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產品知識

液壓試驗臺PLC控制系統設計

2019-12-28

1.1 概述

液壓傳動技術是機電一體化技術的重要組成部分，而且液壓傳動相對于機械傳動來說是一門新技術，隨著流體力學、自動控制、計算機等技術的不斷發展，液壓傳動技術已經發展成為包括傳動、控制、檢測技術、機電一體化的一門完整的自動化技術，并且在工業生產、設備控制等方面都得到了廣泛應用。液壓實驗臺是生產和開發液壓元件和液壓系統的重要實驗設備。傳統的液壓實驗臺內容固定、控制方式單一。

隨著液壓技術和現代控制技術的發展，傳統液壓實驗臺的缺陷愈來愈明顯，已不能很好地適應生產和研究的需要。為了可以更好的適應教學的發展，增強學生解決實際問題的能力，以及滿足現代科研的需求，在傳統液壓試驗臺的基礎上，加入PLC先進控制技術，構建了由PLC作為下位機控制現場設備，由PC作為上位機在線監控的控制系統，可以實現機、電、液、計算機的完美結合，實現實驗處理的自動化，實時監控等。采用了由PLC控制技術來控制液壓試驗臺的自動控制響應快、智能化，學生不僅可以根據需求搭建各種液壓回路或液壓系統，還可以獨立的進行液壓設計、安裝、調試、編寫PLC程序、等，有利于提高學生在機電液計算機綜合控制等方面的綜合能力。

1.2液壓傳動的發展及其研究對象

液壓傳動技術的發展，可追溯到17世紀帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，開始奠定了流體靜壓傳動的理論基礎。從18世紀末英國制成了世界上第一臺水壓機算起，已經有近300年的歷史，但真正的發展只是在第二次世界大戰后，液壓技術由軍用工業迅速轉向民用工業，而我國的液壓工業只經過40余年的發展，就已經形成門類齊全、有一定的技術水平并初具規模的生產科研體系，其生產的液壓產品廣泛應用于工業、農業和國防等各個部門。

近20年來，我國液壓工業通過引進先進技術，科研攻關，產品應用技術飛快發展，設計生產了許多新型的液壓元件。此外通過計算機輔助技術（Computer Aided Design，簡稱CAD）、計算機輔助測試（Computer Aided Translation，簡稱CAT）、污染控制、故障診斷、機電一體化等方面研究成果的應用，液壓技術水平得到很大的提高。當前液壓技術正向著高效率、高精度、高性能等方向發展；液壓元件向著體積小、重量輕、微型化和集成化、易維護的方向發展。因此急需加速人才培養和技術創新，使我國液壓工業盡早達到世界先進水平。

液壓傳動技術的發展旨在研究液壓系統各類元件結構、作用、工作原理、應用方法，以及組成液壓系統的特點。人們經過理論與實踐的有機結合，能夠很快的掌控液壓傳動設備的安裝、調試、維護及操作。

1.3液壓試驗臺的國內外研究現狀

隨著液壓技術、控制理論、微型計算機、測量測試技術、教學信息處理、可靠性技術的發展，新的液壓試驗臺已朝著高速、高效、智能化、多功能化、多樣化的液壓計算機輔助測試（CAT）方向發展，早期按照“傳感器+模擬二次儀表”的模式組成液壓設備試驗系統已停產或停止使用，基于虛擬儀器技術的液壓CAT系統廣泛應用于新的液壓試驗臺制造及應用。采用的計算方法有平均值濾波法、中值濾波法、自適應濾波法、新型PID算法等。采用有VB6等應用軟件開發液壓CAT實驗軟件。由于原有設備的陳舊或故障面積太大，僅發現用MCS-51單片機技術對舊式液壓實驗臺重新開發與利用，因此，很少發現采用液壓計算機輔助測試（CAT）對舊式液壓試驗臺重新開發與利用，對舊式液壓試驗臺重新開發與利用有一定的推廣應用價值。

1.4課題來源與研究意義

本課題是在QCS-014液壓實驗臺基礎上完成電氣控制系統的研究，使其成為由PLC控制，并能將液壓系統工作過程中的壓力、流量變化數據和各電器狀態信號經單片機組成的數據采集系統(下位機)轉換后傳送給上位PC機，PC機通過編好的相應的操作界面對各個實驗過程進行實時仿真與數據處理，形成控制手段先進、實驗條件優良、基于虛擬儀器的完成數據采集處理的新型實驗設備。該系統在滿足系統功能的條件下，價格低廉、操作方便，滿足開設設計性、創新性實驗的需要，有利于學生實踐能力和創新能力的培養，并為科研工作創造良好的實驗條件。

1.5 主要研究工作

本課題主要研究的內容是進行液壓試驗臺的PLC電氣控制系統設計，流量信號、電器狀態反饋信號等試驗數據的采集系統。主要內容如下：

（1）PLC 電氣控制系統的設計。

（2）液壓試驗臺PLC控制系統實驗。


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