PLC 在金刚石液压合成机中的设计应用

　　随着国内外基建行业技术水平的迅猛发展，市场对金刚石粉末锯片、砂轮、磨料等人造
金刚石制品的需求量越来越大。随之而来的是生产人造金刚石的设备走俏市场，其中，六面
顶金刚石压机以其操作简便、生产成本相对较低等优点占据了国内市场的较大份额。

 

　　人造金刚石是利用石墨可在高温、高压的环境中，在触媒的催化作用下，其原子结构发
生改变，合成人造金刚石这一机理来实现的。六面顶金刚石压机可以利用机械、液压装置从
六个方向向主机中心加压，在主机中心硬质合金顶锤的作用下使生产原料形成一个密封的
正方体超高压容腔，同时通过的电加热装置对该腔体加热，该腔体就可以产生合成人造金
刚石所需的高温、高压条件。整个设备的工作过程需要由电控系统与机械、液压系统相配合完
成一系列工作。其中，电控系统主要通过对由大、小柱塞泵和二十余个电磁阀组成的液压系
统以及电加热装置等的控制来完成自动、分段、调整等不同模式下的工作。整个设备可以说是
一种典型的机、电、液一体化集成产品。
　　

2　压机电控系统的硬件设计

　　传统的金刚石压机电控系统由近三十个中间继电器、时间继电器、接触器等不同型号规
格的低压电器组成逻辑控制线路，不仅故障率高且维修不便。当生产工艺进行调整，需要改
变控制逻辑时必须改变硬件接线，变动起来十分麻烦。目前，整个压机的机械、液压系统从
原材料到零部件都已经有了很大的改进，相比之下落后的电控系统已成为阻碍生产发展的
“瓶颈”问题。 
　　七十年代初，美国汽车工业为了适应生产的进一步发展，首先将可编程序控制器应用
于生产线的自动控制中并获得了成功。到八十年代，微处理器被应用到

PLC 中，使其功能

变的更完善、更优越，且做到了小型化甚至超小型化。现在，

PLC 己被广泛应用于各个行业。

综合各项指标，系统选用了日立公司

E 系列的 E-64HR 型 PLC 作为主控单元设计了压机新

的电控模式。

E-64HR 共有 64 个 I/O 口，其中 40 个开关量输入口，24 个输出口，内置式电

擦除

EEPROM 可以保证用户方便的完成程序和参数的修改和储存。PLC 根据各输入口所接

按钮、行程开关、电接点压力表、接触器等电器的信号的状态以及用户编制的软件程序自动控
制各泵、电磁阀以及加热装置的动作完成整个生产过程。
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E-64HR 各输入口的内部线路图如图 l 所示，采用光电耦合方式有效的防止了外部干扰的窜
入。输入电压

DC21.6~26.4V、输入电流 l0mA，在七年来数百台压机的跟踪服务统计中，没

有发现由于输入单元自身故障出现误报，其线路工作还是可靠的。其输出口内部线路图如图
2 所示，选用继电器接点输出方式时继电器线圈电压 DC21V~27V、耗电 10mA、触点容量
2A、平均寿命 20 万次以上，可直接驱动接触器线圈、电磁阀线圈及指示灯等低功耗元件。 
　　为了输出继电器的可靠工作，设计中在所有线圈负载上均并联了阻容吸收装置。在对用
户送回来的故障

PLC 的检修中，我们发现 70%以上的故障仍出现在输出单元，一类是机内

压敏电阻烧穿，另一类是输出继电器触点烧毁。经现场考察及分析发现，部分乡镇企业电源
质量较差，原设计中输出口所需

AC220V 直接采用电网任意一相供电，电源波动大，直接

导致了上述硬件故障。后改为采用加热装置中的交流稳压电源兼向输出口驱动电源供电，有
效的减少了该类故障的发生。

 

　　总结不同地区、类型用户的使用情况，一些经验和教训是共性的

PLC 优越的性能、良好