PLC在液压马达试验测试系统中的应用
PLC在液压站控制系统中的应用
PLC在液压站控制系统中的应用可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把计算机技术、自动化技术、通信技术融為一体的新型工业自动控制装置。
文章应用西门子公司生产的可编程控制器S7_300系列PLC，实现液压站自动操作控制系统，而且可以实现液压站群的集体控制。
该系统充分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。
使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。
标签：可编程控制器；控制系统；液压站引言液压站又称液压泵站，是独立的液压动力源装置，它按驱动装置要求供油，并控制油流的方向、压力和流量，它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械下。
用户只要将液压站与主机上的执行机构（油马达和油缸）通过液压油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作、工作。
这个工作过程有温度、压力、液位、等参数的监视及控制；还有电机马达的控制。
如果用传统的继电控制很难达到很高的工作效率。
当需要多个液压站配合工作时，其控制量是很大的。
因而引入PLC可以使得控制简单化、智能化。
1 液压站原理液压站的工作原理如下：电机带动油泵运转，泵从油箱中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力势能，通过集成块（或阀组合）被液压阀实现了将液压油的方向、压力、流量调节后经外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中，从而控制了液动力机械方向的变换、力量的大小及运行速度的快慢，推动各种液压机械做功。
原理如图1。
2目前广泛使用的的控制方法继电器控制，PLC控制，单片机控制，其中PLC检测控制系统应用最为广泛。
其具有以下特点：2.1 可靠性PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。
它将控制逻辑由传统的继电器硬件运算变为软件运算，使得它的连线大大减少。
PLC经过多年的不断发展，具有工业针对性，有很高的抗干扰能力。
在各大PLC厂家的不断更新发展下，PLC 各模块可靠性已经有很大提高。
与此同时，系统的维修简单，维修时间短。
PLC 进行了一系列可靠性设计，例如：冗余的设计（包括硬件冗余技术和软件冗余技术），断电保护功能（电容电源和UPS的应用使得断电时有充分的处理时间），故障诊断和信息保护及恢复。
以PLC为基础的轴承测试液压伺服加载系统PID控制探究
以PLC为基础的轴承测试液压伺服加载系统PID控制探究测功机属于一种精密仪器，其主要作用是可以通过操作实现对电机、发动机等设备轴承综合情况进行检测，帮助工作人员及时掌握轴承状况，确保设备的正常运行。
测功机在应用中可以消除测定设备产生机械能，还可以将这种机械能转化为其他能量。
轴承在实际应用中，其综合性能等会对其使用年限以及测功机测定的可靠性以及精准度都会产生较大影响，因此，积极对测功机轴承液压加载测试系统的综合性能进行测定时确保的测功机工作质量内在要求，也是提高、测功机工作效率的根本保证。
1.加载测试系统概述加载测试系统的主要作用是对各个零部件的性能进行测定，然后通过对各项数据的分析确定设备的使用性能以及使用寿命。
加载测试系统属于卧式结构，其主要构成包括：径向液压加载设备、轴承等设备。
图1为测试系统结构图。
系统工作时，其本质是通过对变频器的利用，就可以实现对电主轴的驱动，而后在利用蛇形弹簧以及安全联轴器就可以让整个系统安全预先设定的流程进行工作[1]。
支撑轴承是对整个系统来说意义重大，其主要作用是对两个系统进行支撑。
然后将需要测定的轴承放在支撑轴中间，通过对液压伺服加载系统的利用就可以实现操作，并且还能及时对径向加载荷载的力度进行不同程度的调节，在此过过程中，需注意是的径向加载荷载是通过需要测定的轴承外圈的座套然后将荷载增加到需要测定的轴承。
然后通过对座套中传感器的利用就能及时对各项数据进行测定，并且在利用过程中还能及时和电液伺服阀构成闭环控制系统，而需要测定轴承的温度基本上都是由线圈外部的四个温度传感器实现测量。
在实际测量过程中，工作人员只有依据实际情况，及时构建安全稳定的液压伺服加载系统，才能保证整个系统的运行符合相应的技术指标要求，进一步提高所测数据的稳定性。
在下如图中：1表示底座，2和8表示支撑轴承安装机架，3、9表示两个支撑轴承，4表示径向加载液压缸，5表示加载座套，6表示被测轴承，7表示测试系统主轴承，10表示蛇形弹簧联轴器，11表示变频电主轴。
基于PLC的四柱万能液压机液压系统设计
基于PLC的四柱万能液压机液压系统设计第1章绪论液压机简介液压机是利用液压油来传递压力的设备。
液压油在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。
动力机构通常采用油泵作为动力机构，一般为容积式油泵。
为了满足执行机构运动速度的要求，选用一个油泵或多个油泵。
低压〔油压小于2.5MP〕用齿轮泵；中压〔油压小于6.3MP〕用叶片泵高压〔油压小于32.0MP〕用柱塞泵。
液压机通常指液压泵和液压马达，液压机和液压马达都是液压系统中的能量转换装置，不同的是液压泵把驱动电动机的机械能转换成油液的压力能，是液压系统中的动力装置，而液压马达是把油液的压力能转换成机械能，是液压系统中的执行装置。
液压系统中常用的液压泵和马达液压机都是容积式的，其工作原理都是利用密封容积的变化进行吸油和压油的。
从工作原理上来说，大部分液压泵和液压马达是互逆的，即输入压力油，液压泵就变成液压马达，就可输出转速和转矩，但在结构上，液压泵和液压马达还是有些差异的.液压机的维修:过盈配合的零件拆装采用锤敲、棍橇劳动强度大效率低且不安全，还容易打坏零件，以及用加热法操作困难、增加维修成本的缺点提供的，是在支架的顶部，安装有活塞杆竖直向下的液压油缸，活塞杆的下端安装有压头；支架上在活塞杆的下部，水平固定有工作台；与油泵连接的输油管通过换向阀与液压油缸连接。
用液压油缸的压力装卸零件，没有猛烈的锤击棍橇，不损坏零件，也不用加热耗能，安全可靠节能，安装精度高.液压机液压机简介：液压机由主机及控制机构两大部分组成。
液压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。
动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。
动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。
液压机的分类：利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。
PLC实验报告液压系统控制与调试
PLC实验报告液压系统控制与调试PLC实验报告：液压系统控制与调试【引言】液压系统在现代工业中起着重要的作用，广泛应用于各种机械设备中。
本实验旨在通过PLC编程控制液压系统，实现系统的稳定运行和准确控制。
本文将对实验步骤、测试结果以及相关数据进行详细描述和分析。
【实验准备】1. 实验设备准备：液压系统、PLC控制器、电磁阀、传感器等；2. 实验布置：将液压系统和PLC控制器连接并正确接线；3. 软件环境准备：安装PLC编程软件，正确配置并创建相应的程序。
【实验过程】1. 系统初始化：启动液压系统和PLC控制器，并确保系统正常工作；2. PLC编程：使用PLC编程软件，根据实验要求编写控制程序；3. 程序下载：将编写好的程序下载到PLC控制器中，并进行参数设置；4. 实验操作：通过操作输入设备，如按钮、开关等，触发PLC控制器的相应输入信号，进而控制液压系统的动作；5. 数据采集：使用传感器等设备，对液压系统进行数据采集，包括压力、流量、温度等参数；6. 数据记录：将采集到的数据记录下来，以备后续分析和对比；7. 系统调试：根据实验结果，对液压系统的控制参数进行调整和优化；8. 实验结果：记录实验中获得的各项数据和观察到的现象。
【实验结果与分析】通过对液压系统的实验操作和数据采集，我们得到了以下实验结果和分析：1. 控制程序的设计：根据实验要求，我们编写了PLC控制程序，实现了液压系统的自动控制和相应的输出操作；2. 系统动作的准确性：使用PLC控制器，能够精确控制液压系统的动作执行时间和步骤，提高了系统的稳定性和可靠性；3. 数据采集与分析：通过传感器对系统的压力、流量、温度等参数进行采集和分析，得到了系统动态特性的数据；4. 调试优化：根据实验结果，我们对液压系统的控制参数进行了调整和优化，改进了系统的控制效果。
【实验总结】本实验通过PLC编程控制液压系统，并对系统进行调试和优化，取得了一定的实验成果。
FluidSIM-H在“液压传动”课程教学中的应用
FluidSIM-H在“液压传动”课程教学中的应用作者：赵双漆玉轩来源：《科技风》2023年第29期摘要：“液壓传动”是一门应用性较强的专业课程，教学中引入FluidSIM-H仿真软件，结合液压传动试验台，通过具体教学应用案例阐述了基于FluidSIM-H的“理实一体化”教学实施模式。
经实践证明，基于FluidSIM-H教学模式的改革，增强了课堂教学的可视性和趣味性，激发了学生主动学习的积极性和创造性，培养了分析和解决工程问题的能力，综合提升了教学效果。
关键词：液压传动；FluidSIM-H；理实一体化；教学模式中图分类号：TH137 文献标识码：A液压传动作为四大传动方式之一，在冶金工程、建筑工程、航空航天等工程领域有着非常广泛的应用，在大国重器中也发挥着重要的作用。
“液压传动”作为一门融合了机械、电子、控制等多学科的课程，是机械类专业的一门重要专业基础课程。
液压传动课程内容理论性和实践性都很强，传统课堂理论教学再加上学生缺乏工程实践经验，势必造成知识抽象、理解困难、学习枯燥乏味，教学效果难以保证。
教学中引入FluidSIM-H软件进行理实一体化教学，激发了学生的学习兴趣，提高了学习的主动参与性与创造性，培养了分析和解决问题的能力［1-2］。
1 FluidSIM-H软件简介FluidSIM软件由德国Festo公司和Paderborn大学联合开发，专门用于液压、气动及电气回路设计与仿真的软件，包含液压系统设计子软件FluidSIM-H和气动系统设计子软件FluidSIM-P，两者使用方法基本相同，下面简要介绍一下FluidSIM-H软件。
FluidSIM-H软件包括三个主要模块：绘图功能模块、系统模拟仿真功能模块及综合演示功能模块，其软件界面如图1所示。
FluidSIM-H提供电气、液压元件库，可以形象地仿真液压回路和电气控制回路的动作，并实时显示油液流动方向及执行机构运动动作，还可以观察液压系统中的各元件的物理量值，如液压缸的运动速度、输出力、油路压力、流量阀的开口度等。
利用PLC灵活控制液压设备的运动
下， 以提高加 工表 面 的光洁度 ， 削工具 在未接触 工 切
件前 的 速度也需 有 所不 同 ， 即远 离 工件 时速 度大 一 些 以节 省 时间 ， 近 工件 时 速 度小 一 些 以减 少 冲击 。切 接 削加 工 以外 的其他 液压设 备 的动作也 有多 种多样 的要
机 、Ｌ Ｐ Ｃ灵 活控 制 液压 执行 件 运 动 。该研 究 不 仅 显 著
控制 液压 实验 台执行 件 的运 动方 向与 速度是必 要
的， 因为 实际工 程 中各种 液 压 设 备 的执 行 件 运 动方 向 和速 度有 调整 的要 求 。 以切 削加 工 为 例 ， 由液压 系 统
提高 了教学 效果 ， 对多 种 机 械运 动 及 其 控 制 系统 的设
求‘ ］ ７ 。因此 控制 液压 实验 台执行 件 的运 动 方 向与速
度具 有 普遍 意义 。
有能 实现直 线 往复运 动 的液压 缸和能 实现往 复旋 转运
动 的液 压 马达 。液压 系统通 过各 种 阀等控制 元件 控制 执 行元 件 的运动 ｌ 。利用 机械装 置 实现对 液 压执 行 ５ Ｊ
（． １ 中北 大学 机械工程与 自动化学 院，山西 太 原 ０ ０５ ； ． ３ ０ １ ２ 山西省深孔加工工 程技术研究 中心 ， 山西 太原
００５ ） ３０ １
００５ ； ３０ １
３ 先 进 制 造 技术 山 西 省重 点实 验 室 ，山 西 太 原 ．
摘 要 ： 了使 液 压 实验 台执行 件 能 实现 运动速 度 、 向的 自动 改 变 ， 为 方 并使执 行件 具有 多种运 动形 式 。 研 究 了利 用微 型计 算机 、Ｌ Ｐ Ｃ控 制液压执 行 件 的技 术 方案 ， 活控 制 了液 压 执行 件 的运 动 ， 著提 高 了“ 灵 显 液压
PLC控制的液压系统在载荷校准试验中的应用
PLC控制的液压系统在载荷校准试验中的应用摘要：载荷校准试验是飞机飞行载荷试飞中的必要环节，多点、高载荷的载荷校准试验技术一直是我国飞行载荷校准试验的难点。
随着液压控制技术的不断进步，尤其是PLC（可编程控制器）技术的快速发展，PLC控制的液压系统在工业活动中得到广泛应用，而PLC控制的液压系统也为飞机载荷校准试验解决多点、高载荷的难题提供了一个安全可靠的新途径。
关键词：载荷校准液压系统PLC 多点协调引言随着航空技术的发展，尽管风洞及风洞试验技术不断发展，理论计算方法也更加准确，但是由于受到飞行中结构气动弹性及复杂流场等的影响，准确预计严重受载情况下的飞行载荷仍是技术难点。
因此，在现代飞机的飞行试验中，飞行载荷实测仍然是验证风洞试验结果和理论计算结果的可靠方法。
目前测量飞机飞行载荷的主要方法是应变法，即在飞机载荷飞行试验中通过加装在飞机上的应变电桥的响应输出结果计算出飞机的实际飞行载荷。
在飞行载荷实测中，为了获得飞机飞行载荷与应变电桥响应输出之间的关系方程（载荷方程），需要在载荷飞行试验前进行地面载荷校准试验，因此，成功的载荷校准试验就成为飞行载荷实测的关键前提。
1.问题提出由于需要在真实的飞机上进行加载试验，所以地面载荷校准试验对进行试验的加载系统的安全性和可靠性要求非常高。
用手动机械/液压加载系统对飞机进行加载是比较安全可靠的方法，但是由于需要人工调节载荷大小，所以对于需要进行多点（2点以上）协调加载的复杂试验状态，手动机械/液压加载系统很难对各个加载点的校准载荷进行准确控制，尤其是在校准试验的卸载过程中，更是难以对所有的加载单元进行同一协调操作，而任何一个加载点的载荷的剧烈变化，都会对其它所有加载点的校准载荷产生较大影响，从而影响了校准试验的效果和整个试验的安全。
目前，随着PLC技术的不断发展，尤其是PLC自诊断技术、冗余技术、容错技术的广泛应用，PLC控制的液压系统可靠性已经非常高，平均故障时间间隔为2万小时以上。
基于PLC的数控机床液压系统故障分析及诊断
上报警 ，刀链才停止校 准 。③链 式刀库在转 到校
准 位 置 时 ，Ｃ ＮＣ虽接 到 了到位 信 号 ，但 由于 １ ＯＬ Ｓ 故障 ，导 致 制动 销 不 能 插 入 ，限位 开 关 １ Ｓ 号 没 Ｌ信
２ 创齿 束 时 ，床 鞍 快 进和 快 退 ；一 个 齿 切 削过 程 中床 鞍 的 工 进和 工 退 ；配 合 机械 传 动 实 现
鼓轮 和 工 件箱 主 轴 的 向上 滚 切和 向下 反 向动 作 ，此
工件 齿 坯 装在 工 件 箱 上 ，工 件 箱 调 整好 固定 在
座 套 筒未 顶 紧而 产生 报 警 。 （ ）故 障 排 除 ４ 更 换 一 新 的 压 力继 电 器 ，故
Ｍ １ ５Ｍ １ ０ Ｍ １ ３ ８２ ８４ ８３ Ｍ ｌ ４ Ｍ １４ Ｍ １２ ３ ８ ０ ２ Ｍ １ ９ ８１ Ｘ０ Ｘ０ ４２ ４３ Ｘ０ Ｘ０ Ｘ０ Ｘ１ Ｘ １ ００ ０ ｌ ０２ ７６ ７３
常。
分 析 尾 座 套 筒 液 压 系 统 如 图２ 示 。 当 电磁 换 所 向 阀 Ｌ 一 导 通 后 ，液 压 油 经 溢 流 阀 、流 量 控 制 ４ Ｙ１ 阀 、单 向阀 进 入 尾座 套 筒液 压 缸 ，使其 向前 顶 紧工 件 。松 开 脚 踏开 关 后 ， 此 时 电磁 换 向 阀Ｌ ４ Ｙ１ 于 中 间 位 置 ， 油 处 路 停 止供 油 。 由于 单 向 阀的 作用 ，尾 座 套筒 向 前 时 的油 压 得 到保 持 ， 该 油 压使 压 力继 电器 常 开 触 点 接 通 ， 在 系 统
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压马达正反吸油。控制系统自 动 调 节 回 油 路 比 例 溢 流 阀 外部供油系统要 求 性 能 稳 定,对 测 试 系 统 的 压 力、流 量、
(5)开度大小来实现自动调 节 加 载 压 力,系 统 加 了 溢 流 阀 马达转速、马达扭矩力同时也要进行监测和异常报警。
来实现加载系统超压保护。
通过液压马达 流 量 计 检 测 油 源 供 油 流 量,通 过 扭 矩
供油,使用桥管路实现正反转;通 过 比 例 溢 流 阀 来 控 制 加
2019年第06期 53
自动化应用 机电设备与仪器仪表
载压力,从而实现加载、空载 模 拟 试 验。液 压 马 达 试 验 测 试加载控制如图4所示。
通过压力传感 器 检 测 到 加 载 压 力,将 其 压 力 值 变 送 后与其设定值比 较 得 到 偏 差 值,再 将 偏 差 值 送 入 控 制 器 通过 PID 控制自动 调 节 比 例 溢 流 阀 的 开 度,来 控 制 加 载 压力,以减小偏 差。 液 压 马 达 试 验 测 试 系 统 加 载 马 达 需 要油泵 供 油,系 统 测 试 时 要 保 证 加 载 马 达 有 充 分 油 源 供给。
为了能稳定地 测 试 被 试 马 达 的 性 能,其 外 部 提 供 的
自动调节比例节 流 阀 的 开 度,来 控 制 油 源 供 油 流 量 和 液 压 马 达 转 速 值 ,以 减 小 偏 差 。
3.2 液压马达试验测试系统加载控制 为了模拟液压马达加载、空 载 的 实 际 情 况,通 过 油 泵
4.2 可编程逻辑控制器(PLC)的硬件设计
本控制 系 统 选 用 德 国 西 门 子 S7-200 系 列。S7-200 SMART(PLC)是 德 国 西 门 子 公 司 推 出 的 性 价 比 较 高 的 PLC 系统。其中,S7-200SMART 由 于 其 系 统 的 优 良 特 性,近年来被广泛 应 用 于 小 型 实 验 系 统、工 装 机 械、通 用 机械等方面;在控制系统、机床、楼 宇 自 动 化、电 器 制 造 工 业等诸多领域也被广 泛 使 用。S7-200SMART 提 供 了 多 种性能的 CPU 和丰富且带有许多功能 的I/O 扩 展 模 块、 高速计数模块,高速数据处理 能 力,具 有 高 电 磁 兼 容 性 和 抗冲击性,使其 具 有 很 高 的 工 业 环 境 适 应 性。 各 种 单 独 的模块之间可进 行 广 泛 组 合 以 用 于 扩 展,可 以 满 足 本 控 制 系 统 的 要 求 。 [1]
于测试系统试验压力以保证系统稳定的运行和测试。系 统测试单元可以通过比例 节 流 阀 (7.1),然 后 通 过 控 制 系 统自动控制调节油源供油流量来达到液压马达的转速自 动调节。通过测试 液 压 马 达 (11)扭 矩 和 转 速,控 制 电 液 阀(4.1)来 实 现 液 压 马 达 正 反 转 功 能。 在 液 压 马 达 泄 漏 口上装有流量计来测试液压马达内泄漏量。
4 基于控制要求的 PLC 设计
4.1PLC 设计原则
(1)最 大 限 度 地 满 足 被 控 设 备 的 控 制 要 求 ; (2)在满足控制要求的前 提 下,力 求 简 单、经 济 可 靠、 操 作 方 便 、维 护 性 强 ; (3)考虑今后的潜在需求 改 造,应 适 当 留 有 进 一 步 扩 展的余地。
2 液压马达加载部分原理
液 压 马 达 试 验 测 试 系 统 加 载 部 分,由 截 止 阀、油 泵、 油箱、回收油箱、液位计、温度 计、溢 流 阀、加 载 马 达、单 相 阀、压力表、压力传感器、比例溢 流 阀 等 组 成,其 工 作 原 理 如图2所示。
图1 液压马达试验测试系统测试单元
收 稿 日 期 :2019-03-06 作 者 简 介 :王 剑 (1990— ),男 ,助 理 工 程 师 ,主 要 从 事 自 动 化 机 械 、液 压 系 统 电 气 控 制 设 计 工 作 。
52 2019年第06期
机电设备与仪器仪表 自动化应用
图2 液压马达试验测试系统加载部分 图3 液压马达试验测试单元控制简化模块
图4 液压马达试验测试加载控制简化模块
加载系统由 油 泵 提 供 动 力,用 双 桥 管 路 方 法 实 现 液 油源压力和流 量 要 满 足 试 验 测 试 系 统 试 验 压 力 和 流 量,
1 液压马达试验测试单元原理
液压 马 达 试 验 测 试 单 元,由 截 止 阀、比 例 节 流 阀、溢 流阀、压力表、压 力 传 感 器、流 量 计 1 所 示 。 整个系统由外 部 油 源 提 供 动 力,外 部 油 源 压 力 要 大
自动化应用 机电设备与仪器仪表
PLC 在液压马达试验测试系统中的应用
王 剑,宋显国,丁 龙,魏 鹏
(九江七所精密机电科技有限公司,江西 九江 332000)
摘 要 液压马达试验单元系统主要用于液压马达的性能测试。液压马达试验单元可以实现自动调节转速以及模
拟负载自动加载功能试验(空载、负载、换向),并遥 控 液 压 泵 站 应 急 停 车。 液 压 马 达 试 验 单 元 的 控 制 装 置
采用 PLC 快速地采集数据、处理数据、记录数据、控制系统运行;触摸屏显 示 替 换 以 前 的 仪 表 显 示,提 高 试
验测试单元性能。
关键词 液压马达;PLC;人机界面;PID;测试系统
中图分类号 TP273
DOI 10.19769/j.zdhy.2019.06.023
0 引言
液 压 马 达 主 要 用 于 船 舶 机 械 、工 程 机 械 、建 筑 机 械 、煤 矿 机 械 、矿 山 机 械 、冶 金 机 械 、石 化 机 械 、港 口 机 械 、车 辆 机 械 等 。 对 其 性 能 要 求 比 较 高 ,以 保 证 设 备 的 正 常 高 性 能 运 行 。 因 此 ,液 压 马 达 试 验 测 试 系 统 对 液 压 马 达 进 行 性 能 测 试 具 有 极 为 重 要 的 作 用 。 目 前 ,对 液 压 马 达 测 试 采 用 计 算 机 控 制 系 统 进 行 测 试 ,运 营 维 护 成 本 较 高 。 本 文 介 绍 了 用 PLC 在 液 压 马 达 试 验 测 试 系 统 中 的 应 用 ,以 保 证 设 备 的 正 常高性能运行,降低成本,提高易维护性。
3 控制测试方案确定
仪检测液压马达 的 转 速,将 其 转 速 值 变 送 后 与 其 设 定 值 比较得到偏 差 值。 将 偏 差 值 送 入 变 送 器,通 过 PID 控 制
3.1 液压马达试验测试系统测试单元控制 本文以测试液压马达性能 为 研 究 点,测 试 供 油 流 量、
系统压力、内泄漏 流 量 以 及 被 测 试 马 达 的 转 速、扭 矩,如 图3所示。