基于PLC的液壓試驗臺自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

2011年度本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）基于PLC的液壓試驗臺自動控制系統(tǒng)的設(shè)計院一系： 工學(xué)院 專業(yè)： 電氣工程及其自動化年級： 2007級 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 導(dǎo)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(shè)計）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)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(shè)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(shè)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(shè)計）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計）作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計）進入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期： 日期：

畢業(yè)論文（設(shè)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(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)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(shè)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(gòu)建了由PLC作為下位機控制現(xiàn)場設(shè)備，由PC作為上位機在線監(jiān)控的控制系統(tǒng)，有利于學(xué)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(jié)合，實現(xiàn)實驗處理的自動化，實時監(jiān)控等。關(guān)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(shè)備構(gòu)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(shù)參數(shù) 錯誤！未定義書簽液壓試驗臺的應(yīng)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?zāi)軌蛴酶鞣N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(shè)定 錯誤！未定義書簽PLC參數(shù)設(shè)定 錯誤！未定義書簽遠程密碼設(shè)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(jié)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(jié)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(shè)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?？刂葡到y(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。控制系統(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(jié) 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(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)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(guān)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(guān)動作；“字軟元件”一一欄內(nèi)可輸入T/D等字軟元件；在“設(shè)置值”框內(nèi)輸入模擬設(shè)置值，點擊“設(shè)置”按鍵開始時間繼電器、數(shù)據(jù)寄存器相關(guān)的仿真運算；“執(zhí)行結(jié)果”一一欄內(nèi)顯示各類軟元件仿真運行的結(jié)果(3)對于不同類型的軟元件觸點的測試中仿真、復(fù)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(fù)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(jié)束”；(2)點擊圖示提示框內(nèi)“確定”，結(jié)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(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）35第五章控制系統(tǒng)的設(shè)計第五章控制系統(tǒng)的設(shè)計36第五章控制系統(tǒng)的設(shè)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(jié)束結(jié)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(shè)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(shè)置位移傳感器或行程開關(guān)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(shè)置一行程開關(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)SQ2X3B右移動控制接觸器KM4Y3T6A左限行程開關(guān)SQ1X4B左移動控制接觸器KM5Y4B右限行程開關(guān)SQ4X5A缸泄油控制接觸器KM6Y5B左限行程開關(guān)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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