液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的改造

液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的改造

作為現(xiàn)代傳動(dòng)控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，液壓機(jī)技術(shù)的應(yīng)用幾乎覆蓋了經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的液壓機(jī)控制主要由電池控制。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，將現(xiàn)代液壓機(jī)技術(shù)與lc、sd和各種智能控制器有機(jī)結(jié)合起來是現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域的一個(gè)新發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，該系統(tǒng)的原油壓力計(jì)已成為整個(gè)原油壓力計(jì)的重要分支。德國(guó)博世力士樂DS4液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(jì)和元件的可快速拆接安裝是該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要特點(diǎn)。隨著長(zhǎng)期使用,控制方式和使用模式的單一使該實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(jī)電液控制等方面的綜合能力,作者著手對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了改造并投入使用。1試驗(yàn)平臺(tái)的組成如圖1所示,博世力士樂DS4液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體、液壓動(dòng)力站、液壓元件及電器模塊等組成。1.1網(wǎng)格化實(shí)驗(yàn)板可移動(dòng)式液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)包含兩側(cè)兩個(gè)工位,可雙面使用,兩邊實(shí)驗(yàn)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(dòng)力站底部增壓集成式液壓動(dòng)力站安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(jì)、溫度計(jì)、壓力表等,動(dòng)力站上端通過油管與分配器相連,提供兩個(gè)供油口和兩個(gè)回油口。1.3網(wǎng)架組件的安裝用于實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)架上。1.4一般裝置模塊電器模塊安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)架上端的安裝架上,包含分流器、按鈕開關(guān)、繼電器、時(shí)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(shí)驗(yàn)臺(tái)重建方案2.1模液壓試驗(yàn)場(chǎng)所具有的功能在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的原有控制方式基礎(chǔ)上增加新的控制方式,對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)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(dòng)實(shí)驗(yàn),而且在有了PLC和觸摸屏的接入后,既可進(jìn)行單一控制方式的相關(guān)實(shí)驗(yàn),又能進(jìn)行多種液壓回路的PLC與觸摸屏控制的綜合應(yīng)用項(xiàng)目,能完成多種與液壓技術(shù)相關(guān)的機(jī)電液一體化控制技術(shù)實(shí)驗(yàn),并提供了一個(gè)可以進(jìn)行拓展創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。2.2硬件輸入(1)plc的擴(kuò)展與安裝PLC的選型。選用歐姆龍CP1H-XA型PLC,該型號(hào)PLC使用直流24V電源,有24點(diǎn)數(shù)字量輸入/16點(diǎn)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(kuò)展與安裝。如圖2所示,為了便于實(shí)驗(yàn)時(shí)的接線操作,制作了PLC固定支架和擴(kuò)展插槽面板,在PLC右側(cè)提供了對(duì)應(yīng)的數(shù)字量和模擬量輸入輸出插槽,整個(gè)PLC模塊安裝在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格架上端的電器模塊安裝架中。PLC與計(jì)算機(jī)的通信。通過USB電纜連接PLC上的RS232通信接口與計(jì)算機(jī)上的USB串行接口,同時(shí)在計(jì)算機(jī)上安裝歐姆龍PLC編程軟件CX-programmer及USB驅(qū)動(dòng)程序后,就可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行PLC程序的編寫修改和下載運(yùn)行。(2)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的各種實(shí)驗(yàn)要求。觸摸屏的安裝。為了方便通信,觸摸屏被安裝在PLC與計(jì)算機(jī)之間的實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格架上,24V電源由實(shí)驗(yàn)臺(tái)側(cè)面的穩(wěn)壓電源提供。觸摸屏與計(jì)算機(jī)的通信。將觸摸屏上的PC[RS-232]口通過MT5-PC電纜線連接到計(jì)算機(jī)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(jìn)行觸摸屏界面的設(shè)計(jì)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(shí)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(yàn)方式偶校驗(yàn);PLC站號(hào)地址為0。2.3液壓設(shè)備的控制原理將原有的一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)工位改為兩個(gè)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?rùn)C(jī)、液壓剪板機(jī)、垃圾壓實(shí)機(jī)、液壓壓力機(jī)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(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)際教學(xué)培訓(xùn)需要定期更換;自主組裝區(qū)在原有實(shí)驗(yàn)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(yùn)行各類回路。3液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能拓展改造過后的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)除了可以完成之前的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(gè)系列的綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能得到了極大的拓展。以下分別選取幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行說明。3.1plc的控制模式液壓折彎?rùn)C(jī)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(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)、單周期、自動(dòng)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(dòng)按鈕和停止按鈕發(fā)出的信號(hào),0.02~0.03接收手/自動(dòng)切換、單周/連續(xù)切換按鍵發(fā)出的信號(hào),0.04~0.09接收壓緊、折彎、折退等六個(gè)點(diǎn)動(dòng)按鈕發(fā)出的信號(hào),1.00~1.05接收安裝于三個(gè)液壓缸活塞桿頭部上端起始位置和終點(diǎn)位置的六個(gè)電感式傳感器發(fā)出的信號(hào);輸出端口100.00~100.01分別控制兩個(gè)指示燈,101.00~101.04分別控制Y1.A、Y1.B、Y2.A、Y2.B、Y3五個(gè)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(dá)控制葉輪進(jìn)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(dòng)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(dòng)按鈕和停止按鈕發(fā)出的信號(hào),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(diǎn)位置的兩個(gè)電感式傳感器發(fā)出的信號(hào),3個(gè)輸出端口100.00~100.02分別控制Y1.a、Y1.b、Y2這3個(gè)線圈通電或斷電。3.3例閥東京閥速度控制裝置獨(dú)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(jìn)→工進(jìn)→快退”的順序動(dòng)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(dòng)按鈕發(fā)出的信號(hào),0.01~0.02接收安裝于液壓缸活塞桿頭部上端工進(jìn)位置和終點(diǎn)位置的兩個(gè)電感式傳感器發(fā)出的信號(hào),3個(gè)輸出端口100.00~100.02分別控制K1~K3這3個(gè)中間繼電器線圈,由3個(gè)中間繼電器的常開觸點(diǎn)分別控制比例閥指定值設(shè)定模塊的3個(gè)端口:調(diào)用1、調(diào)用2、調(diào)用3,3個(gè)端口的指定值電壓可以手動(dòng)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(hào),通過MOV指令對(duì)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(jī)電液技術(shù)的綜合應(yīng)用培訓(xùn)液壓實(shí)驗(yàn)室原有的6臺(tái)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的12個(gè)實(shí)驗(yàn)工位被重新劃分為5個(gè)固接應(yīng)用