點并不是這里討論。)端對端對稱意味著一個組件可以插入在組裝兩端。軸對稱組件的目的是要插入沿著其軸圖 11.23 所示。左欄的設(shè)計工作的設(shè)計只有在安裝在一個方法。這些組件如右邊所示修改,這樣就可以插入兩端的拳頭。在
每種情況下,不對稱特性已經(jīng)復(fù)制到使組件結(jié)束對稱便于組裝。修改組件之前為了滿足這種或類似的指導(dǎo)方針,重要的是要檢查的值修改。添加一個特性的成本可能不會提高其功能進行組裝。
修改組件之前為了滿足這種或類似的指導(dǎo)方針,重要的是要檢查的值修改。添加一個功能的成本可能不充分改善其功能的匯編程序的修改。
圖
11.23 修改軸對稱端到端部分
圖 11.24 修改為對稱的軸插入功能
指導(dǎo) 9:設(shè)計所有組件插入軸的對稱。前面的指導(dǎo)方針要求端到端對稱,設(shè)計師還應(yīng)該爭取旋轉(zhuǎn)對稱。圖 11.23 中的組件都是軸對稱如果插入方向的中心線。列在圖 11.24 組件只有一個方向,如果他們被插入在平面上的圖。然而,通過添加功能無用缺口(頂部組件),或添加一個持有和結(jié)束(在底部組件),我們可以給兩個方向的組件插入——決定改進。
在圖 11.25 中,原設(shè)計為組件只有一種符合大會。添加一個反對孫亞紅(Fig.11.25b),這是無用的功能,給組件插入兩個可能的方向。最后,修改組件函數(shù)(Fig.11.25c)可以使組件軸對稱。問的變化是很重要的功能是值得獲得易于裝配。如果不是,那么不應(yīng)該被容忍。
指導(dǎo) 10:設(shè)計組件,不對稱的軸插入明顯不對稱。組件圖 11.25 顯然是不對稱的。如果不是不對稱,組件可以插入的手指指向錯誤的方式,因此,不會功能設(shè)計。在 Fig.11.26 其中四個組件的設(shè)計一直在修改，左邊的列在右邊負(fù)擔(dān)輕松修改方向。這條指導(dǎo)原則的目的是使組件只能插入的目的。
圖 11.25 修改部分的對稱
圖 11.26 修改部分力量不對稱
11.5.4 評估組件配合
最后,組件交配應(yīng)該評估的質(zhì)量。11 到 13 指南提供一些設(shè)計改善其可配型。
指導(dǎo) 11:設(shè)計組件通過直線組裝交配,所有來自同一方向。 這條指導(dǎo)原則, 旨在最小化裝配的運動,有兩個方面:組件應(yīng)該伴侶通過直線運動,這種運動總是應(yīng)該在同一個方向。如果這些推論都滿足,大會將從上面然后一起下降。因此, 裝配過程不會需要重新定位的基礎(chǔ)和其他裝配除了垂直向下運動。(下降是首選單方向,因為重力輔助裝配過程)。
組裝的組件 11.27b 需要運動。這個數(shù)字一直在減少.11.27b 通過重新設(shè)計的組件之間的接口。注意,圖 11.17 b 的設(shè)計,雖然提高緊固件的使用質(zhì)量,設(shè)計的插入困難,再次證明設(shè)計總是權(quán)衡考慮。
指南 12: 利用斜切,引導(dǎo),和遵從性,便于插入和對齊方式。使實際插入或交配盡可能簡單的組件,每個組件本身應(yīng)該指導(dǎo)到位。這可以通過使用三種技術(shù)。一個常見的方法是使用倒角或圓角,圖 11.28 所示。這里所示的四個組件都經(jīng)過修改設(shè)計。
在圖 11.29 軸斜切和磁盤仍然很難對齊并按到它的最終位置。這個困難是一個緩解通過軸直徑較小的一部分,允許磁盤與最后的直徑,配合圖 b 所示。軸的主要部分已迫使磁盤與最后部分對齊。類似的設(shè)計組件越低,所示,在 b 列,插入的時間軸的軸承從右邊是正確對齊。
圖 11.27 裝配圖
最后,組件合理或彈性,用于緩解插入并放寬公差。組件配合計劃 b 柱 圖
11.30 不需要高容忍度;即使大于孔后,組件將折斷。
圖 11.28 使用倒角來緩解組裝
圖 11.29
圖 11.30
圖 11.31
指導(dǎo) 13：組件可訪問性最大化。而指導(dǎo) 5 本身關(guān)心裝配順序效率,這條指導(dǎo)原則是面向足夠的可訪問性。裝配是很困難如果組件沒有把握。裝配效率也低， 如果一個組件必須插入一個尷尬的境地。
除了對組裝,也有維護需要考慮。在一個常見的電腦打印機更換保險絲,需要拆卸整個機器。裝配和維護,工具是必要的。必須允許工具與操作的組件進行配合。11.31 所示,有時簡單的設(shè)計可以改變工件接觸使運動變得更加容易。
附錄二：
11.5.2 Evaluation of component retrieval
The measures associated with each guideline for retrieving components range from “all components” to “no components.” If all components achieve the guideline, the quality of the design is high as far as component retrieval is concerned. Those components that do not achieve the guidelines should be reconsidered.
Guideline6: Avoid Component Characteristics That Complicate Retrieval. Three components characteristics make retrieval difficult: tangling, nesting, and flexibility. If components of the type shown in fig. 11.21 column a are stored they will become tangled .if the components are designed as shown in fig. 11.21 column b, then they cannot tangle.
A second common problem that complicates retrieval is nesting, in which components jam inside each other (Fig 11.22). There are two simple solutions for this proplem. Either change the angle of the interlocking surfaces or add features that prevent jamming.
Finally, flexible components such as gaskets, tubing, and wiring harnesses are exceptionally hard components to retrieve and handle. When possible, make components as few, as short, and as stiff as possible.
Figure11.21 Design modifications to avoid component tangling.
Guideline 7: Design Components for a Specific Type of Retrieval, Handling, and Mating. Consider the assembly method of each component during design. There are there types of assembly systems: manual assembly, robot assembly, and
special-purpose transfer machine assembly. In general, if the volume of the product is less than 250,000 annually, the most economic method of assembly is manual, For products that have a volume of up to 2 million annually , robots are generally best. Special-purpose machines are warranted only if the volume exceeds 2 million. Each of these systems has requirements for components retrieval, handling, and mating. For example, components for manual assembly can be bulk-fed and must have features that make them easy to grasp. Robot grippers, on the other hand, may be fed automatically and can grasp a component externally like a human; internally, with s suction cup a fiat surface; or with many other end effectors.
11.5.3 Evaluation of Component Handling
The next three design-for-assembly guidelines are all oriented toward the handling of individual components.
Guideline 8; Design All Components for End–to-End Symmetry. If a component can be installed in the assembly only in one way, then it must be oriented and inserted in just that way. The act of orienting and inserting the component takes time and either worker dexterity or orienting and inserting the component takes time and either worker dexterity or assembly machine complexity. If assembly is to be done by a robot, for example, then having only one orientation for insertion may require the robot to be multiaxial. Conversely, if the component is spherical, then its orientation
is of no consequence and handling is much easier. Most components is an assembly fall between these two extremes.
There are two measure of symmetry: end–to-end symmetry (symmetry about an axis perpendicular to the axis of insertion) and axis-of-insertion symmetry. (The latter is the focus of guideline 9 and is not discussed here.) End-do-end symmetry means that a component can be inserted in the assembly either end first. Axisymmetric components that are intended to be inserted along their axes are shown in Fig. 11.23. Those in the left-hand column are designed to work in the design only if installed in one way. These same components are shown in the right-hand column modified so that they can be inserted either end fist. In each case, the asymmetrical feature has been replicated to make the component end to-end symmetrical for ease of assembly.
Figure 11.23 Modification of axisymmetric parts for end-to-end
symmetry
Before modifying a component to meet this or similar guidelines, it is important to check the value of the modification. The cost of adding a feature may not improve its functionality for the assembler sufficiently to warrant the modification.
Figure 11.24 Modification of features for symmetry about the axis of insertion.
Guideline 9: Design All Components for Symmetry About Their Axes of Insertion. Whereas the previous guideline called for end-to-end symmetry, a designer should also strive for rotational symmetry. The components in Fig. 11.23 are all axisymmetric if inserted in the direction of their centerline. In Fig. 11.24 the components in column a have only one orientation if they are inserted in the plane of the diagram. However, by adding a functionally useless notch(on the top component) or adding a hold and rounding an end ( on the bottom component), we can give the components two orientations for insertion –a decided improvement.
In Fig. 11.25a, the original design for the component fits only one way into the assembly. The addition of an opposing figer(Fig.11.25b), which is useless functionally, give the component two possible insertion orientations . Finally, modifying the component functions (Fig.11.25c) can make the component axisymmetric. It is important to ask if the change in functionality is worth the gained ease of assembly. If not, then the asymmetry should be tolerated.
Guideline 10: Design Components That Are Not Symmetric About Their Axes of Insertion to Be Clearly Asymmetric. The component in Fig. 11.25a is clearly asymmetric. If it were not asymmetric, the component could be inserted with the finger pointing the wrong way and , as a result , would not function as it was designed to. In Fig.11.26 the four component designs of the left–hand column have been modified in the right-hand column to afford easy orientation. The goal of this guideline is to make components can be inserted only in the way intended.
Figure 11.25 Modification of a part for symmetry
Figure 11.26 Modification of part to force symmetry
11.5.4 Evaluation of Component Mating
Finally, the quality of component mating should be evaluated. Guidelines 11 to 13 offer some design aids for improving assemblability.
Guideline 11:Design Components to Mate Through Straight-Line Assembly , All from the Same Direction. This guideline, intended to minimize the motions of assembly, has two aspects: the components should mate through straight-line motion, and this motion should always be in the same direction. If both of these corollaries are met, the assembly will then fall together from above. Thus, the assembly process will never require reorientation of the base nor any other assembly motion other than straight down. (Down is the preferred single direction, because gravity aids the assembly process.)
The components in Fig.11.27b require there motions for assembly. This number has been reduced in Fig.11.27b by redesigning the interface between the components. Note that the design in Fig. 11.17b, although improving the quality in terms of fastener use, has design in terms of insertion difficulty, again demonstrating that there are always trade-offs to be considered in design.
Guideline 12: Make Use of Chamfers, Leads, and Compliance to Facilitate Insertion and Alignment. To make the actual insertion or a component as easy as
possible, each component should guide itself into place. This can be accomplished using three techniques. One common method is to use chamfers, or rounded corners, as shown in Fig.11.28. Here the four components shown in column a are all modified with chamfers in column b to ease assembly.
In Fig, 11.29a the shaft has chamfers and still the disk is hard to align and press into its final position. This difficulty is a alleviated by making part of the shaft a smaller diameter, allowing the disk to mate with the final diameter, as shown in column b of the figure. The lead section of the shaft has forced the disk into alignment with the final section .A similar redesign is shown in the lower component, where, in column b, by the time the shaft is inserted in the bearing from the right it is aligned properly.
Figure 11.27 Example of one-direction assembly
Finally, component compliance, or elasticity, is used to ease insertion and also relax tolerances. The component mating scheme in column b of Fig. 11.30 need not have high tolerance; even if the post is larger than hole, the components will snap together.
Figure 11.28 Use of chamfers to ease assembly
Guideline 13; Maximize Component Accessibility. Whereas guideline 5 concerned itself with assembly sequence efficiency, this guideline is oriented toward sufficient accessibility. Assembly can be difficult if components have no clearance for grasping. Assembly efficiency is also low if a component must be inserted in an awkward spot.
Besides concerns for assembly, there is also maintenance to consider. To replace the fuses in one common computer printer, it is necessary to disassemble the entire machine. In both assembly and maintenance, tools are necessary and room must be allowed for the tools to mate with the components and to be manipulated. As shown in Fig.11.31, sometimes simple design change can make tool engagement and motion must easier.
設(shè)計（XX）任務(wù)書
Ⅰ、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：
平面鋼閘門活塞式液壓啟閉機設(shè)計
Ⅱ、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容（從專業(yè)知識的綜合運用、論文框架的設(shè)計、文
獻資料的收集和應(yīng)用、觀點創(chuàng)新等方面詳細(xì)說明）：
（1） 平面鋼閘門活塞式液壓啟閉機液壓缸設(shè)計：根據(jù)題目選取柱塞缸，液壓缸設(shè)計包括液壓系統(tǒng)工作壓力的確定、液壓缸壁厚和內(nèi)徑與外徑計算、缸蓋長度和厚度的確定，通過傳統(tǒng)設(shè)計和計算機輔助工程技術(shù)，依據(jù)經(jīng)驗和理論公式計算，確定液壓缸的安裝方法，校核連接螺栓匹配等。
（2） 平面鋼閘門活塞式啟閉機液壓泵站設(shè)計，了解液壓泵站的整體布局，繪出液壓泵站的管路布置圖。
（3） 平面鋼閘門活塞式啟閉機控制器的設(shè)計。根據(jù)題目要求，明確液壓系統(tǒng)需要完成的動作及動作之間的相互聯(lián)系。設(shè)計思想要從實際出發(fā)。
（4） 提交設(shè)計說明書及計算書各一份。一號 CAD 圖紙三張，包括液壓鋼結(jié)構(gòu)裝配圖，液壓站泵系統(tǒng)圖和 PLC 電氣圖。 Ⅲ、進度安排：
2014 年 10 月 20 日～2014 年 11 月 9 日（3 周）：選擇題目，收集材料，聯(lián)系落實畢業(yè)實習(xí)單位，填寫畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書；
2014 年 11 月 10 日～2014 年 12 月 7 日（4 周）：布置任務(wù)，明確目標(biāo)、制定計劃，確定初步畢業(yè)設(shè)計方案；
2014 年 12 月 8 日～2015 年 1 月 4 日（4 周）：深化初步方案，結(jié)合畢業(yè)實習(xí)加深對畢業(yè)設(shè)計方案的認(rèn)識；
2015 年 1 月 5 日～2015 年 1 月 16 日（2 周）：學(xué)生畢業(yè)設(shè)計方案進一步完善；
2015 年 1 月 17 日～2015 年 3 月 1 日（6 周）：繼續(xù)前期工作；
2015 年 3 月 2 日～2015 年 5 月 17 日（11 周）：學(xué)生全部返校，進行畢業(yè)設(shè)計計算、繪圖，編制畢業(yè)設(shè)計說明書，完成畢業(yè)設(shè)計工作任務(wù)（2015 年 3 月 30 日～
2015 年 4 月 5 日接受學(xué)校畢業(yè)設(shè)計期中檢查）；
2015 年 5 月 18 日～2015 年 5 月 31 日（2 周）：畢業(yè)成果預(yù)提交、修改、評閱、答辯。
Ⅳ、主要參考資料：
[1] 胡友安，樓力律，顧文斌.水工啟閉機設(shè)計及工程實踐[M].北京：中國水利水電出版社，2011.
[2] 姜繼海，宋錦春，高常識.液壓與氣壓傳動[M].北京：高等教育出版社，2009. [3]廖常初.S7-200PLC 編程及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.
[4] 仝基斌，晏群.機械制圖[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.
[5] 陳志民.Auto 2010 中文版 機械繪圖實例教程[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2009.
[6] 楊可楨.機械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [7]楊培元.液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [8]孫桓.機械原理[M].北京:高等教育出版社，2001.
[9] 楊培元主編.液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [10]陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社，2007. [11]孫成通主編.液壓傳動[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.
指導(dǎo)教師：（簽名： ）， 年 月 日
學(xué)生姓名：（簽名： ），專業(yè)年級： 11 機械工程（2）班
系負(fù)責(zé)人審核意見（從選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、是否結(jié)合科研或工程實際、綜合
訓(xùn)練程度、內(nèi)容難度及工作量等方面加以審核）：
專業(yè)負(fù)責(zé)人簽字： ， 年 月 日
平面鋼閘門活塞式液壓啟閉機設(shè)計
摘 要
啟閉機是一種在大型給排水和水利水電工程中專門用來控制各類大、中型鑄鐵閘門及鋼制閘門的開啟與關(guān)閉的起重機械設(shè)備。通過關(guān)閉和開啟閘門起到攔截污染和清污的效果。它是一種具有間隙調(diào)運功能的專門的起重機械。目前，啟閉機在水利工程中使用非常廣泛，隨著科技的發(fā)展和實際的應(yīng)用，啟閉機結(jié)構(gòu)類型也越來越多。并且根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，其設(shè)計方法也不相同。目前，啟閉機有螺桿式啟閉機和卷揚式啟閉機以及液壓式啟閉機三大類。
螺桿式啟閉機又分為：平推式、側(cè)搖式、手搖式和手電兩用啟閉機、直連式、直連雙吊點啟閉機。
卷揚式啟閉機分為：平門卷揚式啟閉機和弧形門卷揚式啟閉機和雙吊點卷揚式、快速卷揚式、移動式臺車啟閉機。
液壓式啟閉機分為：單吊和雙吊兩種。
根據(jù)已知材料，本文主要是對雙吊活塞式液壓啟閉機的設(shè)計。其內(nèi)容涉及啟閉機的所需啟閉力和工作速度等基本的參數(shù)，液壓泵的設(shè)計、液壓缸的設(shè)計、工作速度的校核、液壓控制閥和其他附件等零部件的結(jié)構(gòu)形式的計算方法和應(yīng)用。同時，還應(yīng)滿足水電站對設(shè)備自動化控制方面的要求。為此，水電站啟閉機通常采用電氣控制系統(tǒng)的 PLC 自動化。
關(guān)鍵字：水電站 啟閉機 液壓系統(tǒng) 液壓缸 電氣控制
1I
ABSTRACT
Hoist is a kind of control of various kinds of large, medium-sized iron and steel sluice gate opened and closed for lifting machinery and equipment specialized in large-scale water supply and drainage and water conservancy and Hydropower engineering. Through the opening and closing of gate to intercept the pollution and cleaning effect. It is a circular gap hoisting machinery a special hoisting machinery. At present, the hoist is widely used in water conservancy project, with the development of science and technology and practical application, the hoist structure types are also more and more. According to the different structures, the design method is not the same. At present, the hoist is divided into three categories: screw hoist and hoist winch, hydraulic hoist.
Screw hoist is divided into: flat push type hoist, side roll hoist, hand hoist, electric hoist, direct hoist, direct double suspension hoist.
Hoist winch is divided into: flat gate hoist, arc gate hoist, double suspension hoist winch, winch hoist, mobile trolley hoist.
The hydraulic hoist is divided into: single and double hanging hanging type two.
According to the known material, this paper is mainly about the design of hoist hydraulic double crane. It involves the hoist required opening and closing force and speed parameters such as basic design, hydraulic pump, hydraulic cylinder design, speed checking, hydraulic control valves and other accessories and other parts of the structure calculation method and application. At the same time, the station should also meet the requirements of hydropower automation control equipment. To this end, the closed machine usually uses PLC automation of electric control system of hydropower station.
Key words: Hydropower Station Hoist Hydraulic system Hydraulic cylinder Electrical control
VI
前 言
目前,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步,電力需求量的增加， 促進了中國水電站開發(fā)和建設(shè)的快速發(fā)展。而啟閉機是水利水電工程建設(shè)中最為重要的設(shè)備之一。啟閉機的使用起到實現(xiàn)水電站閘門的起降和欄護、安防、清污等作用。它在水利水電工程建設(shè)中使用非常廣泛。啟閉機質(zhì)量的好壞直接影響整個水電站是否安全運行。并且對整個河流下游的居民群眾的生命財產(chǎn)安全有著重要的影響。
目前，水利水電工程啟閉機取得了巨大的發(fā)展，啟閉機的工作應(yīng)用技術(shù)也日益提高。以此同時，制造生產(chǎn)啟閉機的一些公司的激烈競爭，包括國內(nèi)許多交通、起重、冶金、機械等行業(yè)公司以及國外私人企業(yè)的加入都大大刺激里啟閉機行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。但是，我們也必須清楚的意識到，部分企業(yè)依然存在很嚴(yán)重的生產(chǎn)管理問題：生產(chǎn)設(shè)備落后，工藝水平低，產(chǎn)品合格率低；專業(yè)技術(shù)人員欠缺， 生產(chǎn)人員知識水平和業(yè)務(wù)能力不強；部分企業(yè)對啟閉機制造理論。技術(shù)要求和生產(chǎn)規(guī)范掌握不足，產(chǎn)品無法達到國家要求等。
針對以上問題，我選擇了關(guān)于水利水電柱塞式液壓電啟閉機的設(shè)計?，F(xiàn)代機械通常是有機械、液壓和電氣三個方面緊密的。機械傳動、液壓傳動和電氣傳動并稱為三大傳動。當(dāng)前液壓傳動在機械設(shè)計中占有很高的地位。所以，在水電站閘門液壓啟閉機設(shè)計中結(jié)合機械、液壓和電氣三個方面進行設(shè)計計算。在電氣控制方面選用可編程控制器（PLC）。PLC 具有可靠性高，建設(shè)周期短，使用操作便利，易于控制，便于編程與調(diào)控等多方面的優(yōu)點。
此次畢業(yè)設(shè)計著重對液壓啟閉機液壓缸各主要構(gòu)造部件的設(shè)計，液壓泵站系統(tǒng)的設(shè)計和 PLC 系統(tǒng)體系的應(yīng)用三個方面進行。參考了《水電站機電設(shè)計手冊》、
《液壓設(shè)計手冊》和《水利水電啟閉機設(shè)計章程》（中國水利出版社發(fā)行）等設(shè)計手冊和標(biāo)準(zhǔn)。畢業(yè)設(shè)計是培育大學(xué)生查閱資料，自主學(xué)習(xí)與應(yīng)用知識，分析和處理問題能力的一個重要環(huán)節(jié)，也是大學(xué)最后一個環(huán)節(jié)，是對大學(xué)生綜合能力的一個考察。通過畢業(yè)設(shè)計，不僅可以提高學(xué)生設(shè)計能力和科研能了，最重要的是， 能夠培養(yǎng)分析處理問題的能力。
在設(shè)計過程中，由于自身知識儲備有限和問題考慮不完全，經(jīng)驗不足等難免會出現(xiàn)許多問題和錯誤，懇請老師和領(lǐng)導(dǎo)批評指正。
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
前 言 III
目 錄 IV
第 1 章 緒論 1
1.1 啟閉機概述 1
1.2 閘門 1
1.3 國內(nèi)外啟閉機應(yīng)用現(xiàn)狀 2
1.4 水利工程啟閉機發(fā)展趨勢 2
1.4.1 啟閉機——專業(yè)化和大型化 2
1.4.2 啟閉機——液壓技術(shù) 2
1.4.3 啟閉機——新材料的應(yīng)用 3
1.4.4 啟閉機——結(jié)構(gòu)型式先進 3
1.4.5 啟閉機——標(biāo)準(zhǔn)化推廣 4
1.4.6 啟閉機——設(shè)計計算仿真應(yīng)用 4
1.5 液壓啟閉機優(yōu)缺點 4
第 2 章 液壓缸的設(shè)計 6
2.1 液壓缸類型的選擇與確定 6
2.2 液壓缸的設(shè)計與計算 6
2.2.1 缸筒缸徑計算 6
2.2.2 啟門速度計算與校核 8
2.2.3 液壓缸壁厚及外徑計算 9
2.2.4 缸筒的材料選擇 10
2.2.5 液壓缸缸體強度校核 10
第 3 章 啟閉機液壓泵站設(shè)計 14
3.1 液壓泵站基本參數(shù)的確定 14
3.3.1 油泵壓力的確定 14
3.2 液壓元件的選擇 15
3.2.1 油箱的選擇 15
3.3.2 加熱器 16
3.3.3 回油濾油器 17
3.3.4 壓力控制閥 17
3.3.5 調(diào)速閥 18
3.3.6 電磁轉(zhuǎn)向閥 19
3.3.7 電磁溢流閥 19
3.3.8 液壓系統(tǒng)各元件型號的確定 20
第 4 章 液壓系統(tǒng)控制功能的實現(xiàn) 21
4.1 液壓泵空載啟動 21
4.2 保壓回路 21
4.3 閘門運行的速度的調(diào)整 22
4.4 整個液壓系統(tǒng)的工作原理 23
第 5 章 啟閉機PLC 控制系統(tǒng) 25
5.1 控制系統(tǒng)接線設(shè)計 25
5.1.1 油泵電動機主電路設(shè)計 25
5.1.2 I/O 點數(shù)統(tǒng)計及 PLC 型號選擇 27
5.1.3 PLC 外部接線圖的設(shè)計 28
5.2 PLC 的控制邏輯及編程 29
5.2.1 控制邏輯框圖 29
5.2.2 控制程序梯形圖 30
總 結(jié) 32
致 謝 33
參考文獻 34
附錄一： 35
附錄二： 41
第 1 章 緒論
1.1 啟閉機概述
在水利工程中，啟閉機是一種專門用來開啟和降落各種閘門的起重機械設(shè)備。它能夠循環(huán)運行，是一種具有特殊用途的起重機械。啟閉機的類型有很多種。按照設(shè)計結(jié)構(gòu)形式不同會有一定的差別。
按照結(jié)構(gòu)形式，啟閉機分為移動式和固定式兩大類。
在水利水電工程中，移動式啟閉機可以同時操作多扇閘門和攔污柵。它包括起升結(jié)構(gòu)和運行兩大結(jié)構(gòu)。移動式啟閉機主要有橋式、懸軌臺式、雙向門機、單興門機和滑車式等。種類比較繁多。
固定式啟閉機是一臺啟閉機控制一扇門的升降。啟閉機是固定住的。只包含起升機構(gòu)。主要分類有：螺桿式、液壓式和固定式啟閉機等其他。
液壓式啟閉機主要利用液體的壓力驅(qū)動液壓缸運動，進而帶動閘門的運動， 實現(xiàn)啟閉。液壓啟閉機主要由液壓缸、控制裝置和液壓閥及液壓泵站四大部分組成。目前液壓啟閉機中的小、中型啟閉機已經(jīng)進行了產(chǎn)品的系列化，并且有了專門的制造企業(yè)生產(chǎn)制造。大型的啟閉機系列標(biāo)準(zhǔn)也正在擬定中。隨著時代的發(fā)揮， 啟閉機應(yīng)用非常的廣泛，特別是是液壓啟閉機。
1.2 閘門
閘門是水利工程設(shè)施中重要的組成部分之一，它可以根據(jù)需要封閉的建筑物空口或是全部或是部分開啟空口，調(diào)節(jié)上下水游水位和流量，從而獲得發(fā)電、防洪和灌溉、通航等效益，并且還具有排除漂浮物、泥沙、冰塊的功能等，并能為相關(guān)建筑物和設(shè)備的檢修提供便利的條件。同時，閘門一般設(shè)置在取水輸水建筑物的進、出口等咽喉要道，并通過閘門的靈活啟閉功能實現(xiàn)維護建筑物的安全的目的。
目前，平面鋼閘門是水利水電建筑工程中使用最多的閘門。因為它不僅結(jié)構(gòu)較為簡單，而且操作方便可靠，具有建筑物配合容易的特點。最為簡單的平面鋼閘門則是一整塊鋼板。根據(jù)移動方式的不同，又分為直升式、浮箱式、橫拉式、轉(zhuǎn)動式等。
34
當(dāng)前，我國鋼產(chǎn)量規(guī)模已位居世界的前列。機械制造技術(shù)、焊接技術(shù)、裝配技術(shù)等也大幅度提高，電力供應(yīng)也相對充足。因此，在閘門設(shè)計中首選的是鋼閘門。平面鋼閘門液壓啟閉機比較符合當(dāng)今的潮流。
1.3 國內(nèi)外啟閉機應(yīng)用現(xiàn)狀
近年來，水利事業(yè)的不斷發(fā)展。各地大大小小的水電站也越建越多。相應(yīng)的， 啟閉機技術(shù)也得到了較為廣泛的應(yīng)用。例如：液壓啟閉機、卷揚啟閉機以及連桿啟閉機等。
廣泛應(yīng)用在小型弧形和平年閘門上的螺桿式啟閉機基本都不會超過 200KN， 它的最大容量也只能達到 250KN。并且這類系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實施（QL 系列）。
目前，應(yīng)用于啟閉葛洲壩二號船人字閘門是世界上最大的連桿式啟閉機。啟閉機的啟閉能力高達 2500KN.M。建成于上個世紀(jì) 50 年代的佛子嶺水庫溢洪道的雙扉門使用的是鏈?zhǔn)絾㈤]機，不過，到目前都沒能廣泛的應(yīng)用在水利水電工程建設(shè)中。采用一門一機獨自操作或者是集中操作控制的啟閉機大都是機械傳動類的啟閉式。國外啟閉機發(fā)展相對于中國而言，比較發(fā)達。例如：日本的巖屋水庫弧形閘門所用的啟閉機，啟閉力高達 2*9000KN。
1.4 水利工程啟閉機發(fā)展趨勢
隨著我國水利水電事業(yè)的不斷發(fā)展，啟閉機的需求量也隨之越來越大。這就給啟閉機的發(fā)展創(chuàng)造了很大的發(fā)展空間。各種新材料、新技術(shù)和新的設(shè)計理念不斷地應(yīng)用在啟閉機的發(fā)展中。各種新型結(jié)構(gòu)的大型或超大型的啟閉機不斷地應(yīng)用到水利水電工程中。總的概括，啟閉機發(fā)展趨勢有以下幾點。
1.4.1 啟閉機——專業(yè)化和大型化
由于河流水位不斷增高，大型啟閉機的需求也隨之不斷上升。國內(nèi)啟閉機的啟閉力也隨之增大。不斷地更新記錄。特別是液壓啟閉機的迅速發(fā)展。目前我國最大的固定式卷揚機啟閉機持主力達到 9000KN，其啟閉力達到 2000KN，起升高度 118m，這是有葛洲壩集團主持制造的啟閉機，應(yīng)用于錦屏二級水電站。四川溪洛渡水利樞紐工程建設(shè)中使用的最大起重重量為 8000kN 的固定卷揚式啟閉機。
1.4.2 啟閉機——液壓技術(shù)
對于機械傳動來說，液壓傳動有著許多無法比擬的優(yōu)點。目前，在水利水工
工程中，液壓啟閉機技術(shù)的應(yīng)用相對較為廣泛。液壓啟閉機是水利工程應(yīng)用中典型的實例。首先，液壓傳動設(shè)施自身的重量比較低，所占空間也相對比較小。其次，液壓傳動提供的動力非常準(zhǔn)確，并且能夠直接傳到所需的位置和方向，少去了許多機械傳動中的中間環(huán)節(jié)。耗能小且效率高。最后，液壓傳動噪音小且傳動相對平穩(wěn)，摩擦小，而且潤滑性能好，而且系統(tǒng)自身還可以實現(xiàn)潤滑油等原料的循環(huán)利用。對于液壓啟閉機系統(tǒng)，只需做定期檢查和清潔就可以使其長期有效的運行使用。
液壓啟閉機技術(shù)發(fā)展有以下幾點。一是防護技術(shù)?；钊麠U表面必須采用陶瓷防護層材料。二是測控技術(shù)。液壓啟閉機的運行速度、運行位移及功能很重要。為了使功能正常使用，生產(chǎn)廠家在設(shè)計和制作時需要根據(jù)用戶需求制作合理方案。三是液壓系統(tǒng)。四是安全和壽命。在使用中不得出現(xiàn)安全問題，并且還要保證能夠長時間的使用。
1.4.3 啟閉機——新材料的應(yīng)用
新材料的使用往往都會大大提高以往產(chǎn)品的性能。近年來，伴隨著新材料、新制造工藝和技術(shù)的快速發(fā)展，各種鋼材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用在平面鋼上。在水利水工工程建設(shè)成本上，鋼材料的成本大約占到 1/3。這是因為啟閉機結(jié)構(gòu)不限需要承受各種載荷，而鋼材料具有較高的屈服強度和抗拉強度。并且有很好的焊接性的特點。特別是碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用大大提高了啟閉機的性能。啟閉機大型化、輕型化的發(fā)展也促進了新材料的研發(fā)與發(fā)展。
1.4.4 啟閉機——結(jié)構(gòu)型式先進
隨著水利水電啟閉機行業(yè)的快速發(fā)展，啟閉機無論是在外型上還是配置上要求都越來越高。對其使用維護和環(huán)保方面也有了很高的要求。像目前國內(nèi)以普通不帶制動系列電動機為動力源系列軟齒面（中硬齒面）減速器和一級開式齒輪組成的減速傳動機構(gòu)的卷揚式啟閉機不僅體積大，安全系數(shù)低，而且維修麻煩、環(huán)境污染還相當(dāng)大。新型結(jié)構(gòu)型式不僅克服了這些缺乏還提高了效率。例如，2010 年安徽九井崗水電站使用的就是名為 QPZG5000KN 新型閉式高揚程卷煙式啟閉機。這種啟閉機不僅起吊載荷大，起升揚程高，而且采用雙卷筒雙雙聯(lián)的布置形式，使每一個卷筒由一臺 CHC 型齒輪連環(huán)少齒差減速器提供驅(qū)動。這樣不僅簡化了結(jié)構(gòu)，而且提高了安全系數(shù)，同時也提高了運行效率。
1.4.5 啟閉機——標(biāo)準(zhǔn)化推廣
高質(zhì)量需要高標(biāo)準(zhǔn)。我國對啟閉機的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)一直都很重視。啟閉機高標(biāo)準(zhǔn)的實施對于企業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。2010 年以來，上個世紀(jì)八九十年代制定的相關(guān)設(shè)計、制造和驗收規(guī)范的更新極大的促進了啟閉機行業(yè)的發(fā)展。規(guī)范如下：
《液壓氣動系統(tǒng)及元件缸內(nèi)徑及活塞桿外徑》 GB/T2348-93 SL41—2011《水利水電工程啟閉機設(shè)計規(guī)范》
SL507—2010《卷揚式啟閉機系列參數(shù)》SL508—2010《液壓啟閉機系列參數(shù)》SL542—2011《水利水電建設(shè)用門座起重機》SL545—2011《鑄鐵閘門技術(shù)條件》SL491—2010《螺桿式啟閉機系列參數(shù)》SD315—89《固定卷揚式啟閉機通用技術(shù)條件》
DL/T5019—94《水利水電工程啟閉機制造、安裝及驗收規(guī)范》GB/T14627-93《大型液壓式啟閉機》
DL/T896-2004《QPKY 型水工平面快速閘門液壓啟閉機基本參數(shù)》DL/T897-2004《QPPYⅠ、Ⅱ型水工平面閘門液壓啟閉機基本參數(shù)》
1.4.6 啟閉機——設(shè)計計算仿真應(yīng)用
水利工程中，啟閉機種類不同，其結(jié)構(gòu)組成也會有所不同。例如，移動式啟閉機門架結(jié)構(gòu)是完整的空間結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多樣，啟閉載荷也各不相同。目前啟閉機設(shè)計大都遵循現(xiàn)有的設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計。固定式卷揚機的起升機構(gòu)、移動式啟閉機的行走機構(gòu)、液壓式的活塞機構(gòu)等部件都是按照以上規(guī)范進行設(shè)計的。雖然，這種設(shè)計計算方法在實際過程中取得一定的成功。不過對于部分啟閉機的構(gòu)件、門架和支持結(jié)構(gòu)件的設(shè)計不能簡單地采用平面設(shè)計計算。近年來，計算機的快速發(fā)展，各種工程軟件的開發(fā)與應(yīng)用，如 ANSYS 軟件對啟閉機的構(gòu)架設(shè)計和仿真有著極大地幫助。通過軟件，不僅能夠進行強度分析、誤差分析還能模擬啟閉機的使用。
1.5 液壓啟閉機優(yōu)缺點
液壓啟閉機優(yōu)點相對于機械傳動非常明顯。傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、承載能力
大、緩沖性能好、重量輕、效率高、壽命長等都是液壓啟閉機的優(yōu)點。但同時， 液壓啟閉機本身也存在一些缺點。面臨許多技術(shù)上的問題。液壓零件的密封性有嚴(yán)格的要求，部分零件達不到所需要求導(dǎo)致液壓油滲漏。活塞桿與液壓缸要有高精密的配合，這是加工成本變高。同時，雙吊點的啟閉機吊點同步性很難達到完全一致。為防止啟閉機在失去電力的時候無法啟閉的狀況的發(fā)生，某些啟閉機還設(shè)計有手搖啟閉功能。例如，卷揚機啟閉機等。
第 2 章 液壓缸的設(shè)計
2.1 液壓缸類型的選擇與確定
目前，液壓缸底的種類有很多。因為結(jié)構(gòu)的不同，基本分為以下四類：柱塞式、活塞式、擺動式和伸縮式。在水利工程中，啟閉機常采用活塞式和柱塞式兩種類型。
根據(jù)已知題目條件，此次設(shè)計選用柱塞式液壓缸。此次設(shè)計將詳細(xì)對柱塞式液壓缸的整體設(shè)計思路、尺寸的計算和零部件的選擇進行介紹。液壓缸的設(shè)計思路為：一要首先滿足負(fù)載力 P 的要求。二要可以滿足最大工作行程。三要滿足最大速度 v 和時間 t。并且滿足這些要求的同時還要保證柱塞桿作用有效面積符合液壓缸基本的要求。滿足缸體強度和密封要求。
柱塞式液壓缸的主體零件之一是缸筒。缸筒和缸蓋及柱塞桿組成密封的空腔，形成內(nèi)壓用來推動柱塞運動。當(dāng)系統(tǒng)液壓的工作壓力越來越高，對缸筒承受的強度和剛度要求也就越來越高。因此對于缸筒的受力分析，要進行精確的計算。我們還要注意到一點就是柱塞和缸筒相對運動時，既要減小摩擦，減低損耗，還要保證良好密封，不漏油，不滲油。其表面光滑度，精度都要達到一定的標(biāo)準(zhǔn)。
由于柱塞式液壓缸輸出力與活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比的關(guān)系，因此在油缸液壓恒定的情況下能夠保證傳輸穩(wěn)定，柱塞靠缸套支撐，不與缸套接觸。缸套加工容易，適用于長行程液壓缸。一般來說，柱塞承載重量很大，因此不宜水平放置，防止因水平放置造成單邊磨損嚴(yán)重。垂直放置更有利。
本次設(shè)計是長行程的大中型液壓缸，并且依靠閘門自重關(guān)閉閘門。綜上所述， 采用柱塞式液壓缸提供啟閉力。
圖 2.1 柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)簡圖
2.2 液壓缸的設(shè)計與計算
2.2.1 缸筒缸徑計算
液壓缸內(nèi)徑采用如下計算公式：
D =
公式中：G ----------------- 啟門力 N
P 缸內(nèi)液壓油工作壓力 MPa
（2.1）
d 活塞桿直徑 mm
hm 液壓缸的傳動效率
考慮能量損失，液壓缸工作壓力取油泵工作壓力的 75%—85%，抵償管道、閥門和活塞與活塞桿摩擦阻力造成的損失?；钊麠U直徑 d 一般取 45%—75%,根據(jù)經(jīng)驗，在此取 50%較為合適。目前，液壓缸傳動的機械效率為 95%左右?！端㈤]機設(shè)計及工程實踐》這里取 95%。
取液壓泵工作壓力 P1=25MPa， 此時液壓缸工作壓力為 18.7—21.2MPa。取p=20MPa?；钊麠U直徑 d=1/2 D。 G=400KN，帶入公式（2.1） 得：
D =
D=189.098mm
根據(jù)液壓缸內(nèi)徑和活塞桿外徑尺寸系列關(guān)系（GB/T2348-1993） 如表 2.2 和表 2.3 所示。
表 2.2 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列表 單位：mm
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
（90）
100
（110）
125
（140）
160
180
200
（220）
250
（280）
320
（360）
400
表 2.3 活塞桿外徑尺寸系列 單位：mm
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
表 2.4 按工作壓力選取 d/D
工作壓力/MPa
￡ 5.0
5.0~7.0
3 7.0
d/D
0.5~0.55
0.62~0.70
0.7
由上表可得，缸內(nèi)直徑的標(biāo)準(zhǔn)值為 D=200mm，又因為工作壓力超過 7.0MPa，理論上應(yīng)取 0.7D。但考慮實際安全，啟閉機為重載機械，因此取 D d = 2 ，
d=0.5D=100mm。
2.2.2 啟門速度計算與校核
由材料文件可知，要求液壓缸的啟門速度不超過 5m/min 液壓缸，而液壓缸內(nèi)徑尺寸直接影響到閘門的啟閉速度，所以，當(dāng)泵的流量和啟門速度 V 已知，應(yīng)核算液壓缸的內(nèi)徑啟門速度。假設(shè)泵的轉(zhuǎn)速和排量已知,查 SL41-2011 中標(biāo)準(zhǔn)系列 。 速 度 V=1.25m/min 選 轉(zhuǎn) 速 w=1500r/min, 泵 排 量 v=63cm3/r. 則 流 量q=9.45*10-3m3/r;
4 ′106 q
V = p(D2 - d 2 ) ′hv
式中：hv —液壓缸的傳動效率，取hv = 95% 。
V=1.480m/min 其誤差不超過 10% 經(jīng)核算證明桿值取值有效。
2.2.3 液壓缸壁厚及外徑計算
液壓缸壁厚通常按照其強度條件來計算。一般缸筒中，最薄處的厚度稱為液壓缸的壁厚。對于其內(nèi)壓力，內(nèi)應(yīng)力的分布也隨壁厚的不同而不同。在此按照液
壓啟閉機中等壁厚（3.2≦ D <16），進行缸體壁厚δ的初選計算；
d
d=
公式中：D 液壓缸內(nèi)徑
PD + c
(2.3[s] - P)j
[s]?缸體材料的許用應(yīng)力，MPa；
Φ ---- 強度系數(shù)，無縫鋼管取φ=1，鍛鋼取φ=1.1-1.2；
C 計入壁厚公差及腐蝕的附加厚度，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度值；
取[s]= sb ，s 為缸體材料的抗拉強度，MPa，取安全系數(shù) n=5。
n b
查冷拔無縫鋼管機械性能，見表 2.5，
表 2.5 無縫鋼管機械性能
材料
抗拉強度
sb /MPa
屈服強度
ss /MPa
伸長率/%
20
500
400-500
8
35
600
500-550
6
45
700
600-650
4
選取 35 號無縫鋼為材料。則sb =600MPa， [s]=120MPa，得：
d = PD + c
(2.3[s] - P)j
=19.9+c
對于無縫鋼管來時，一般取 c=3，則壁厚為 22.9,mm，將壁厚取為整數(shù)，所以壁厚為 25mm。則；
缸體外徑為 D 外=250mm
2.2.4 缸筒的材料選擇
考慮缸筒機械性能要求并兼顧工藝性和經(jīng)濟性，應(yīng)優(yōu)先采用無縫鋼管制作缸筒毛坯。無縫鋼管具有加工余量小，工藝性能好和生產(chǎn)周期短的特點，因此標(biāo)準(zhǔn)的液壓缸通常采用其作為缸筒毛坯。相對于內(nèi)徑大，行程短，壁厚較厚的缸筒應(yīng)采用鍛造技術(shù)。綜合考慮，優(yōu)先選擇冷拔無縫鋼管。
2.2.5 液壓缸缸體強度校核
按距離法蘭和支承凸緣足夠遠的斷面計算缸壁的折算應(yīng)力。缸體的最大中心直徑為：D 外=250mm
縱向應(yīng)力：
z
o = PD2 =
4D外 ×d
19.29MPa
橫向應(yīng)力：
o = PD 外 = 105MPa
h 2d
折算應(yīng)力：
szh =
= 96.81MPa
缸體的許用應(yīng)力[s]=120MPa>96.81MPa。所以，強度符合要求。缸體的內(nèi)徑外徑是符合使用的。
2.3 缸體各連接部分的選擇
2.3.1 液壓缸連接裝置
液壓缸缸體通常有缸筒、缸底、缸蓋和管導(dǎo)向環(huán)、支撐環(huán)等組成。其中，缸筒和缸蓋組成缸體組件。缸體組件和柱塞桿件形成密封的壓力容腔，并且承受壓力。缸體組件要有充足的強度和牢靠的密封性。缸體和缸蓋的連接方式與工作壓力相關(guān)。當(dāng)工作壓力 p 小于 10MPa，優(yōu)先選用鑄鐵；工作壓力 P 大于 20MPa，優(yōu)先使用無縫鋼管；工作壓力 p 大于 20mpa，使用鑄鋼和鍛鋼。
缸體有以下幾種連接方式：半環(huán)式、法蘭式、螺旋式及焊接式四種連接方式。 一、半環(huán)式連接。半環(huán)式連接相對于其他連接結(jié)構(gòu)較為簡單，但是零件相對較多。加工制造過程相對復(fù)雜。而且缸筒壁部存在環(huán)形鍵槽，消弱了缸筒強度。
二、螺旋式連接。螺紋連接的筒體端部結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，并且擰端部時，有可能將密封圈擰扭曲，裝拆相當(dāng)麻煩。
三、拉桿式連接。端蓋重，尺寸大，容易因為受力不均勻?qū)е吕瓧U變形，進而影響密封效果。并且，只在長度不大的中低壓缸蓋場合中應(yīng)用廣泛。
四、焊接式連接。因為焊接導(dǎo)致缸低直徑等處理困難。焊接過程中可能導(dǎo)致缸體發(fā)生變形。
五、法蘭式連接。法蘭式連接具有結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本較低的特點。同時拆卸方便。水電站液壓啟閉機廣泛采用法蘭式連接。如下圖:
圖 2.6 法蘭式連接
相對比之后，我們在此端部采用法蘭連接。結(jié)合前文缸徑及活塞桿直徑計算，根據(jù)法蘭安裝尺寸選擇，查 GB9123.6-9123.11
法蘭蓋 100-16 GB9231.9-88
根據(jù)機械設(shè)計手冊 P21—309，螺栓孔徑F 取 24mm，螺栓選取 M22，查機械設(shè)計手冊 GB/T 5782—2000 選取取六角頭螺栓尺寸規(guī)格如下：GB/T 5782 M22×50。據(jù)此，螺母規(guī)格查手冊可取：六角螺母 C 級 GB/T 41—2000 M22。
2.3.2 焊接式端直通管接頭
目前常用的管接頭方式有插入焊接式和連接焊接式兩種。螺紋連接焊接式是將管子焊接在管接頭的接管上，再通過螺母和接頭連接在一起。這種方式拆卸相對方便，并且結(jié)構(gòu)簡單，密封性好。插入式焊接直通管管接頭是指管子插入接口后焊
接，拆卸麻煩。為方便安裝維修，選擇螺紋連接焊接式直通管接頭。如圖所示：
圖 2.7 焊接式端直通管接頭
通過查機械手冊焊接式端直通管接頭尺寸表，選擇規(guī)格如下： 管接頭 JB/T966-2005 18/M22
2.3.3 緩沖裝置
緩沖裝置是液壓啟閉機必不可少的一部分。無論是液壓缸的柱塞桿還是活塞桿都具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動下存在很大的動能。當(dāng)液壓桿行駛到行程的終端時，因為慣性和動能，會引起機械的碰撞，并產(chǎn)生較大的沖擊壓力和噪聲。而緩沖裝置就是為了防止或減少因為柱塞桿與柱塞缸等運動部件間的相互沖擊帶來的損害，在他們行程過程中實現(xiàn)終端速度的遞減，起到保護缸體的作用。
液壓缸有多種緩沖裝置。緩沖裝置大都有三角節(jié)流槽、單向閥、緩沖油腔、柱塞和節(jié)流閥等組成。其緩沖形式包括圓柱形環(huán)隙式、圓錐形環(huán)隙、可變節(jié)流槽式、可調(diào)節(jié)流孔式等方式。
緩沖裝置的工作原理是使缸筒低壓腔內(nèi)的全部或者部分油液通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能則隨著循環(huán)的油液被帶到液壓缸內(nèi)。在這里采用恒節(jié)流型緩沖裝置，因為此裝置結(jié)構(gòu)輕易，制造經(jīng)濟低，設(shè)計便利，通常一些液壓缸多采用此緩沖裝置。恒節(jié)流型緩沖裝置的簡圖見圖 2.3。
圖 2.8 恒節(jié)流型緩沖裝置簡圖
2.3.4 密封裝置選取
良好的密封性有助于增加液壓缸的使用壽命。同時，還能減少噪音，防止油液泄露的情況發(fā)生。為保證良好的密封性能，就需要使用密封圈對液壓缸進行密封。為此，本次密封，采用 O 型密封圈。O 型密封圈是具有圓形截面的環(huán)形橡膠密封圈，常用于在液體和氣體介質(zhì)中靜態(tài)下了零件密封。密封性能相對較好，而且 O 型密封圈還能作用于軸向往復(fù)運動和低速扭轉(zhuǎn)活動的動態(tài)密封元件。
相對于不同的牢固密封和動密封情況下，O 型圈是一種既經(jīng)濟又實用的密封元件。O 型圈是一種雙向功用密封元件,安置時，徑向或軸向方面初始緊縮，并且給予O 型圈自身的初始密封能力。O 型環(huán)通常是盡可能選擇的O 形圈很大一部
分。在相同間隙的情況下， O 型密封圈被擠入間隙量應(yīng)小于最大允許值。查機械設(shè)計手冊可取 O 型圈尺寸規(guī)格為：
112×7G GB/T3452.1
結(jié)構(gòu)如下：
有關(guān)液壓缸具體尺寸計算完畢。
柱塞桿結(jié)構(gòu)圖如附圖錄圖（1）
第 3 章 啟閉機液壓泵站設(shè)計
3.1 液壓泵站基本參數(shù)的確定
3.3.1 油泵壓力的確定
根據(jù)液壓缸壓力可得，液壓缸壓力大約是油泵壓力的 75%--85%。以此抵償管道與閥門和活塞與缸筒之間的摩擦阻力造成的損失。因此，根據(jù)液壓缸的工作壓力來確定油泵的工作壓力。在設(shè)計中，采用液壓泵站的工作壓力為 p=25MPa。
3.3.2 泵站流量的確定
啟閉機移動速度的大小取決于泵站流量的大小。為了保障水電站的發(fā)電效率，啟閉機的移動速度要與電動機正常的速度相適應(yīng)。泵站的流量要根據(jù)啟閉機在移動時的工作循環(huán)中，油缸提供的最大流量來確定：
(D
Q = A · v = p
4
把已知數(shù)據(jù)帶入式中：
2 - d 2 ) · v
p
Q = ′(0.252
4
- 0.102
) ′ 0.33 = 13.6 ′10-3 m3
min
Q = 7 L min
在實際操作中，由于需要一定的輔助時間，并且還要可慮系統(tǒng)自身的損耗。所以，泵站的實際流量要大于理論計算值。
所以：
Q
h
Q 實 =
V
即實際流量：
Q實 = 7 / 0.95 = 7.36 L min
又有：
P泵 = P *Q實
泵
P = 20 ′106 ′ 7.36 ′10-3 60 = 24KW
根據(jù)泵的流量和排量，查機械設(shè)計手冊，選取 25YCY14—1B 的柱塞泵，故有參數(shù)：
型號
排量
/mL × r -1
額定壓力
/MPa
額定轉(zhuǎn)速
/r × min-1
驅(qū)動功率
/kW
容積效率
/%
質(zhì)量
/kg
25YCY14-1B
25
32
1500
24.6
3 92
27
3.2 液壓元件的選擇
3.2.1 油箱的選擇
存儲油是油箱的主要功能。由于油箱具有一定的表面積，因此能夠散發(fā)出油液工作時產(chǎn)生的熱量，具有沉淀油液中的污漬的功能。溢出滲入郵箱中的空氣。油箱可分為開放式和封閉式兩種。目前，開放式油箱廣泛應(yīng)用于常壓。在要求相對嚴(yán)格的場所中，例如水下和壓力不穩(wěn)定、噪聲要求小的場所，采用閉式油箱。在此次設(shè)計中，考慮到水電站液壓啟閉機系統(tǒng)中噪聲對工作穩(wěn)定不會有太大的影
響，開放式相對于封閉式經(jīng)濟，所以此次選用開放式油箱。如圖：
圖 3.1 開式油箱結(jié)構(gòu)示意圖
計算油箱的有效容積：公式為
V = mqp
式中：m 系數(shù)，低壓系統(tǒng)時 m = 2 ~ 4 ，中壓系統(tǒng)時 m = 5 ~ 7 ，中、高壓或者
高壓大功率系統(tǒng)時 m = 6 ~ 12 ；
qp 液壓泵的流量
選擇系數(shù) m=8 得 V=300L
根據(jù) JB/T938-1995 油箱容積，此次水電站液壓系統(tǒng)中油箱選擇 315L
3.3.2 加熱器
在液壓系統(tǒng)中。油溫通?？刂品秶?35--45 攝氏度。最大不超過 70 攝氏度。最小不得低于 16 攝氏度。因為油溫度太高，油會迅速惡化，工作能力下降，油的稠度就會降低，從而導(dǎo)致油液在元件內(nèi)泄露量的增加。造成液壓系統(tǒng)效率變低。油溫過低會使油液粘稠度過大會造成吸油困難。所以，為了保證液壓系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，需要控制好系統(tǒng)液壓溫度，設(shè)置加熱器以便提高油液溫度。保證效率。 加熱器的作用是在于低溫時啟動將油液溫度提升到合適的數(shù)值。加熱器工作原理很簡單，最常用的是電加熱器。如圖所示，典型的電加熱器簡圖。
圖 3.2 電加熱器簡圖
電加熱器的發(fā)功功率 P 可以通過以下公式進行估算：
P 3 crVDt
Th
式中：c—油液的比熱容，
c = 1675 ~ 2093J / (kg × K ) ；
ρ—油液的密度，
V —油箱的容積；
Dt —油液溫升；
r= 900kg / m3 ；
T—加熱時間；
h—熱效率，一般取h= 0.6 ~ 0.8 。
在液壓系統(tǒng)中，加熱管表面溫度一般不得超過 120 攝氏度。其表面功率密度不得
超過 3W/CM2。
3.3.3 回油濾油器
在液壓系統(tǒng)中，常見的過濾器按照濾芯的材料和結(jié)構(gòu)形式的不同，可以將過濾器分為網(wǎng)式、線隙式、紙質(zhì)式，燒結(jié)式和磁性過濾器等。
網(wǎng)式過濾器為粗過濾器，阻力損失小，過濾精度不高，常用于吸油管路作吸濾器，并且對油液進行粗濾。
線隙式過濾器是普通過濾器，結(jié)構(gòu)簡單，過濾精度適中，通常用于壓力不超過 2.5 MPa 的回路或油泵吸油管中，但是不易清洗金屬燒結(jié)式過濾器制造簡單， 過濾精度較高，其易堵塞，難洗刷，燒結(jié)顆粒在操作時會掉落，造成二次污染。
磁性過濾器的工作原理是利用磁鐵吸附油液中鐵制微顆粒，對油液中的其他雜質(zhì)卻無法使其過濾。
紙質(zhì)過濾器構(gòu)造簡單緊湊，通油本領(lǐng)大，通常配備殼體清洗較為方便，價格低廉且是一次性的，更換方便。因此，在此水電站采用紙質(zhì)過濾器。如圖所示：
圖 3.3 紙質(zhì)過濾器結(jié)構(gòu)示意圖
3.3.4 壓力控制閥
目前市場上存在的溢流閥有許多種。大概分為直動式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥
（如下圖所示）。溢流閥用于調(diào)壓對系統(tǒng)起到過載保護的作用。
兩種溢流閥結(jié)構(gòu)不同，功能也就不同。首先直動式溢流閥結(jié)構(gòu)相對簡單，反應(yīng)迅速。通常用于流量小和壓力小的場合。對于高壓，高流量的控制，必須采用剛度較大的彈簧。這樣手動調(diào)節(jié)困難且彈簧的壓縮量變化不大。還會造成壓力波動。因此，不容易使其穩(wěn)定。所以靈敏度高直動式溢流閥通常做安全閥使用。
圖 3.4 直動式溢流閥
圖 3.5 先導(dǎo)式溢流閥
先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥控制和調(diào)節(jié)恒定壓力性能都優(yōu)于直動式溢流閥。所以先導(dǎo)式溢流閥可廣泛用于高流量場合。
3.3.5 調(diào)速閥
調(diào)速閥是用來實現(xiàn)對水電站液壓啟閉機閘門工作時速度的調(diào)節(jié)作用。如下圖所示
：
圖 3.5 調(diào)速閥
如圖所示，調(diào)速閥由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)組合而成的。它是用來調(diào)節(jié)通過閥的流量，而定差減壓閥則是自動補償變化的影響。
3.3.6 電磁轉(zhuǎn)向閥
電磁換向閥配有強吸力、高性能的濕式電磁鐵，并且具有耐高壓、大流量、壓力損失低等特點。其中，無沖擊型還具有可以將換向時的噪聲和配管的振動抑制到很小的特點。液壓系統(tǒng)中的換向閥是為了水電站液壓啟閉機通過系統(tǒng)控制閘門的上升和下降。通過改變系統(tǒng)中油液的流動方向，用來實現(xiàn)水電站啟閉機閘門的運動方向。
為實現(xiàn)對液壓缸有桿腔和無桿腔的補油，以及系統(tǒng)的保壓三種功能。因此選擇三位四通換向閥。
圖 3.6 電磁換向閥
3.3.7 電磁溢流閥
電磁溢流閥具有對油壓過高、過低保護功能，實現(xiàn)油泵電動機輕載啟動。電磁溢流閥有二位二通、二位四通和三位四通三類，有不同的中位機能。常見的二位二通電磁溢流閥，可使油泵卸荷載。二位四通泵卸荷二級調(diào)壓。三位四通閥將p 口與遠程控制口連接，A，B 口分別與兩個遠程調(diào)壓閥相接，若中為技能為 H 型時兩頭電磁鐵通電完成二級調(diào)壓。
在水電站液壓閘門啟閉機中無需實現(xiàn)二級調(diào)壓，因此電磁溢流閥選擇二位二通。
圖 3.7 電磁溢流閥
在液壓啟閉機系統(tǒng)中，為保障柱塞泵空載時打油在空載啟動時獲得正常的工作油壓，而且同時又不會因油液過高而損壞系統(tǒng)，根據(jù)液壓缸的工作壓力，設(shè)定電磁溢流閥的壓力為 25MPa。
3.3.8 液壓系統(tǒng)各元件型號的確定
根據(jù)先前計算的系統(tǒng)壓力、流量、參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)。并根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，通過查閱相關(guān)的設(shè)計手冊來選取相應(yīng)的液壓元件。如圖表所示：
表 3.8 液壓元件明細(xì)表
序號
元件名稱
規(guī)格
出處
1
柱塞泵
25YCY14-1B
《機械設(shè)計手冊－液壓傳動》
2
電機
Y180M-2
機械設(shè)計手冊 JB/T 10391—2008
3
液位計
YZY-600T
《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》
4
濾油器
SU1B-F80*67
《機械設(shè)計手冊－液壓傳動》
5
聯(lián)軸器
NL2
《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》
6
油箱
315L
《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》
7
溢流閥
YF3-E3B
《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》
8
壓力表
YN－60
《機械設(shè)計手冊－液壓傳動》
9
電磁換向閥
4WE6C6/BW220-50
《機械設(shè)計手冊－液壓傳動》
11
節(jié)流閥
DRVP40
《機械設(shè)計手冊－液壓傳動》
第 4 章 液壓系統(tǒng)控制功能的實現(xiàn)
4.1 液壓泵空載啟動
電動機 M1 通電啟動，為液壓柱塞泵 8.1 打油，油液 9.1 單向閥。經(jīng)過 9.1
單向閥的油液通過壓力傳感器的檢測，因油液負(fù)載未達到 14.1 設(shè)定的壓力值， 所以液壓系統(tǒng)沒有啟動。油液再經(jīng)過 4.1 回油濾油器流回油箱。電動機 M1 不斷的對 8.1 液壓柱塞泵進行打油，當(dāng)持續(xù)打油使得液壓泵 8.1 的油液壓力達到設(shè)定的壓力值，油液在經(jīng)過 9.1 單向閥時被壓力傳感器檢測到，系統(tǒng)發(fā)出信號給 14.1 壓力表開關(guān)，此時，液壓泵開始啟動工作。電動機 M2 的工作原理與 M1 相似。此工作步驟為液壓泵的空載啟動。當(dāng)然在此空載啟動中，當(dāng) SP1 發(fā)出信號時，表明液壓系統(tǒng)的工作壓力過高，應(yīng)當(dāng)停泵檢修；當(dāng) SP2 發(fā)出信號時，表明液壓泵工作異常，應(yīng)啟用備用泵或者停泵檢修。
圖 4.1 液壓泵空載啟動原理圖
4.2 保壓回路
電動機在為液壓泵打油，使系統(tǒng)中的負(fù)載達到要求，閘門處于開啟或關(guān)閉狀
態(tài)，或閘門打開一定高度時，為使閘門處于現(xiàn)有狀態(tài)，壓力傳感器發(fā)出信號，16.1 電磁換向閥 YV2 和 YV3 不通電，則 16.1 電磁換向處于中位，16.1 電磁換向閥的中位機能為 Y 型，則油液通不過 16.1 電磁換向閥。液壓缸有桿腔的油液在 17.1 液控單向閥的調(diào)定壓力控制下，油壓保持不變。液壓缸無桿腔的油液在 21.1 和
21.2 高壓球閥的控制下也不會發(fā)生改變，則 22.1 液壓缸活塞兩側(cè)的油壓不變， 使得 22.1 和 22.2 液壓缸的活塞不會發(fā)生運動，因此系統(tǒng)的壓力恒定。16.1 電磁換向閥、17.1 液控單向閥、18.1 調(diào)速閥、19.1 單向節(jié)流閥、22.1 液壓缸、21.1 高壓球閥、20.1 電磁球式換向閥構(gòu)成保壓回路。
圖 4.2 保定回路圖
4.3 閘門運行的速度的調(diào)整
閘門啟動，電動機進行打油。上升命令時，電磁換向閥 16.1 的 YV2 接通， 通過液控單向閥，油液經(jīng)過 16.1 電磁換向閥的右位，再流過 18.1 調(diào)速閥時，在通過改變節(jié)流閥的調(diào)節(jié)量使得流過 18.1 調(diào)速閥的流量改變。下降命令時，電磁換向閥 16.1 的 YV1 接通，液壓缸的油液經(jīng) 19.1 液控單向閥流出，為使油液的流速改變，則在油液通過 18.1 調(diào)速閥時，調(diào)節(jié) 18.1 調(diào)速閥中節(jié)流閥節(jié)流口面積即可實現(xiàn)閘門下降的速度。所以閘門運行速度主要是通過 18.1 調(diào)速閥來實現(xiàn)的。
圖 4.3 閘門上升
圖 4.4 閘門下降
4.4 整個液壓系統(tǒng)的工作原理
開啟閘門：空載啟動油泵電機組，延時 10s 左右，電磁鐵 1DT、3iDT 通電， 壓力油分別從兩路經(jīng)單向調(diào)速閥粗調(diào)同步之后，進入左右液壓缸；關(guān)閉閘門：空載啟動油泵電機組，延時 10s 之后，電磁鐵 2DT、4iDT 通電，壓力油打開液控單向閥，左右液壓缸油液經(jīng)單向節(jié)流閥粗調(diào)同步之后流回油箱；閘門同步控制，在閘門啟閉過程中，閘門開度及行程控制裝置全程連續(xù)監(jiān)測兩只液壓缸的行程偏
差，當(dāng)偏差值3 20mm 時，電磁閥 4iDT 或 5iDT 自動得電，調(diào)整液壓缸的有桿腔進、出油量，使閘門同步。當(dāng)兩只液壓缸的行程偏差值3 40mm 時，液壓系統(tǒng)自動停機并且發(fā)出報警信號；閘門自動復(fù)位：閘門在全開位置時或局部開啟位置因
液壓系統(tǒng)泄露導(dǎo)致閘門下沉200mm 時，行程控制裝置指令液壓泵電動機組啟動， 自動將閘門提升恢復(fù)位原位。因液壓泵故障導(dǎo)致閘門下沉量達到300mm 時，行程控制裝置指令備用液壓泵電機組啟動，提升閘門恢復(fù)原位置，同時發(fā)出報警信
號；當(dāng)液壓泵故障導(dǎo)致閘門下沉量達到500mm 時，則關(guān)閉閘門，停止發(fā)電。液
壓系統(tǒng)壓力保護：當(dāng) SP1 發(fā)出信號時，表明液壓系統(tǒng)的工作壓力過高，應(yīng)當(dāng)停泵檢修；當(dāng) SP2 發(fā)出信號時，表明液壓泵工作異常，應(yīng)啟用備用泵或者停泵檢修； 油箱部分電氣控制：當(dāng) LS1 發(fā)出信號時，表明濾油器堵塞，應(yīng)提前清洗或更換閥芯；LL1 發(fā)信號表明油箱液位過高，LL2 發(fā)信號表明油箱液位過低。
第 5 章 啟閉機 PLC 控制系統(tǒng)
目前現(xiàn)階段，社會制造業(yè)要求對于制造業(yè)市場需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出多品種、多規(guī)格、PLC 采用德國西門子公司的 S7-200 小型 PLC ， 用 STEP 7-Micro/WIN 32 軟件包進行編程，該軟件包是基于 Windows 的應(yīng)用軟件。程序可以用編程器直接對 PLC 進行編程，但這時只能使用語句表進行編程。本系統(tǒng)通過 PC 機運用 STEP 7-Micro/WIN 32 軟件編寫程序用梯形圖或語句表來編寫，編好的程序，通過 PC/PPI 電纜串行通信，下載到 PLC，由 PLC 執(zhí)行控制程序。
5.1 控制系統(tǒng)接線設(shè)計
本系統(tǒng)的控制部分為 PLC 自動控制，控制方式的轉(zhuǎn)換是靠自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)的。
5.1.1 油泵電動機主電路設(shè)計
電動機電壓采用 380V 三相交流電，電動機功率
P = P泵 ，
則：
電動機主回路電流為：
電
p 電 =
h
24 = 25.2KW
0.95
P電 = 3UI cos f ， 功率因數(shù) 0.8
I = P電
=46A
查找《機械設(shè)計手冊-5》，所取規(guī)格如表 5.1 所示:
表 5.1 電動機型號 同步轉(zhuǎn)速 3000r/min 2 級
型號
額定功率
KW
額定電流
A
轉(zhuǎn)速
r/min
容積效率
%
功率因數(shù)
cos?
Y200L2-2
37
69.8
2950
92
0.8
因電動機功率較大，為了電動機有較好的啟動特性，減少啟動電流，在電動機主回路中，選用技術(shù)先進的軟啟動器及配套接觸器等設(shè)備。
根據(jù)電動機電壓和電流，查《低壓電氣設(shè)備手冊》， 選擇接觸器型號如表 5.2，
表 5.2 接觸器型號
型號
線圈額定電壓
（V）
主觸頭額定電流
（A）
輔觸頭額定電流
（A）
可控制380V
三相異步電動機最大功率
（KW）
額定操作頻率次/h
吸引線圈電壓
（V）
線圈功率 50HZ 近似值
（VA）
啟動
吸持
CJ10-1 00
380
100
5
45
600
交流36、
110、
220、
380
760
105
熱繼電器型號如表 5.3 所示：
表 5.3 熱繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)表
型號
熱繼電器
發(fā)熱元件規(guī)格
連接導(dǎo)線規(guī)格
編號
額定電流
A
刻度電流調(diào)
節(jié)范圍 A
JR16-60/3 JR16-60/3D
50
16
63
40~50~60
16 mm2 多股銅芯橡皮軟
線
軟起動器選用西門子公司的 3RW44 軟啟動器。
電動機主回路如圖 5.1 所示：
圖 5.1 電動機主電路圖
5.1.2 I/O 點數(shù)統(tǒng)計及 PLC 型號選擇
(1）輸入量
I0.0
閘門開啟
I0.1
閘門停止
I0.2
接觸器 Q1 的合成/失敗
I1.0
接觸器 Q2 的合成/失敗
I1.1
閘閥全開
I1.2
閘閥全關(guān)
I1.3
閘門下沉 200
I2.0
閘門下沉 300
I2.1
閘門下沉 500
I2.2
壓力傳感器
I2.3
油箱油高位
I2.4
油箱油低位
（2）輸出量
Q0.0
分/合 接觸器 Q1 接點
Q0.1
分/合 接觸器 Q2 接點
（3）PLC 型號選擇
Q0.2 軟啟動器 N1 啟動/停止Q1.0 軟啟動器 N2 啟動/停止
Q1.1 泵空載啟動電磁溢流閥（19） Q1.2 電磁換向閥（23）
Q1.3 指示燈 1
Q2.0 指示燈 2
Q2.1 油壓力過高報警
Q2.2 油箱油位過高、過低報警
控制系統(tǒng)有 2 個開關(guān)量和 10 個模擬量輸入，4 個開關(guān)量和 6 個模擬量輸出， 選用 S7-200 CPU224 24V 電源。
5.1.3 PLC 外部接線圖的設(shè)計
PLC 外部接線圖包括電源接線、 輸入端子接線和輸出端子接線。
圖 5.2 PLC 外部接線圖
PLC 和傳感器用的 24V 電源由開關(guān)電源提供，而開關(guān)電源的輸入電源由
POWER1 和 POWER2 兩路 AC220V 電源提供，互為備用。控制柜端子接線圖：
圖 5.3 控制柜端子接線圖
5.2 PLC 的控制邏輯及編程
5.2.1 控制邏輯框圖
（1） 閘門開啟 ：
圖 5.4 閘門開啟邏輯框圖
（2） 閘門關(guān)閉：
圖 5.5 閘門關(guān)閉邏輯框圖
（3） 下沉復(fù)位：
圖 5.6 下
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