基于PLC的博世力士乐液压实验台的改造及应用.pdf

1 5 0 机床与液压 第 4 1卷 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 液 压 元 件 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 电 器模 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 实验台改造方案 2 ． 1 基 本原 则 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 P L C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 P L C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 导入 1 P L C导入 P L C的选 型。选 用 欧姆 龙 C P 1 H - X A型 P L C，该 型号 P L C使用 直流 2 4 V电源 ，有 2 4点 数 字量输 入／ 1 6点数字量输 出 ，并 内置 4路模 拟量输 入／ 2路模 拟 量输 出。 P L C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 P L C固定支架和扩展插槽面 板 ，在 P L C右侧 提供 了对应 的数字 量和 模拟 量输 入 输 出插槽 ，整个 P L C模 块安装 在实 验 网格架 上端 的 电器模块安装架中。 图 2 P L C及扩展 I ／ O插槽实 物图 P L C与计算机的通信。通过 U S B电缆连接 P L C 上的 R S 2 3 2通信接 口与计算机上 的 U S B串行接 口， 同时在 计 算 机上 安 装 欧姆 龙 P L C编 程 软件 C X - p r o g r a m m e r 及 U S B驱动程序后 ，就可 以在计算机上进 行 P L C程序 的编写修改和下 载运行 。 2 触摸屏导入 触摸屏 的选 型。采用 e V i e w MT 5 0 6 S触摸 屏 ，显 示器为 5 ． 6 ” 2 5 6色 T F T L C D，输入 电压 为 2 4 V，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 P L C与计算机 之间 的实验 台实 验 网格架 上 ，2 4 V 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 P C [ R S 一 2 3 2 ] 口通过 M T 5 一 P C电缆线连接 到计算 机的 串口上 ， 并且需要在 E a s y Ma n a g e r 综合 管理软件上设 置相应 的 串口地址 ，通过 E a s y B u i l d e r 5 0 0软件进行触摸屏界面 的设计和编辑 。 触摸屏 与 P L C的 通信 。采 用 R S 4 8 5通 讯 方式 ， 通过 P L C上 的 R S 4 2 2 A ／ 4 8 5端 口 与 触 摸 屏 背 后 的 P L C R S 4 8 5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 9 6 0 0；数据 位 7位 ；停止位 1 位 ；校验方式偶校验 ；P L C站号 地址 为 0。 2 ． 3 实验 区域重新划分和回路搭建 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 P L C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 P L C模 块和 触摸 屏 ， 可 自主选择元件搭建并运行各类回路。 3 应 用 实例 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 P L C控制 、比例 第 2 0期 王佳庆 等 基于 P L C的博世力士乐液压实验台的改造及应用 1 5 1 阀的 P L C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 ． 1 特定液压设备模拟 回路 固接应 用区 液压折 弯机 侧 折 弯 缸 下 折 弯 缸 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 。 压紧缸B 5 B 6 淘 高 图 3 液压折弯机液压回路及工作循环图 根据控制要求 ，如 图4所示 ，使用 P L C的输 安装于三个液压缸活塞杆头部上端起始位置和终点位 入端口0 ． O 0～ 0 ． O 1 接收启动按钮和停止按钮发 出的 置 的六个 电感 式传 感 器 发 出 的信号 ；输 出端 口 信号，0 ． 0 2～0 ． 0 3接收手／ 自动切换、单周／ 连续切 1 0 0 ． 0 0～1 0 0 ． 0 1分 别控 制两个指示灯，1 0 1 ．0 0一 换按键 发 出 的信 号 ，0 ． 0 4～ 0 ． 0 9接 收压 紧 、折 弯 、 1 0 1 ． 0 4分别控制 Y 1 ． A、Y 1 ． B 、Y 2 ． A、Y 2 ． B 、Y 3五 折退等六个点动按钮发出的信号，1 ． O 0～1 ． 0 5接收 个线圈通电或断电。 午 。B 。B2 ．B3 ．B4 B 5 B 6 CoM 0 ． 00 0 ． 01 0 ． 02 0 ． 03 0． 0 4 0 ． 05 0 ． 06 0 ． 07 0． 0 80 ． 09 COM 1 ． 00 1 ． 0l 1 ． 0 2 I ． 0 3 1 ． 04 1 ． O5 CP1 H XA4 0 DT CoM l 00 ． 0 0 1 0 0． 0l 1 01 ． 00 101 ． 01 1 01 ． 02 1 01 ． 0 31 01 ． 04 v丰 Ⅵ半 1．车 2．串 车 图4 液压折弯机 P L C外部接线图 3 ． 2 液 压 回 路 的 P L C控 制 系列自主 组 装 区 搅拌装置 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 、P L C外部 接线 和动作顺序如 图 5所示 。 根据 控制要求，使用 P L C的输入端 口0 ． 0 1～ 0 ． 0 2接收启 动按 钮 和停 止按 钮发 出的信 号 ，0 ． 0 3 0 ． 0 4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 1 0 0 ． O 0 ～1 0 0 ． 0 2 分别 控制 Y 1 ． a 、Y 1 ． b 、Y 2这 3 个线圈通 电或断 电。 1 5 2 机 床与液压 第 4 1 卷 电磁铁 动作 Y1 ． a Y1 ． b Y2 转动1 5 _ 下降， 延 时5 0 上升， 延时1 0● CPl H- XA4 0 DT S Bl r p Yl 厂 _ ] 0 ． 0 1 1 0 0 ． 0 0 _ _ 1广一 _ O ．O 2 l O O ． O l 厂 _ ] Y2 I 兰广 0 ．0 3 1 0 0 ． 0 2 卜 0．04 卜_L C o M C O M 图5 搅拌装置回路图及电磁铁动作顺序表 3 ． 3 比例 阀的 P L C控制 系列 自主组装 区 比例 换 向 阀速 度控 制 回路 如图 6所示 ，要求采用 P L C和比例换 向阀控制 液压缸按照 “ 快进一工进一快退”的顺序动作。 1 使用 比例 阀指定值设定模块进行 速度控制 如 图 7 所示 ，使用 P L C的输入端 口 0 ． 0 0接收启 动按钮发出的信号，0 ． 0 1～0 ． 0 2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1 0 0 ． 0 0～ 1 0 0 ． 0 2分别 控制 K 1～ I 3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 。 B2 o 图 6 比例换向阀速度控制回路 CPl H XA4 0DT Kl厂 _ ] 0 ． 0 0 1 0 0 ．O 0 _ _]广一 厂 - ] l兰『 一 0 ．0 1 1 0 0 ．0 1 1 ．__ J 0 ． 0 2 l 0 0 ．0 2 厂 _ ] U 24V ．I 卜 _ L C o M C o M 1 r 一 图7 电气模块和 P L C外部接线图 第 2 O期 王佳庆 等 基于 P L C的博世力士乐液压实验台的改造及应用 。1 5 3 2 采用 P L C模拟量输 出进行速度控制 如图8 ，模拟量输 出端 口V O U T 0输出电压值到 放大器 连接 板 D 口，C O M 0 口连接 放 大器 连 接 板 E 口。在 C X ． P软件 中须 设置 内建 A D ／ D A，分 辨 率 为 1 ／ 6 0 0 0 ，使用 D A 0 C H，范围为 一1 0～l 0 V，可以根 据不同的输入信号，通过 MO V指令对模拟量输出地 址 2 1 0传送不同的输出值从而输出不同的电压给比例 阀 。 f 、 p1 H ． XA40nT 图 8 P L C与电器模块接线图 4结束语 液压实验室原有 的 6台液压 实验 台的 1 2个 实验 工位被 重新 划 分为 5个 固接应 用 区和 7个 自主组 装 区 ，既可做单独 的液压技术 、P L C或触摸屏技术 的实 验 ，也可 以进行机 电液 技术 的综 合教 学培训 和拓展 。 改造过后的液压实验台经过半年的教学培训使用，得 到 了学员 的一致好评 ，这样 的改造方式不仅扩充和完 善了原有液压实验台的功能，大大增加了实验方案的 灵活性，也可以进一步提高学员在机电一体化技术方 面 的综合应用能力 。 参考文献 【 1 】 王守城 ， 段俊勇． 液压系统 P L C控制实例精解 [ M] ． 北 京 中国 电力 出版社 ， 2 0 1 1 ． 【 2 】博世力士乐 D S 4液压培训系统操作手册[ M] ． 博世力 士乐有 限公 司 ， 2 0 0 6 ． 【 3 】 朱永刚， 李应峰， 张静． 基于 P L C的 P Q液压实验台改造 [ J ] ． 煤矿机械， 2 0 1 1 9 1 7 61 7 7 ． 【 4 】欧姆龙 P L C C P 1 H操作手册[ M] ． 欧姆龙 自动化有限公 司 ， 2 0 0 7 ． 【 5 】 E a s y B u i l d e r 5 0 0中文使用手册[ M] ． 深圳人机电子有限 公 司 ， 2 0 0 5 ． 【 6 】王广怀． 液压技术应用[ M] ． 哈尔滨 哈尔滨工业大学出 版社 ， 2 0 0 1 ． 【 7 】廖映华， 张 良栋， 符纯华， 等． Q C S 0 1 4 液压实验 台利旧 改造 [ J ] ． 液压与气动 ， 2 0 1 0 8 8 08 2 ． 【 8 】博世力士乐比例阀技术项目手册[ M] ． 博世力士乐有限 公 司 ， 2 0 0 6 ． P T C A S I A 2 0 1 3 ／ C o m V a c A S I A 2 0 1 3彰显影响力 2 0 1 3亚洲国际动力传动与控制技术展览会 P T C A S I A于 1 0月 2 83 1日在上海新国际博览中心扩容亮相。作为 亚洲第一、全球第二大动力传动与控制技术展览会 ，P T C AS I A 2 0 1 3 全方位超越往届，站在领域高点，进一步彰显影响 力。展会以横跨 1 0个展馆、l O万平方米的创纪录规模亮相。展商总数超过 1 6 5 0家，国内外领先企业悉数到场。 名企抢 发新品 ，争做行业焦点 。展商逐年 增大的投 入力度是展会 影响力 的最好证 明。今年 ，包括 S E W 、西 门子 、 诺德、博世力士乐、哈威、西德福等在内的各大企业不约而同把 P T C A S I A作为抢发新品的平台。 各大板块持续增长，展商阵容豪华。今年上半年，我国工程机械行业延续了去年的低迷状态，但这并没有影响企 业寻求转机的信心，增大对 P T C A S I A的投入成为行业的共同举措。今年展会的机械传动和流体传动两大板块持续增 长，展商阵容堪称豪华，板块内涵也不断完善。P T C A S I A 2 0 1 3中的高新技术展区，将成为本届展会的最大亮点。 C o m V a c A S I A全新 亮相 。原 有三 大板块 之一 的压 缩空气 今年 将全 面升级 为 2 0 1 3上海 国际压 缩机及 设备展 览会 C o m V a c A S I A ，并成为汉诺威 工业博览会空压及真空技术展的全球 系列 展。这一举措 不但肯定 了压缩 空气及真 空技 术 日益上升的行业地位 ，同时进一步完善了公司的贸易展会类别。 立足用户行业，打造高效展会。为了使展会价值最大化，P T C A S I A主办方在国家政策和行业趋势的引导下，精准 定位机床铸造、汽车制造、石油机械、塑料工业、食品工业五大应用行业 ，打造了一系列团体参观、技术论坛、采购 洽谈、买家配对等活动，为展商和观众提供多样化的深度交流平台，使双方能够更好地明确相互间需求 ，拓展商贸合 作可能性。 展会前后和现场的各种资讯、论坛活动还将通过A P P、官方微信、官方微博等多种新媒体交互工具推送到用户手 中，加强宣传的同时，也进一步保障展会的高效性。用户更可通过 P T C A S I A官方 A P P应用程序预定多项展会服务， 查看展位图、展商和展品，定制 自己的 “ P T C之旅” 。 内容来源智能交通网