液压实验台的改造

液压实验台的改造

作为现代传动控制的关键技术之一，液压机技术的应用几乎覆盖了经济的各个领域。传统的液压机控制主要由电池控制。随着计算机控制技术的发展，将现代液压机技术与lc、sd和各种智能控制器有机结合起来是现代工业控制领域的一个新发展趋势。同时，该系统的原油压力计已成为整个原油压力计的重要分支。德国博世力士乐DS4液压实验台主要用于液压技术的教学培训,模块化的结构设计和元件的可快速拆接安装是该实验台的主要特点。随着长期使用,控制方式和使用模式的单一使该实验台逐渐不能满足教学培训的要求,为了适应液压技术的发展,更好地提高学员在机电液控制等方面的综合能力,作者着手对实验台进行了改造并投入使用。1试验平台的组成如图1所示,博世力士乐DS4液压实验台主要由实验台主体、液压动力站、液压元件及电器模块等组成。1.1网格化实验板可移动式液压实验台包含两侧两个工位,可双面使用,两边实验板采用网格式,带快速安装底板的液压元件可直接安装到网格板上,通过带快速接头的油管连接,构成液压回路。1.2动力站底部增压集成式液压动力站安装在实验台底座上,采用恒压变量泵,流量为8L/min,除此之外,还包括40L油箱、回油过滤器、空气滤清器、油位计、温度计、压力表等,动力站上端通过油管与分配器相连,提供两个供油口和两个回油口。1.3网架组件的安装用于实验用的液压元件主要由纯液压组件、电气液压组件及液压比例技术组件组成,不用时分别存放于网架小车或抽屉式元件柜中,油管置于软管挂件下,无负载液压缸固定在实验架上。1.4一般装置模块电器模块安装在实验台的网格实验架上端的安装架上,包含分流器、按钮开关、继电器、时间继电器、比例阀相关控制模块、电感式接近开关等。2实验台重建方案2.1模液压试验场所具有的功能在实验台的原有控制方式基础上增加新的控制方式,对实验台的实验区域进行重新划分和改造,不仅能做传统的纯液压和电液压传动实验,而且在有了PLC和触摸屏的接入后,既可进行单一控制方式的相关实验,又能进行多种液压回路的PLC与触摸屏控制的综合应用项目,能完成多种与液压技术相关的机电液一体化控制技术实验,并提供了一个可以进行拓展创新的实验平台。2.2硬件输入(1)plc的扩展与安装PLC的选型。选用欧姆龙CP1H-XA型PLC,该型号PLC使用直流24V电源,有24点数字量输入/16点数字量输出,并内置4路模拟量输入/2路模拟量输出。PLC的扩展与安装。如图2所示,为了便于实验时的接线操作,制作了PLC固定支架和扩展插槽面板,在PLC右侧提供了对应的数字量和模拟量输入输出插槽,整个PLC模块安装在实验网格架上端的电器模块安装架中。PLC与计算机的通信。通过USB电缆连接PLC上的RS232通信接口与计算机上的USB串行接口,同时在计算机上安装欧姆龙PLC编程软件CX-programmer及USB驱动程序后,就可以在计算机上进行PLC程序的编写修改和下载运行。(2)实验网格的建立触摸屏的选型。采用eViewMT506S触摸屏,显示器为5.6″256色TFTLCD,输入电压为24V,可基本满足实验室的各种实验要求。触摸屏的安装。为了方便通信,触摸屏被安装在PLC与计算机之间的实验台实验网格架上,24V电源由实验台侧面的稳压电源提供。触摸屏与计算机的通信。将触摸屏上的PC[RS-232]口通过MT5-PC电缆线连接到计算机的串口上,并且需要在EasyManager综合管理软件上设置相应的串口地址,通过EasyBuilder500软件进行触摸屏界面的设计和编辑。触摸屏与PLC的通信。采用RS485通讯方式,通过PLC上的RS422A/485端口与触摸屏背后的PLCRS485端口(9针D形公座)相连,触摸屏下载程序时设置相应通讯参数,波特率9600;数据位7位;停止位1位;校验方式偶校验;PLC站号地址为0。2.3液压设备的控制原理将原有的一个实验台的两个实验工位改为两个不同工作区域:固接应用区和自主组装区。固接应用区是根据特定的液压设备如折弯机、液压剪板机、垃圾压实机、液压压力机等的控制原理,固接相应的液压、电气回路及PLC与触摸屏连接回路,不同实验台的固接应用区固接不同的液压设备模拟回路,并可根据实际教学培训需要定期更换;自主组装区在原有实验架及电气模块基础上增加PLC模块和触摸屏,可自主选择元件搭建并运行各类回路。3液压实验台的功能拓展改造过后的液压实验台除了可以完成之前的所有实验项目以外,又相应增加了固接应用区中的多种特定液压设备模拟回路,以及自主组装区中的多个系列的综合应用实验项目如液压回路的PLC控制、比例阀的PLC控制、液压触控回路等,实验台的功能得到了极大的拓展。以下分别选取几个典型的实验项目进行说明。3.1plc的控制模式液压折弯机中由压紧缸压紧工件,侧折弯缸和下折弯缸分别折弯工件,液压回路和工作循环如图3所示,要求能通过电气模块上的控制按钮或触摸屏控制界面实现点动、单周期、自动等多种控制模式。根据控制要求,如图4所示,使用PLC的输入端口0.00~0.01接收启动按钮和停止按钮发出的信号,0.02~0.03接收手/自动切换、单周/连续切换按键发出的信号,0.04~0.09接收压紧、折弯、折退等六个点动按钮发出的信号,1.00~1.05接收安装于三个液压缸活塞杆头部上端起始位置和终点位置的六个电感式传感器发出的信号;输出端口100.00~100.01分别控制两个指示灯,101.00~101.04分别控制Y1.A、Y1.B、Y2.A、Y2.B、Y3五个线圈通电或断电。3.2作顺序设定搅拌装置中由液压马达控制叶轮进行搅拌,液压缸控制搅拌后的原料倾倒,液压回路、PLC外部接线和动作顺序如图5所示。根据控制要求,使用PLC的输入端口0.01~0.02接收启动按钮和停止按钮发出的信号,0.03~0.04接收安装于液压缸活塞杆头部上端起始位置和终点位置的两个电感式传感器发出的信号,3个输出端口100.00~100.02分别控制Y1.a、Y1.b、Y2这3个线圈通电或断电。3.3例阀东京阀速度控制装置独立安装区如图6所示,要求采用PLC和比例换向阀控制液压缸按照“快进→工进→快退”的顺序动作。(1)中间继电器控制如图7所示,使用PLC的输入端口0.00接收启动按钮发出的信号,0.01~0.02接收安装于液压缸活塞杆头部上端工进位置和终点位置的两个电感式传感器发出的信号,3个输出端口100.00~100.02分别控制K1~K3这3个中间继电器线圈,由3个中间继电器的常开触点分别控制比例阀指定值设定模块的3个端口:调用1、调用2、调用3,3个端口的指定值电压可以手动设定。(2)接放大器接板口如图8,模拟量输出端口VOUT0输出电压值到放大器连接板D口,COM0口连接放大器连接板E口。在CX-P软件中须设置内建AD/DA,分辨率为1/6000,使用DA0CH,范围为-10~10V,可以根据不同的输入信号,通过MOV指令对模拟量输出地址210传送不同的输出值从而输出不同的电压给比例阀。4机电液技术的综合应用培训液压实验室原有的6台液压实验台的12个实验工位被重新划分为5个固接应用