液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備,液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái),液
2022-04-05 09:22隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，可編程序控制器(PLC)廣泛應(yīng)用在液壓系統(tǒng)控制與監(jiān)控方面。目前液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備主要是由電氣控制系統(tǒng)與液壓運(yùn)行裝置2個(gè)部分組成，實(shí)驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件都是基于Win7系統(tǒng)的，存在內(nèi)容固定、控制方式單一、柔性差等缺陷。因此，本文采用PLC對(duì)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行改造，以滿足相關(guān)液壓實(shí)驗(yàn)的需求。
一、液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備,液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái),液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)的改造：
1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成
實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由2個(gè)部分組成:電氣控制系統(tǒng)與液壓運(yùn)行裝置。實(shí)驗(yàn)臺(tái)有2個(gè)泵:1個(gè)定量泵和1個(gè)變量泵，其各配有1個(gè)電動(dòng)機(jī)。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上拼裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)油路連接采用快速接頭，搭建換接不同的液壓回路。為了滿足當(dāng)前液壓實(shí)驗(yàn)的需要，在進(jìn)行液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電氣控制系統(tǒng)改造中，在原有繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)換接口，加入了PLC控制系統(tǒng)。
2.主電路設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)臺(tái)以三相交流電為動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)M1和M2分別采用直接啟動(dòng)方式，其中M1拖動(dòng)定量泵，M2拖動(dòng)變量泵。改造后的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求能夠根據(jù)需要選擇合適的液壓泵，因而拖動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)要求能夠進(jìn)行正轉(zhuǎn)運(yùn)行、點(diǎn)動(dòng)控制。改造后的實(shí)驗(yàn)臺(tái)電氣控制原理如圖1 所示。
圖1 電氣原理圖
二、液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備,液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái),液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：由液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)可知，把指令信號(hào)作為PLC的輸入，由PLC輸出的控制信號(hào)則驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置上各個(gè)電磁閥的電磁鐵，進(jìn)而控制液壓系統(tǒng)油路的流動(dòng)方向，從而使實(shí)驗(yàn)臺(tái)處于不同的工作狀態(tài)，達(dá)到控制系統(tǒng)的目的。
通過對(duì)液壓系統(tǒng)控制要求的分析可知，PLC的輸入元件包括總啟動(dòng)SB0，總停止SB1，2個(gè)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)SB2、SB3，2個(gè)電動(dòng)機(jī)停止SB4、SB5，手動(dòng)、自動(dòng)選擇切換開關(guān)SA，4個(gè)行程開關(guān)SQ1～SQ4以及2個(gè)電磁鐵控制按鈕SB6、SB7;輸出元件包括指示燈HL，2個(gè)繼電器線圈KM1、KM2，4個(gè)電磁鐵線圈YA1～YA4。系統(tǒng)共有13個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn)，7個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)，所以選用FX2n－32MR－001型PLC，PLC的I/O地址分配見表1，I/O分配圖如圖2所示。
| 輸入元件 | 地址 | 輸出元件 | 地址 |
| 總啟動(dòng)SB0 | X0 | 指示燈HL | Y0 |
| 總停止SB1 | X1 | 繼電器KM1 | Y1 |
| M1 啟動(dòng)SB2 | X2 | 繼電器KM2 | Y2 |
| M2 啟動(dòng)SB3 | X3 | 電磁鐵YA1 | Y3 |
| M1 停止SB4 | X4 | 電磁鐵YA2 | Y4 |
| M2 停止SB5 | X5 | 電磁鐵YA3 | Y5 |
| 手動(dòng)/自動(dòng)選擇開關(guān)SA | X6 | 電磁鐵YA4 | Y6 |
| 行程開關(guān)SQ1 | X7 | ||
| 行程開關(guān)SQ2 | X10 | ||
| 行程開關(guān)SQ3 | X11 | ||
| 行程開關(guān)SQ4 | X12 | ||
| 電磁鐵YA1 得電按鈕SB6 | X13 | ||
| 電磁鐵YA2 得電按鈕SB7 | X14 |
圖2 I/O分配圖
三、液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備,液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái),液壓與氣動(dòng)綜合PLC控制實(shí)驗(yàn)裝置功能的實(shí)現(xiàn)：以計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)、PLC作為下位機(jī)來控制的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以作為液壓元件性能試驗(yàn)和液壓回路實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。在學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)知識(shí)的基礎(chǔ)上，也可以自行編寫PLC程序，設(shè)計(jì)更多的液壓回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓基本回路的自動(dòng)控制。
1.液壓回路系統(tǒng)圖
速度換接回路的作用是使執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)中從一種速度切換到另一種速度。用2個(gè)調(diào)速閥串聯(lián)，調(diào)速閥Ⅱ的流量比調(diào)速閥I 的流量小，從而實(shí)現(xiàn)2 種慢速的換接，如圖3 所示。
圖3 速度換接的液壓回路系統(tǒng)圖
2.液壓回路系統(tǒng)圖分析對(duì)液壓回路系統(tǒng)圖以及表1進(jìn)行分析可知，在自動(dòng)情況下，按相應(yīng)的按鈕，將定量泵啟動(dòng)，然后將控制面板上的手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)到自動(dòng)位置。在控制面板按下SB7按鈕，YA2得電，活塞桿快速返回，直至壓到行程開關(guān)SQ1時(shí)，即活塞桿到原位，此時(shí)YA1、YA3、YA4得電，活塞桿實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，當(dāng)壓到行程開關(guān)SQ2時(shí)，YA1、YA4得電，進(jìn)油路走調(diào)速閥I，活塞慢速實(shí)現(xiàn)一工進(jìn);當(dāng)壓到行程開關(guān)SQ3時(shí)，YA1得電，此時(shí)進(jìn)油路走調(diào)速閥Ⅰ、Ⅱ，活塞慢速實(shí)現(xiàn)二工進(jìn);當(dāng)壓到行程開關(guān)SQ4時(shí)，YA1失電，YA2得電，油路反向，活塞桿快速返回;當(dāng)壓到行程開關(guān)SQ1時(shí)，即活塞桿停止在原位，液壓缸原位卸荷。
3.元件動(dòng)作順序表
對(duì)液壓系統(tǒng)圖中各動(dòng)作過程進(jìn)行分析可知該系統(tǒng)的工作情況:快進(jìn)---一工進(jìn)---二工進(jìn)---快退，從而得出該液壓回路元件動(dòng)作順序，見表2。
| 步號(hào) | 動(dòng)作 | YA1 | YA2 | YA3 | YA4 | 輸入信號(hào) |
| 0 | 缸快進(jìn) | + | － | + | + | SQ1 |
| 1 | 缸一工進(jìn) | + | － | － | + | SQ2 |
| 2 | 缸二工進(jìn) | + | － | － | － | SQ3 |
| 3 | 快退 | － | + | － | － | SQ4 |
表2 元件動(dòng)作順序表
4.PLC 的控制程序根據(jù)上述分析，在計(jì)算機(jī)上采用GX Developer三菱軟件編寫程序，編好后，進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控。使用三菱編程電纜連接PLC的通信接口與計(jì)算機(jī)接口，設(shè)置好通信參數(shù)，將梯形圖下載到PLC。速度換接回路梯形圖如圖4 所示。
