工业型液压实验台改造

工业型液压实验台的改造
【摘要】根据当前液压技术的发展和需要，对我校现有工业型液压实验台的控制系统进行改造，增加了开放式油口及三菱plc智能控制模块，通过实例详细阐述了plc在液压实验台上的应用并取得了良好的教学目的及效果。

【关健词】改造三菱plc 液压实验台
随着应用了电子技术、计算及技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料的发展和应用，液压传动技术也在不断创新。

液压传动技术已成为工业机械、工程建筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术。

而其向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、轻量化方向发展，是不断提高它与电传动、机械传动竞争能力的关键。

液压实验台是生产和开发液压元件和液压系统的重要实验设备。

传统的工业型液压实验台内容固定、控制方式单一，大多数控制系统采用的是在电磁铁、行程开关和在继电器上用“矩阵版排顺序”的步进器控制方式。

随着液压技术和现代控制技术的发展，传统的工业型液压实验台的缺陷愈来愈明显，已不能很好地适应教学及现代生产的需要。

我校液压实验室原有的工业型液压实验台，由液压运行装置和电气控制柜两部分组成。

（1）液压运行装置中，液压元件控制油口，采用固定连接方式，不易于试验拆装。

（2）电气控制系统，采用的是传统的继电器控制系统，由于继
电器控制系统本身的缺陷（采用硬接线柔性差、使用寿命短等）。

目前已不能很好地服务于液压实验工作，特别是对机电一体化教学的需要。

因此，根据液压技术的发展趋势，对该液压实验台进行了改造，以更大限度满足相关液压实验的需求。

（一）改造原则
（1）实验台所有模块的电气控制端口、液压元件控制油口全部对外开放，可根据自己设计的控制程序、控制线路或控制要求灵活组装和设计，要求达到良好的实训效果；
（2）多种方式控制，可扩展。

要求改造后的实验台，具有多种控制方式，一机多能，不仅能做传统液压实验，而且能完成一些与液压技术相关的机电一体代控制技术实验，并能为试验人员提供一个进行创新试验的平台。

鉴于以上原因，计划把该实验台的液压元件控制油口及电气控制部分进行一些改造，结合当前液压实验技术的需要，在原有液压元件油口安装上快速接插头供对外开放及在原有继电器控制系统的基础上，设计了转换接口，加入了三菱plc模块
（二）改造内容
（1）液压元件接口形式由原来的固定式联接更改为快速接插形式，易于拆装及故障排除。

（2）plc模块。

根据该实验台的组成和控制要求分析，可选用三菱fx1s-20mr系列高性能整体式结构的plc，它具有12个输入点和
8个输出点，可与pc微机通讯实现智能控制，大大满足实验要求。

在实验中，采用上位机pc与下位机plc进行通讯，并运用pc机上的编程软件gxdeveloper进行编程和运行监控。

二、应用实例
plc的控制的液压实验台，可以作为液压元件性能试验和液压回路实验平台。

在硬件组成及新的联接关系（快插接头）情况下，可根据实际控制要求，通过对plc重新进行i/o地地分配和控制程序设计，完成不同的试验项目。

根据试验项目的不同，液压回路的复杂程序不同，plc控制的难易程序也不一样。

下面以模拟钻床加工二次进给为例阐述plc在液压回路实验台中的应用。

已知液压回路如图1所示，要求用plc编程控制液压回路动作。

其工作循环步骤为：
按钮sb启动→1a夹紧缸快进→到位1s3闭合，压力继电器动作→2a进给缸进1次→到位2s2→2a进给缸退1次→到位2s1→2a进给缸进2次→到位2s2→2a进给缸退2次→到位2s1→1a夹紧缸快退。

只要按下sb启动按钮，液压系统就能全自动操作，模仿钻孔操作动作。

（1）控制系统的组成。

在液压实验台控制系统的设计中，把各种指令信号和检测液压缸运动的反馈信号作为plc的输入，而plc输出的控制信号，控制液压实验台中各个电磁阀的电磁铁，进而控制液压油路的流动方向和速度，从而控制液压缸的往返运动及其速度。

（2）根据液压回路的动作情况，写出电磁铁的动作顺序，以下为电磁阀动作过程：①、1a缸夹紧缸前进，1y1得电+，1y2失电-，2y失电-，输入信号：sb与1s2；②、2a进给缸工第一次进给，1y1得电+，1y2失电-，2y得电+，输入信号：1s1与2s1；③、2a进给缸工第一次退，1y1得电+，1y2失电-，2y失电-，输入信号：2s2；
④、2a进给缸工第二次进给，1y1得电+，1y2失电-，2y得电+，输入信号：2s1；⑤、2a进给缸工第二次退，1y1得电+，1y2失电-，2y失电-，输入信号：2s2；⑥、1a缸夹紧缸前进，1y1失电-，1y2得电+，2y失电-，输入信号：2s1；
（3）画出plc的输入输出分配图，如图2示。

三、结束语
改造之后的液压元件控制油口对外开放，学生可以根据所做的内容灵活应用。

通过应用实践证明，采用plc对液压实验台进行控制，不仅克服了继电接触器控制系统的可靠性差、控制不方便、响应慢等方面的不足，而且还能够简化控制线路，缩小控制装置的体积，增强控制系统的功能，实现了液压实验台的自动控制和多种复杂的自动工作循环，同时还能把《液压传动技术》和《plc编程与控制》两门课有机地结合起来，让学生能够切身地体会到同一专业不同课程之间的联系，增强了学习兴趣，提高了学习效果。