基于PLC的液壓試驗臺自動控制系統(tǒng)的設計

2011年度本科生畢業(yè)論文（設計）基于PLC的液壓試驗臺自動控制系統(tǒng)的設計院一系： 工學院 專業(yè)： 電氣工程及其自動化年級： 2007級 學生姓名： 學號： 導師及職稱： 2011年5月

2011AnnualGraduationThesis(Project)oftheCollegeUndergraduateG傷孝［久G傷孝［久HONGHEUNIVERSITYTheautocontrolsystemdesignofhydraulicteststandbasedonthePLCDepartment:CollegeofengineeringMajor:ElectricalengineeringandautomationGrade:Student'sName:StudentNo.:Tutor:HMay,2011畢業(yè)論文（設計）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設計）是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名：日期：畢業(yè)論文（設計）授權使用說明本論文（設計）作者完全了解紅河學院有關保留、使用畢業(yè)論文（設計）的規(guī)定，學校有權保留論文（設計）并向相關部門送交論文（設計）的電子版和紙質(zhì)版。有權將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允許論文（設計）進入學校圖書館被查閱。學?？梢怨颊撐模ㄔO計）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設計）在解密后適用本規(guī)定。作者簽名： 指導教師簽名：日期： 日期：

畢業(yè)論文（設計）答辯委員會（答辯小組）成員名單姓名職稱單位備注主席（組長）紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）摘要由于傳統(tǒng)的液壓試驗臺采用繼電器等元件作為控制系統(tǒng)的控制元件，存在可靠性、靈活性差等許多缺點，現(xiàn)將通過PLC來實現(xiàn)液壓試驗臺的自動控制系統(tǒng)設計，不但擴大液壓試驗臺的功能范圍，提高了控制系統(tǒng)的柔性，構建了由PLC作為下位機控制現(xiàn)場設備，由PC作為上位機在線監(jiān)控的控制系統(tǒng)，有利于學生在機電液綜合控制等方面的綜合能力，還可以實現(xiàn)機、電、液一體化的完美結合，實現(xiàn)實驗處理的自動化，實時監(jiān)控等。關鍵詞：液壓試驗臺、PLC自動化、控制系統(tǒng)。ABSTRACTBecausethetraditionalhydraulictestrigadoptsrelaysascontrolsystemofelementssuchasthecontrolelementsarepoorreliabilityandflexibility,existencemanyshortcomings,willnowthroughPLCtorealizetheautomaticcontrolsystemofhydraulictestdesign,notonlytoexpandthescopeofhydraulictestfunction,improvethecontrolsystemflexible,constructsbyPLCasthenextplacemachinecontrolfielddevice,bythePCasPCon-linemonitoringandcontrolsystemforstudentsinaspectsofcomprehensivecontrolelectromechanicalliquidcomprehensiveability,stillcanachievemachine,electricity,liquidintegrationperfectunion,realizetheautomation,experimentaltreatmentreal-timemonitoring,etc.Keywords:Hydraulictestrig,PLC,automationandcontrolsystem.目錄第一章前言 錯誤！未定義書簽第二章液壓試驗臺（CQYZ-M/C1 錯誤！未定義書簽概述 錯誤！未定義書簽液壓傳動的發(fā)展及其研究對象 錯誤！未定義書簽液壓試驗臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 錯誤！未定義書簽液壓試驗臺的組成 錯誤！未定義書簽液壓泵站 錯誤！未定義書簽實驗操作臺 錯誤！未定義書簽電氣控制系統(tǒng) 錯誤！未定義書簽液壓試驗臺的設備構成 錯誤！未定義書簽液壓試驗臺的特點 錯誤！未定義書簽液壓試驗臺的技術參數(shù) 錯誤！未定義書簽液壓試驗臺的應用范圍 錯誤！未定義書簽第三章三菱PLC??軟件GXDeveloper-7.08??一錯誤！未定義書簽軟件概述 錯誤！未定義書簽操作簡便 錯誤！未定義書簽能夠用各種方法和可編程控制器CPU1接??錯誤！未定義書簽豐富的調(diào)試功能 錯誤！未定義書簽GXDeveloper的特點 錯誤！未定義書簽軟件適用范圍不同 錯誤！未定義書簽操作運行不同 錯誤！未定義書簽操作界面 錯誤！未定義書簽編寫梯形圖程序 錯誤！未定義書簽軟元件的注釋 錯誤！未定義書簽參數(shù)設定 錯誤！未定義書簽PLC參數(shù)設定 錯誤！未定義書簽遠程密碼設定 錯誤！未定義書簽查找及替換 錯誤！未定義書簽編程元件替換 錯誤！未定義書簽指令替換 錯誤！未定義書簽常開常閉觸點互換 錯誤！未定義書簽在線監(jiān)控與仿真 錯誤！未定義書簽在線監(jiān)控 錯誤！未定義書簽仿真 錯誤！未定義書簽第四章三菱PLC仿真軟件GXSimulator6-C與編程軟件的結合使用錯誤！未定義書簽三菱PLC仿真軟件的簡介 錯誤！未定義書簽。三菱PLCSS?軟件GXDeveloper7.08版與仿真軟件GXSimulator6-C版的結合使用演示 錯誤！未定義書簽。進入編程軟件GXDeveloper7.08 錯誤！未定義書簽。寫入PLC?序并轉(zhuǎn)換 錯誤！未定義書簽。進入仿真軟件GXSimulator6-C 錯誤！未定義書簽。PLC程序仿真運行/PLC程序軟元件測試 ???錯誤！未定義書簽。退出仿真運行/返回寫入模式 錯誤！未定義書簽。保存程序/退出軟件 錯誤！未定義書簽。第五章控制系統(tǒng)的設計 錯誤！未定義書簽。系統(tǒng)仿真的總體方案 錯誤！未定義書簽。控制系統(tǒng)要求分析 錯誤！未定義書簽?？刂葡到y(tǒng)原理圖如下所示：（圖20） 錯誤！未定義書簽?？刂葡到y(tǒng)的PLC接線圖與I/0分配 錯誤！未定義書簽?？刂葡到y(tǒng)的PLC接線圖（圖21） 錯誤！未定義書簽?？刂葡到y(tǒng)的I/O分配表（表3） 錯誤！未定義書簽?？刂葡到y(tǒng)的PLC梯形圖與步進圖 錯誤！未定義書簽。梯形圖如下圖22所示 錯誤！未定義書簽。步進狀態(tài)圖如下圖23所示 錯誤！未定義書簽。PLC的選擇 錯誤！未定義書簽。第六章總結 錯誤！未定義書簽。參考文獻 錯誤！未定義書簽。致謝 錯誤！未定義書簽。紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）圖10(7)順序點選主菜單欄中“變換”一“變換”，將編輯的程序梯形圖變換為PLC可識別的內(nèi)部語言指令；圖11~IN!J■手 斗IF■工F”.工吃％UVa>UiId二―1:F一1，號iMI3i.a-fl?_-ijr -EEflUJ.If倒乂片|￡川建才1山苦1閭。工用工III力總匍圖11(8)PLC程序轉(zhuǎn)換完成；圖12圖12

圖13”程序檢查(MAIN”提示框內(nèi)，檢查內(nèi)容默認為全部選擇，檢查對象默認為選擇“當前的程序作為對象”，點選“執(zhí)行”，如有出錯，則于文本框內(nèi)會顯示出錯的軟元件名稱、出錯步數(shù)、出錯原因說明；圖14圖14進入仿真軟件GXSimulator6-C(1)順序點選主菜單欄中“工具”一“梯形圖邏輯測試起動”；(2)顯示“LADDERLOGICTESTTOO提示框，不要有任何操作干擾(3)軟件自動運行，同時顯示“PLC寫入”提示框，不要有任何操作干擾。(4)軟件啟動完成，“LADDEROGICTESTTOOL提示框內(nèi)變化如圖，“RUN變色為黃色，“運行狀態(tài)”欄選為“RUN,此提示框內(nèi)不要有任何操作。(5)軟件啟動完成，顯示窗口畫面如圖15,軟件運行模式默認為“監(jiān)視模圖15(6)出現(xiàn)的“監(jiān)視狀態(tài)”提示欄顯示PLC處于“RUN狀態(tài)及程序單循環(huán)執(zhí)行周期時間，該提示欄可關閉；圖16圖16PLC程序仿真運行/PLC程序軟元件測試說明：仿真運行環(huán)境下，光標位置顯示藍色全色，處于接通狀態(tài)的輸入觸點、輸出線圈顯示藍色，對時間繼電器T、狀態(tài)寄存器G數(shù)據(jù)寄存器D等軟元件均顯示當前運算數(shù)值(1)順序點選主菜單欄中“在線”一“調(diào)試”一“軟元件測試”；(2)進入“軟元件測試”提示框畫面；“位軟元件”——欄內(nèi)可輸入X\Y\M\C\S等位軟元件；點擊“強制ON接通軟元件觸點或線圈，點擊“強制OFF斷開軟元件觸點或線圈，短促間隔點擊“強制ON/OF膿反”可以近似模擬觸發(fā)點動開關動作；“字軟元件”一一欄內(nèi)可輸入T/D等字軟元件；在“設置值”框內(nèi)輸入模擬設置值，點擊“設置”按鍵開始時間繼電器、數(shù)據(jù)寄存器相關的仿真運算；“執(zhí)行結果”一一欄內(nèi)顯示各類軟元件仿真運行的結果(3)對于不同類型的軟元件觸點的測試中仿真、復位、觸點塊顏色變化列表如下：表2觸點類型仿真動作啟動按鍵模擬狀態(tài)仿真復位按鍵觸點塊顏色常開強制ON接通強制ON/OF啾反白色一藍色常閉強制ON斷開強制ON/OF啾反藍色一白色上升沿脈沖強制ON短促接通強制ON/OF啾反白一藍一白下降沿脈沖強制OFF短促接通強制ON/OF啾反白一藍一白表2退出仿真運行/返回寫入模式(1)順序點選主菜單欄中“工具”一“梯形圖邏輯測試舊結束”；(2)點擊圖示提示框內(nèi)“確定”，結束梯形圖邏輯測試，退出仿真運行；(3)仿真運行退出后，GXDeveloper默認模式為“讀出模式”；(4)如需繼續(xù)修改編輯PLC程序，需由“讀出模式”轉(zhuǎn)為“寫入模式”,鼠標左鍵點擊程序工具條處第3個按鍵轉(zhuǎn)為“寫入模式”；--圖172%F5|F6]#6|F7|F8|F9焉I飛尾R&|哥|剌'圖17保存程序/退出軟件紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）紅河學院本科畢業(yè)論文（設計）35第五章控制系統(tǒng)的設計第五章控制系統(tǒng)的設計36第五章控制系統(tǒng)的設計系統(tǒng)仿真的總體方案利用三菱公司的GXDeveloper、GXSimuloter、GTDesigner2以及GTSimuloter2系列軟件開發(fā)工藝控制系統(tǒng)的流程如圖所示：圖18結束結束圖18控制系統(tǒng)要求分析控制系統(tǒng)的組成：在液壓實驗臺控制系統(tǒng)的設計中，把各種指令信號和檢測液壓缸運動的反饋信號作為PLC的輸入，而PLC輸出的控制信號，控制液壓實驗臺中各個電磁閥的電磁鐵，進而控制液壓油路的流動方向和速度，從而控制液壓缸的往返運動及其速度。在生產(chǎn)現(xiàn)場工作開始后，液壓試驗臺在一個工作循環(huán)中需要依次完成以下順序動作：油缸A左移動、油缸A右移動、第一次泄油、油缸B左移動、油缸B右移動、第二次泄油、（共6個順序動作）。采用PLC實現(xiàn)液壓試驗臺的自動循環(huán)控制，需要在某些動作位置設置位移傳感器或行程開關來檢測動作是否到位，并確定從一個動作轉(zhuǎn)入到下一個動作的條件。根據(jù)液壓系統(tǒng)控制的動作要求，選用2個液壓缸來完成該6個順序動作：移動缸A（原位與A右限）的左移和右移運動，移動缸B左移動和右移動動作。缸A右移動到位后停留3s后,開始第一次泄油，10S后開始向左移動，左移動到位停留5s后，缸B開始右移右移到限3s后開始第二次泄油，10s后向左移，左移到限停留5s,故需分別設置一行程開關SQ1SQ2SQ3SQ4根據(jù)液壓系統(tǒng)的動作過程和要求，繪制出系統(tǒng)的控制功能流程圖，如圖19所示。*：A右移；::A：*：A右移；::A：右限;

■B右移::*B右限!：A泄油亭A左移 j B左移，圖19控制系統(tǒng)原理圖如下所示：（圖20）圖20圖中：TC1和TC2是二位四通電磁閥；TC3是二位二通電磁閥；A和B是油缸；1和3是單向調(diào)速閥；2和4是節(jié)流閥；5是溢流閥；6是壓力表；7是液壓泵。按下啟動按鈕，電磁鐵TC1得電，液壓泵7輸出的壓力油經(jīng)閥左位接入移動缸A的左腔，其活塞向右運動，當缸A右移動到右限位置，壓下行程開關SQ2,缸A停止在下限位,3s后，缸A開始泄油，泵輸出的壓力油經(jīng)過單向閥1、節(jié)流閥2回到油箱，10s后，缸A開始向左移動，當移動到左限位時候，壓下SQ1停留在左限位5s后，電磁閥TC2得電，液壓泵7輸出的壓力油經(jīng)閥左位接入移動缸B的左腔，其活塞向右運動，當移動到右限位置時候，壓下行程開

關SQ4缸B停留在右限位，3s后，缸B開始泄油，泵輸出的壓力油經(jīng)過單向閥3、節(jié)流閥4回到油箱，10s后，缸B開始向左移動，到達左限位時候，壓下行程開關SQ3停留在B左限，至此完成了液壓試驗臺的6個自動控制動作,進入到下個動作循環(huán)?？刂葡到y(tǒng)的PLC接線圖與I/0分配控制系統(tǒng)的PLC接線圖（圖21）工:X0YE 1XIYiX2Y2j5X3 PLC工:X0YE 1XIYiX2Y2j5X3 PLCY3———.X4::Y4X5Y5■九:XfiY6-—COMCOMSB1SB2BB3SQ1SQ2SQ3SQ4KMI.BKI44KM5KM6圖21控制系統(tǒng)的I/O分配表（表3）外接電器輸入外接電器輸出機器內(nèi)其他器件

端子端子停止按鈕SB1X0原點控制接觸器KM1Y0輔助繼電器M10A啟動按鈕SB2X1A右移動控制接觸器KM2Y1定時器T0,T1,B啟動按鈕SB3X2A左移動控制接觸器KM3Y2T2,T3,T4,T5,A右限行程開關SQ2X3B右移動控制接觸器KM4Y3T6A左限行程開關SQ1X4B左移動控制接觸器KM5Y4B右限行程開關SQ4X5A缸泄油控制接觸器KM6Y5B左限行程開關SQ3X6B缸泄油控制接觸器KM7Y6表3控制系統(tǒng)的PLC梯形圖與步進圖梯形圖如下圖22所示-11112X00：］T卜M10M10M10X000(M10M0{5TL(Y000X001T-11112X00：］T卜M10M10M10X000(M10M0{5TL(Y000X001T卜{SE1S20353741TOC\o"1-5"\h\z ：￥005 )353741K100 1甲 )T1|( |SCT$23 ] STLS23 ] 'Y002 )XOOd| [SET S21 ] [STL $24 ]

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