基于PLC、VVVF和HMI的无级变行程锚杆钻机液压驱动控制系统改造.pdf

２０１６ 年 １ 月 第 ４４ 卷 第 ２ 期 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｊａｎ􀆱 ２０１６ Ｖｏｌ􀆱 ４４ Ｎｏ􀆱 ２ ＤＯＩ１０．３９６９／ ｊ􀆱 ｉｓｓｎ􀆱 １００１－３８８１􀆱 ２０１６􀆱 ０２􀆱 ０５４ 收稿日期 ２０１４－１０－２４ 基金项目 陕西省科技攻关项目 （２０１１Ｋ １０⁃１８）； 陕西省教育厅专项科研项目 （０９ＪＫ５５９） 作者简介 王晓瑜 （１９７４）， 女， 博士， 高级工程师， 现从事机械电子工程教学与科研工作。 Ｅ－ｍａｉｌ ｌｓｈｔｔｔｔ＠ １２６􀆱 ｃｏｍ。 基于 ＰＬＣ、 ＶＶＶＦ 和 ＨＭＩ 的无级变行程 锚杆钻机液压驱动控制系统改造 王晓瑜 （西安航空学院电气学院， 陕西西安 ７１００７７） 摘要 用西门子 Ｓ７⁃２００ ＰＬＣ、 ＶＶＶＦ 和 ＨＭＩ 对无级变行程液压锚杆钻机液压驱动控制系统进行改造。 分析系统的控制 原理， 设计系统流程图及软件程序， 给出改造后 ＰＬＣ 端子接线图。 实验结果表明 该控制系统能实现冲击能、 冲击频率及 位移的自动连续无级调节和最优匹配； 同时结合人机界面 ＨＭＩ 的应用， 实现系统的状态可视化和控制智能化。 关键词 无级变行程； ＰＬＣ； ＶＶＶＦ； ＨＭＩ 中图分类号 ＴＤ４１ 文献标志码 Ｂ 文章编号 １００１－３８８１ （２０１６） ２－１７５－３ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｅｐｌｅｓｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｒｏｏｆｂｏｌｔｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＬＣ， ＶＶＶＦ ａｎｄ ＨＭＩ ＷＡＮＧ Ｘｉａｏｙｕ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉ’ａｎ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉ’ａｎ Ｓｈａａｎｘｉ ７１００７７， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ＰＬＣ， ＶＶＶＦ ａｎｄ ＨＭＩ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｂｕｉｌｄ ｔｈｅ ｓｔｅｐｌｅｓｓ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｒｏｏｆｂｏｌｔｅｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｄｉａｇｒａｍ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． ＰＬＣ ｔｅｒｍｉｎａｌｓ ｗｉｒｉｎｇ ｄｉａｇｒａｍ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ． Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｔｅｐｌｅｓｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍａｌ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ｉｍ⁃ ｐａｃｔ ｅｎｅｒｇｙ， ｉｍｐａｃｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ． Ａｌｓｏ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＨＭＩ， ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｅｒｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｔｅｐｌｅｓｓｌｙ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＰＬＣ； ＶＶＶＦ； ＨＭＩ 旋转冲击型液压锚杆钻机广泛应用于锚固施工 中， 但传统的液压锚杆钻机还存在一些缺点， 比如钻 机的冲击能和冲击频率不可调节或只能有限挡手动调 节， 难以实现合理有效的匹配， 特别是当工作对象硬 度发生改变时， 适应性及灵活性较差； 另外钻机的电 气控制系统可靠性差， 整机的智能化控制水平较低 等。 为了解决这些问题， 文中提出基于 ＰＬＣ、 ＶＶＶＦ 和 ＨＭＩ 的无级变形程锚杆钻机液压驱动控制系统 改造。 １ 无级变行程旋转冲击型液压锚杆钻机液压驱动 控制系统改造方案 所用的实验模型是在课题组原有模型的基础上， 采用西门子公司的 Ｓ７⁃２００ 系列 ＰＬＣ 对其电气控制系 统进行改造得来的。 改造主要内容为 从系统效率、 节能特性、 响应速度、 压力闭环控制特性等考虑， 结 合实验室实际设备， 将原液压系统双泵独立供油回 路， 改为由 ＶＶＶＦ 驱动异步电机的单泵供油方式， 实 现了通过控制供油泵转速控制工作油压， 通过减压阀 和溢流阀控制冲击油压和推进油压； 在测量仪表方， 面将原有的压力继电器和流量计更换为压力变送器， 增强了测量的准确性和稳定性， 提高了测量系统的抗 干扰能力； 在控制方面， 使用 ＰＬＣ 替换原继电器－接 触器控制， 使控制回路更加简单、 可靠； 通过接收系 统压力、 冲击压力反馈及设定值并输出转速和阀位等 信号， 控制 ＶＶＶＦ 的转速和冲击油压， 使钻机能够根 据岩土的变化， 在优化系统的支持下， 自动调整冲击 能和冲击频率， 有效提高工作效率， 减少损耗； 在显 示方面， 增加了 ＨＭＩ 的应用， 显示系统的故障、 工 作状态及参数的设置， 兼报警功能， 同时可以向导式 地对系统进行操作， 使得系统控制更加灵活方便； 另 外还设定了手动操作调试功能。 无级变行程锚杆钻机 液压驱动实验控制系统原理图见图 １ 所示。 锚杆钻机工作时， 液压泵的转速变化由 ＰＬＣ 控 制 ＶＶＶＦ 实现， 连续供给流量变化的工作油于推进单 元和冲击回转单元。 回转单元工作时， 三位四通电磁 换向阀左位电磁铁 ２ＤＴ 得电或右位电磁铁 ３ＤＴ 得电 工作， 驱动锚杆钻机动力头正传钻进或反转钻进， 中位时， 各油路口互通， 液压泵卸荷， 动力头停止回 转钻进。 冲击单元工作时， 二位四通电磁换向阀左位 １ＤＴ 电磁铁得电， 驱动锚杆钻机冲击器进行钻孔， 溢 流阀及减压阀配合使用调定系统压力。 冲击部分及推 进机构部分的两个压力传感器分别用来检测液压系统 工作油压和推进机构的推进工作油压； 推进机构部分 装有两个行程限位开关， 用以实现对推进单元上、 下 限位的限制。 图 １ 无级变行程锚杆钻机液压驱动控制系统原理图 当系统工作时， 工作油压和推进油压力传感器将 检测到的信号送给 ＰＬＣ， 与优化控制系统根据缓冲腔 油压、 通过混合遗传算法计算的设定数值进行对比， 进行 ＰＩＤ 运算， 根据运算结果， 控制变频器频率及 冲击油压调节阀的阀位， 由此协调改变系统的工作油 压和推进油压， 从而实现钻机能够根据岩土的变化， 在优化系统的支持下， 自动调整冲击能和冲击频率， 达到冲击能、 冲击频率的自动连续无级调节和最优匹 配， 使锚杆钻机的功率达到最优工作状态的目的。 锚 杆钻机优化及控制系统原理图见图 ２。 图 ２ 无级变行程锚杆钻机优化及控制系统原理图 系统中增加了人机界面 ＨＭＩ， 在人机界面里能显 示系统的故障、 工作状态及参数的设置， 兼报警功 能， 同时可以向导式地对系统进行操作， 使得系统控 制更加方便明了［１－２］。 ２ 硬件系统设计 ２􀆱 １ 主机 ＰＬＣ 的选择与设计 控制系统中， 其主回路部分不变， 对控制回路进 行改造。 改造后， 将原手动换向阀全部改为电磁换向 阀， 增加冲击及推进压力传感器以及指示灯等元器 件。 系统的启动／ 停止按钮等为开关量输入信号； 电 磁阀、 电机、 指示灯等为开关量输出信号； 冲击及推 进压力传感器等为模拟量输入信号， 控制变频器频率 电压信号为模拟量输出信号。 经 Ｉ／ Ｏ 点数分配， 选用 德国 西 门 子 ＳＩＥＭＥＮＳ Ｓ７⁃２００ ＣＰＵ２２４ ＡＣ／ ＲＥＬＡＹ （１６ＤＩ／１０ＤＯ） ＰＬＣ， 挂一块 ＥＭ２３ （４ＡＩ／１ＡＯ） 模拟 量混合模块。 Ｉ／ Ｏ 地址分配见表 １［１，３］。 表 １ Ｉ／ Ｏ 地址分配表 功能元件地址 系统启动按钮ＳＢ１Ｉ０．０ 系统停止按钮ＳＢ２Ｉ０．１ 紧急停止按钮ＳＢ３Ｉ０．２ 手动、自动选择ＳＢ４Ｉ０．３ 冲击选择调钮Ｐ１ＡＩＷ０ 系统压力传感器Ｐ２ＡＩＷ２ 推进压力传感器Ｐ３ＡＩＷ４ 推进单元行程限位 １ＳＱ１Ｉ０．４ 推进单元行程限位 ２ＳＱ２Ｉ０．５ 变频器工作正常ＶＶＶＦＩ０．６ 液压泵电机ＫＭ１Ｑ０．０ 冲击单元电磁阀１ＤＴＱ０．４ 旋转单元电磁阀 Ａ２ＤＴＱ０．５ 旋转单元电磁阀 Ｂ３ＤＴＱ０．６ 推进单元电磁阀 Ａ４ＤＴＱ０．７ 推进单元电磁阀 Ｂ５ＤＴＱ１．０ 变频器控制ＶＶＶＦＡＱＷ０ 指示灯 １Ｈ０Ｑ１．１ 指示灯 ２Ｈ１Ｑ１．２ 指示灯 ３Ｈ２Ｑ１．３ 指示灯 ４Ｈ３Ｑ１．４ 指示灯 ５Ｈ４Ｑ１．５ 人机界面ＭＤ３０４ＡＱＷ０ ２􀆱 ２ ＰＬＣ 端子接线图 ＰＬＣ 及外围设备端子接线图如图 ３ 所示。 ６７１机床与液压第 ４４ 卷 图 ３ ＰＬＣ 及外围设备端子接线图 ２􀆱 ３ 变频器选择 系统中采用的变频器是台达 ＶＦＤ⁃Ｍ 系列变频器， 它可接受多种类型反馈信号， 内置 ＰＩＤ 控制器， 具有 定时开机、 休眠、 一拖 Ｎ、 超压自动停止／ 恢复、 自动 稳压、 自动节能运行等功能， 可实现工频、 变频的自 动切换， 使用方便。 其输出频率范围为 ０􀆱 １０～６ ０００􀆱 ００ Ｈｚ， 功率范围 ０􀆱 ４～１􀆱 ５ ｋＷ （三相 ２３０ Ｖ） ［２］。 ２􀆱 ４ 检测元件选择 选用重庆川仪与德国 ＳＩＥＭＥＮＳ 公司联合生产的 ＰＤＳ４０３１ＧＳ１Ａ１ＤＡ／ Ｇ６０／ Ｇ８１／ Ｕ２３ 冲击油压力、 工作 油压力、 缓冲腔油压力变送器各 １ 个。 ２􀆱 ５ 人机界面的选择 系统采用的人机界面 （ＨＭＩ） 是 Ｋｉｎｃｏ 步科公司 Ｅｖｉｅｗ 的 ＭＤ３０４Ｌ 型文本显示器。 工作人员可通过编 程软件 ＴＰ２００ 在计算机上面制作画面， 修改 ＰＬＣ 内 部寄存器或继电器的数值及状态， 根据控制及显示需 要输入汉字及曲线， 实现控制的便捷和可视化［４］。 ３ 软件系统设计 ３􀆱 １ 控制系统流程图设计 无极变行程锚杆钻机控制系统流程图见图 ４。 图 ４ 无极变行程锚杆钻机控制系统流程图 ３􀆱 ２ ＰＬＣ 程序设计 控制系统的软件设计是整个 ＰＬＣ 电气控制部分 设计的核心， 根据控制要求， 确定控制的操作方式、 应 完成的动作、 必须的保护和连锁以及所有的控制参数。 根据液压锚杆钻机旋转冲击控制系统要求， 结合 ＰＬＣ 的 Ｉ／ Ｏ 地址分配， 编制梯形图。 ＰＬＣ 的编程软件 采用西门子 ＳＴＥＰ ７⁃Ｍｉｃｒｏ／ ＷＩＮ Ｖ４􀆱 ０ ＳＰ８， 共有主程 序和子程序两大部分组成。 其中主程序中主要完成系 统的初始化及手动模式选择和手动状态输出、 组合模 式的选择和定时中断连接等内容。 系统的初始化主要包括 ＰＬＣ 模块及模拟量混合 模块、 人机界面及变频器多段速的初始速度等的参数 初始化； 当初始化结束后进入组合／ 手动模式的选择。 子程序包括手动程序执行 （人机界面显示） 部分、 组合模式程序执行 （人机界面显示） 部分、 压力传 感器 ＰＩＤ 回路表初始化子程序和中断服务子程序。 其中 ＰＩＤ 回路表初始化子程序作用是建立 ＰＩＤ 回路 表， 装入采集模拟量信号的设定值、 回路增益、 积分 时间以及微分时间； 设置时基和中断时间， 并连接中 断事件。 中断服务子程序作用是对采集到的模拟量信 号进行归一化处理； 对 ＰＩＤ 输出数据进行工程量转 换为实际值后输出［１］。 ３􀆱 ３ 人机界面程序设计 人机界面的编程软件采用 ＭＤ２０４Ｌ 专用的组态软 件 ＴＰ２００ Ｖ４􀆱 ８􀆱 ２ＣＮ， 与 ＰＬＣ 编程口直接相连实现通 信。 操作菜单如图 ５ 所示 （其他菜单略） ［４］。 图 ５ 人机界面菜单 （下转第 ２０６ 页） ７７１第 ２ 期王晓瑜 基于 ＰＬＣ、 ＶＶＶＦ 和 ＨＭＩ 的无级变行程锚杆钻机液压驱动控制系统改造 越多元化。 目前 ＰＬＣ 最主流的编程语言还是梯形图 和语句指令表， 但是新的编程语言也不断得到应用。 目前已经有些 ＰＬＣ 可以用 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ 和 Ｃ 语言来编 程。 面向过程的编程语言将是 ＰＬＣ 编程语言未来发 展的一个重要方向［１９］。 ４ 结束语 在工业高度发达的今天， ＰＬＣ 的应用范围越来越 广。 随着工业自动化需求的日益提高， 计算机软硬件 技术和网络技术的不断发展， ＰＬＣ 将会有更广阔的应 用空间。 ４０ 年前， ＰＬＣ 还只具备最简单的开关量逻辑控 制功能， 而今天， ＰＬＣ 早就超出了传统的局限范围。 在工业控制领域中， ＰＬＣ 不仅可以处理复杂的运算， 特殊功能模块也越来越多。 跟 ＰＬＣ 配套的触摸屏、 组态软件、 变频器、 触感器等也在飞速地进步， 工业 控制变得越来越精细， 越来越便捷。 参考文献 ［１］ 张利．基于西门子 ＰＬＣ 技术的污水处理厂控制系统设计 与实现［Ｄ］．西安西安电子科技大学，２０１２． ［２］ 韩庆瑶，王建英，袁兴华．ＰＬＣ 在水处理控制系统中的应 用［Ｊ］．机械设计与制造，２００７（９）１５７－１５８． ［３］ 李青，吴龙．基于 ＰＬＣ 的注塑机液压系统的控制设计 ［Ｊ］．南通大学学报（自然科学版），２０１１（４）２２－２５． ［４］ 刘丹，李纪纲，李志南，等．基于台达 ＰＬＣ 控制的 Ｘ５０２３ 普通立式铣床改造［Ｊ］．河北农业大学学报，２０１３（１） １３０－１３３． ［５］ 刘增环，王利珍，何广祥．加热炉炉温 ＰＬＣ 模糊控制系统 的设计［Ｊ］．自动化与仪表，２０１１（１０）２７－３０． ［６］ ＺＨＥＮＧ Ｓ，ＬＩＵ Ｆ．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｔｅｌｌｉ⁃ ｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｍ］．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｂｅｒｌｉｎ Ｈｅｉｄｅｌ⁃ ｂｅｒｇ，２０１１７４３－７４８． ［７］ 孙承志，熊田忠．基于 ＰＬＣ 两轴运动控制的示教与再现 ［Ｊ］．组合机床与自动化加工技术，２０１０（３）６５－６７． ［８］ ＺＨＡＩ Ｙ，ＸＵ Ｌ，ＹＡＮＧ Ｙ．Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＯＭＲＯＮ Ｍｕｌｔｉ⁃ＰＬＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｕｌｔｉ⁃Ｎｅｔ ［Ｃ］ ／ ／２０１３ Ｆｉｆｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍ⁃ ｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（ＩＣＣＩＳ），２０１３１３１１－ １３１４． ［９］ 褚志勇．应用 ＶＢ／ ＰＬＣ 的采样和数据处理［Ｊ］．工业控制 计算机，２００３（１）４６－４８． ［１０］ 吴涛．ＰＬＣ 与上位机的高速通信实现［Ｊ］．微计算机信 息，２００７（３４）５２－５４． ［１１］ ＶＯＧＥＬ⁃ＨＥＵＳＥＲ Ｂ，ＦＯＬＭＥＲ Ｊ，ＦＲＥＹ Ｇ，ｅｔ ａｌ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｄ⁃ ｅｌ Ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｏｆ Ｔｉｍｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ［Ｃ］ ／ ／ ２０１２ ９ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ⁃ ａｌ Ｍｕｌｔｉ⁃Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｓｉｇｎａｌｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ （ＳＳＤ），２０１２１－５． ［１２］ ＶＯＧＥＬ⁃ＨＥＵＳＥＲ Ｂ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｗｏｏｄ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ［Ｍ］． Ｂｅｒｌｉｎ ＨｅｉｄｅｌｂｅｒｇＳｐｒｉｎｇｅｒ，２００９１０１５ － １０２６． ［１３］ ＤＯＮＧ Ｙ，ＺＨＥＮＧ Ｃ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＰＬＣ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］ ／ ／２０１１ ３ｒｄ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａ⁃ ｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ （ＩＣＣＲＤ），２０１１２２６－２２８． ［１４］ 王一凡，陈锡勇，陈东升，等．ＳＴＭ３２ 嵌入式 ＰＬＣ 在 ＦＡ５０６ 细纱机上的设计与应用［Ｊ］．煤矿开采 ＰＫＵ， ２０１３，１８（６）３１９－３２２． ［１５］ 房怀英，杨建红，吴仕平．基于模糊 ＰＩＤ 控制沥青砂浆 车液压调平系统［Ｊ］．长安大学学报（自然科学版）， ２０１１（１）９８－１０１． ［１６］ 王健强，王长润，孙纯哲，等．多 ＰＬＣ 及多级现场总线在 机器人焊装线中的应用［Ｊ］．上海交通大学学报，２００８ （１１）２０－２４． ［１７］ ＴＨＡＭＲＩＮ Ｎ Ｍ，ＩＳＭＡＩＬ Ｍ Ｍ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ ｆｏｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＬＣ）ｂｙ Ｕ⁃ ｓｉｎｇ ＳＴＥＰＳＴＭＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ［Ｃ］ ／ ／ ２０１１ ＩＥＥＥ Ｉｎ⁃ ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈ⁃ ｎｏｌｏｇｙ（ＩＣＳＥＴ），２０１１１３８－１４２． ［１８］ ＢＲＥＣＨＥＲ Ｃ，ＬＯＨＳＥ Ｗ，ＨＥＲＦＳ Ｗ．Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｅｌ⁃ ｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＰＬＣ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｉｔｈ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌｓ ［Ｃ］ ／ ／２００９ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ（ＩＣＣＡ ２００９），２００９２３９２－２３９７． ［１９］ 胡涛，苏建良，石剑锋．ＰＬＣ 技术与应用及其发展分析 ［Ｊ］．机床与液压，２００５（１２）１３５－１３７． （上接第 １７７ 页） ４ 结束语 介绍了基于 ＰＬＣ、 ＨＭＩ 和 ＶＶＶＦ 的无级变行程锚 杆钻机液压驱动实验控制系统构成及工作原理。 实验 结果表明 ＰＬＣ 将压力传感器采集的反馈液压缸推进 力与系统工作油压， 与优化后的作为设定值的这两个 数值相对比， 能根据模拟的工作介质硬度变化情况， 实时调整冲击器液压缸推进力与系统工作油压， 并使 二者达到最佳匹配， 以此实现冲击器输出冲击能、 频 率及位移的自动连续无级调节和最优匹配， 确保锚杆 钻机在合理的参数匹配的工况下以最大功率工作； 同 时结合人机界面 ＨＭＩ 的应用， 实现系统的状态可视 化和控制智能化。 参考文献 ［１］ 王晓瑜．基于 ＰＬＣ 和 ＨＭＩ 的变频恒压供水系统设计 ［Ｊ］．制造业自动化，２０１１（５）１２０－１２２． ［２］ Ｅｖｉｅｗ ＭＤ３０４Ｌｖ４ 中文使用手册［Ｍ］． ［３］ 西门子公司 Ｓ７⁃２００ 系列 ＰＬＣ 软、硬件手册［Ｍ］． ［４］ 台达 ＶＦＤ⁃Ｍ 系列变频器使用说明书［Ｍ］． ６０２机床与液压第 ４４ 卷