液壓實驗臺的改造

液壓實驗臺的改造

作為現(xiàn)代傳動控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，液壓機技術(shù)的應(yīng)用幾乎覆蓋了經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。傳統(tǒng)的液壓機控制主要由電池控制。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，將現(xiàn)代液壓機技術(shù)與lc、sd和各種智能控制器有機結(jié)合起來是現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域的一個新發(fā)展趨勢。同時，該系統(tǒng)的原油壓力計已成為整個原油壓力計的重要分支。德國博世力士樂DS4液壓實驗臺主要用于液壓技術(shù)的教學(xué)培訓(xùn),模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計和元件的可快速拆接安裝是該實驗臺的主要特點。隨著長期使用,控制方式和使用模式的單一使該實驗臺逐漸不能滿足教學(xué)培訓(xùn)的要求,為了適應(yīng)液壓技術(shù)的發(fā)展,更好地提高學(xué)員在機電液控制等方面的綜合能力,作者著手對實驗臺進行了改造并投入使用。1試驗平臺的組成如圖1所示,博世力士樂DS4液壓實驗臺主要由實驗臺主體、液壓動力站、液壓元件及電器模塊等組成。1.1網(wǎng)格化實驗板可移動式液壓實驗臺包含兩側(cè)兩個工位,可雙面使用,兩邊實驗板采用網(wǎng)格式,帶快速安裝底板的液壓元件可直接安裝到網(wǎng)格板上,通過帶快速接頭的油管連接,構(gòu)成液壓回路。1.2動力站底部增壓集成式液壓動力站安裝在實驗臺底座上,采用恒壓變量泵,流量為8L/min,除此之外,還包括40L油箱、回油過濾器、空氣濾清器、油位計、溫度計、壓力表等,動力站上端通過油管與分配器相連,提供兩個供油口和兩個回油口。1.3網(wǎng)架組件的安裝用于實驗用的液壓元件主要由純液壓組件、電氣液壓組件及液壓比例技術(shù)組件組成,不用時分別存放于網(wǎng)架小車或抽屜式元件柜中,油管置于軟管掛件下,無負(fù)載液壓缸固定在實驗架上。1.4一般裝置模塊電器模塊安裝在實驗臺的網(wǎng)格實驗架上端的安裝架上,包含分流器、按鈕開關(guān)、繼電器、時間繼電器、比例閥相關(guān)控制模塊、電感式接近開關(guān)等。2實驗臺重建方案2.1模液壓試驗場所具有的功能在實驗臺的原有控制方式基礎(chǔ)上增加新的控制方式,對實驗臺的實驗區(qū)域進行重新劃分和改造,不僅能做傳統(tǒng)的純液壓和電液壓傳動實驗,而且在有了PLC和觸摸屏的接入后,既可進行單一控制方式的相關(guān)實驗,又能進行多種液壓回路的PLC與觸摸屏控制的綜合應(yīng)用項目,能完成多種與液壓技術(shù)相關(guān)的機電液一體化控制技術(shù)實驗,并提供了一個可以進行拓展創(chuàng)新的實驗平臺。2.2硬件輸入(1)plc的擴展與安裝PLC的選型。選用歐姆龍CP1H-XA型PLC,該型號PLC使用直流24V電源,有24點數(shù)字量輸入/16點數(shù)字量輸出,并內(nèi)置4路模擬量輸入/2路模擬量輸出。PLC的擴展與安裝。如圖2所示,為了便于實驗時的接線操作,制作了PLC固定支架和擴展插槽面板,在PLC右側(cè)提供了對應(yīng)的數(shù)字量和模擬量輸入輸出插槽,整個PLC模塊安裝在實驗網(wǎng)格架上端的電器模塊安裝架中。PLC與計算機的通信。通過USB電纜連接PLC上的RS232通信接口與計算機上的USB串行接口,同時在計算機上安裝歐姆龍PLC編程軟件CX-programmer及USB驅(qū)動程序后,就可以在計算機上進行PLC程序的編寫修改和下載運行。(2)實驗網(wǎng)格的建立觸摸屏的選型。采用eViewMT506S觸摸屏,顯示器為5.6″256色TFTLCD,輸入電壓為24V,可基本滿足實驗室的各種實驗要求。觸摸屏的安裝。為了方便通信,觸摸屏被安裝在PLC與計算機之間的實驗臺實驗網(wǎng)格架上,24V電源由實驗臺側(cè)面的穩(wěn)壓電源提供。觸摸屏與計算機的通信。將觸摸屏上的PC[RS-232]口通過MT5-PC電纜線連接到計算機的串口上,并且需要在EasyManager綜合管理軟件上設(shè)置相應(yīng)的串口地址,通過EasyBuilder500軟件進行觸摸屏界面的設(shè)計和編輯。觸摸屏與PLC的通信。采用RS485通訊方式,通過PLC上的RS422A/485端口與觸摸屏背后的PLCRS485端口(9針D形公座)相連,觸摸屏下載程序時設(shè)置相應(yīng)通訊參數(shù),波特率9600;數(shù)據(jù)位7位;停止位1位;校驗方式偶校驗;PLC站號地址為0。2.3液壓設(shè)備的控制原理將原有的一個實驗臺的兩個實驗工位改為兩個不同工作區(qū)域:固接應(yīng)用區(qū)和自主組裝區(qū)。固接應(yīng)用區(qū)是根據(jù)特定的液壓設(shè)備如折彎機、液壓剪板機、垃圾壓實機、液壓壓力機等的控制原理,固接相應(yīng)的液壓、電氣回路及PLC與觸摸屏連接回路,不同實驗臺的固接應(yīng)用區(qū)固接不同的液壓設(shè)備模擬回路,并可根據(jù)實際教學(xué)培訓(xùn)需要定期更換;自主組裝區(qū)在原有實驗架及電氣模塊基礎(chǔ)上增加PLC模塊和觸摸屏,可自主選擇元件搭建并運行各類回路。3液壓實驗臺的功能拓展改造過后的液壓實驗臺除了可以完成之前的所有實驗項目以外,又相應(yīng)增加了固接應(yīng)用區(qū)中的多種特定液壓設(shè)備模擬回路,以及自主組裝區(qū)中的多個系列的綜合應(yīng)用實驗項目如液壓回路的PLC控制、比例閥的PLC控制、液壓觸控回路等,實驗臺的功能得到了極大的拓展。以下分別選取幾個典型的實驗項目進行說明。3.1plc的控制模式液壓折彎機中由壓緊缸壓緊工件,側(cè)折彎缸和下折彎缸分別折彎工件,液壓回路和工作循環(huán)如圖3所示,要求能通過電氣模塊上的控制按鈕或觸摸屏控制界面實現(xiàn)點動、單周期、自動等多種控制模式。根據(jù)控制要求,如圖4所示,使用PLC的輸入端口0.00~0.01接收啟動按鈕和停止按鈕發(fā)出的信號,0.02~0.03接收手/自動切換、單周/連續(xù)切換按鍵發(fā)出的信號,0.04~0.09接收壓緊、折彎、折退等六個點動按鈕發(fā)出的信號,1.00~1.05接收安裝于三個液壓缸活塞桿頭部上端起始位置和終點位置的六個電感式傳感器發(fā)出的信號;輸出端口100.00~100.01分別控制兩個指示燈,101.00~101.04分別控制Y1.A、Y1.B、Y2.A、Y2.B、Y3五個線圈通電或斷電。3.2作順序設(shè)定攪拌裝置中由液壓馬達控制葉輪進行攪拌,液壓缸控制攪拌后的原料傾倒,液壓回路、PLC外部接線和動作順序如圖5所示。根據(jù)控制要求,使用PLC的輸入端口0.01~0.02接收啟動按鈕和停止按鈕發(fā)出的信號,0.03~0.04接收安裝于液壓缸活塞桿頭部上端起始位置和終點位置的兩個電感式傳感器發(fā)出的信號,3個輸出端口100.00~100.02分別控制Y1.a、Y1.b、Y2這3個線圈通電或斷電。3.3例閥東京閥速度控制裝置獨立安裝區(qū)如圖6所示,要求采用PLC和比例換向閥控制液壓缸按照“快進→工進→快退”的順序動作。(1)中間繼電器控制如圖7所示,使用PLC的輸入端口0.00接收啟動按鈕發(fā)出的信號,0.01~0.02接收安裝于液壓缸活塞桿頭部上端工進位置和終點位置的兩個電感式傳感器發(fā)出的信號,3個輸出端口100.00~100.02分別控制K1~K3這3個中間繼電器線圈,由3個中間繼電器的常開觸點分別控制比例閥指定值設(shè)定模塊的3個端口:調(diào)用1、調(diào)用2、調(diào)用3,3個端口的指定值電壓可以手動設(shè)定。(2)接放大器接板口如圖8,模擬量輸出端口VOUT0輸出電壓值到放大器連接板D口,COM0口連接放大器連接板E口。在CX-P軟件中須設(shè)置內(nèi)建AD/DA,分辨率為1/6000,使用DA0CH,范圍為-10~10V,可以根據(jù)不同的輸入信號,通過MOV指令對模擬量輸出地址210傳送不同的輸出值從而輸出不同的電壓給比例閥。4機電液技術(shù)的綜合應(yīng)用培訓(xùn)液壓實驗室原有的6臺液壓實驗臺的12個實驗工位被重新劃分為5個固接應(yīng)用