一種插裝式液壓與氣動綜合教學實驗臺控制系統的制作方法

本發明涉及一種插裝式液壓與氣動綜合教學實驗臺控制系統，適用于機械領域。

背景技術：

傳統的教學實驗臺采用的控制技術落后，不能反映液壓氣壓技術與先進的微電子及控制技術的有機結臺等。結合液壓與氣動教學工作的經驗，作者設計了一種新型的可由學生自行設計系統井進行操作的插裝式液壓與氣動綜合教學實驗臺。該實驗臺除了可以進行常規的液壓與氣動基本控制回路實驗外。同時可完成可編程序控制器(PLC)控制實驗，還可進行液壓與氣動回路課程設計，是機電液技術完美結合的典型實驗設備。該實驗臺采用的是低壓系列的優質液壓與氣動元件、快速而可靠的插裝式安裝結構及快速接頭。通過該實驗臺，學生可以根據需要快速搭建成各種手動、電動及程序控制的液壓與氣動回路或液壓與氣動系統，而且還可以獨立地進行實驗設計、安裝、調試、故障排除，控制程序編制等，使學生受到接近于工程實際的綜臺訓練，較好地滿足了當前創新教育和素質教育的要求。

技術實現要素：

本發明提出了一種插裝式液壓與氣動綜合教學實驗臺控制系統，該控制系統提供的繼電器控制方式和PLC控制方式，使學生在掌握傳統的繼電器控制之外，還學習PLC編程控制，具備PLC控制與計算機通訊以及在線測試等實驗能力。其綜合了氣液技術和電氣PLC控制技術，適用電工、機電一體化等專業實訓考核。

本發明所采用的技術方案是：所述實驗臺控制系統包括液壓源壓力控制和電氣控制兩大部分，其中電氣控制分為強電控制系統和弱電控制系統兩部分。考慮到結構的緊湊和強弱電分離，將液壓源壓力控制部分和強電控制部分放置在實驗平臺的下部，弱電控制部分放置在控制臺上部。

所述液壓源壓力控制系統配置有流量控制閥，可根據要求調整所需流量。采用了一個定量葉片泵向系統供油，根據實驗需要通過換向閣、溢流閥或溢流閥可獲得兩種系統最高壓力。

所述控制系統的強電部分主要用于系統控制的電源、接觸器、繼電器、控制面板及接線端子等。主要包括實驗用的電控設備及操縱裝置，如油溫自控及操縱裝置、電擊啟動器、電表以及各種操作按鈕（用于液壓源和氣源驅動電動機起動和停止、事故急停）等。

所述控制系統的弱電控制部分主要為PLC控制。采用PLC控制具有以下優點：（1）具有很好的柔性。實驗項目改變后不改變PLC的硬件設備只需改變應用程序即可；（2）具有高度的可靠性，PLC控制系統沒有機械觸點。只是虛擬的觸點；（3）體積小、質量小，易于裝人實驗臺內部實現機電液一體化；（4）PLC功能完善，具有升關贊和模擬量輸人輸出、邏輯運算、定時、計數、順序控制、人機對話、記錄和顯示等功能，滿足實驗臺拆裝便利的要求。

所述實驗臺選用日本三菱公司的FXIN-32MR型PLC。三菱電機推出的FX1N系列PLC是功能很強大的普及型微型PLC，最多可控制128點，除了可以擴展輸入輸出，還具有模擬魚控制和通訊，鏈接功能等的擴展性。可以方便地控制如實驗臺中用到的比例信號之類的模擬量。

本發明的有益效果是：該控制系統提供的繼電器控制方式和PLC控制方式，使學生在掌握傳統的繼電器控制之外，還學習PLC編程控制，具備PLC控制與計算機通訊以及在線測試等實驗能力。其綜合了氣液技術和電氣PLC控制技術，適用電工、機電一體化等專業實訓考核。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的液壓源壓力控制工作原理圖。

圖2是本發明的PLC控制原理圖。

圖中：1、5、10.油箱；2.過濾器；3.齒輪泵；4.換向閥；6、9.溢流閥；7、8.單向閥。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，實驗臺控制系統包括液壓源壓力控制和電氣控制兩大部分，其中電氣控制分為強電控制系統和弱電控制系統兩部分。考慮到結構的緊湊和強弱電分離，將液壓源壓力控制部分和強電控制部分放置在實驗平臺的下部，弱電控制部分放置在控制臺上部。

液壓源壓力控制系統配置有流量控制閥，可根據要求調整所需流量。采用了一個定量葉片泵3向系統供油，根據實驗需要通過換向閣4、溢流閥6或溢流閥9可獲得兩種系統最高壓力。

控制系統的強電部分主要用于系統控制的電源、接觸器、繼電器、控制面板及接線端子等。主要包括實驗用的電控設備及操縱裝置，如油溫自控及操縱裝置、電擊啟動器、電表以及各種操作按鈕（用于液壓源和氣源驅動電動機起動和停止、事故急停）等。

控制系統的弱電控制部分主要為PLC控制。采用PLC控制具有以下優點：（1）具有很好的柔性。實驗項目改變后不改變PLC的硬件設備只需改變應用程序即可；（2）具有高度的可靠性，PLC控制系統沒有機械觸點。只是虛擬的觸點；（3）體積小、質量小，易于裝人實驗臺內部實現機電液一體化；（4）PLC功能完善，具有升關贊和模擬量輸人輸出、邏輯運算、定時、計數、順序控制、人機對話、記錄和顯示等功能，滿足實驗臺拆裝便利的要求。

如圖2，實驗臺選用日本三菱公司的FXIN-32MR型PLC。三菱電機推出的FX1N系列PLC是功能很強大的普及型微型PLC，最多可控制128點，除了可以擴展輸入輸出，還具有模擬魚控制和通訊，鏈接功能等的擴展性。可以方便地控制如實驗臺中用到的比例信號之類的模擬量。

實驗臺控制系統PLC控制原理圖。輸入點用來接收各按鈕、行程開關、壓力繼電器等的控制信號；輸出點直接控制電磁閥，并帶有發光管指示。其輸人時每兩個輸入為一組：即“X0,X1”，“X2,X3”，“X4,X5”，“X6,X7”四組，分別對應輸出“Y2,Y3”，“Y4,Y5”，“Y6,Y7”，“Y10,Y11”等，且每組的兩個輸出互鎖。通過轉換開關設置PLC運行方式，“運行”為輸人端直接控制。FXIN-32HR在功能上能滿足插裝式液壓與氣動綜合教學實驗臺的控制需要。機器的容量也較為適合.在滿足實驗臺的擂人與輸出控制信號需求之外，還可留一定I/O通道作為液壓泵電動機控制用途及照明電路和儲備用途。