QCS014—PLC型液压教学实验台的研制
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摘要
在人类对自然界规律的探索和认识过程中，科学实验是必不可少的一个重要环节，可以说没有实验也就没有现代科学。因而现代液压教学不只是单纯教授学生理论知识，更应加强学生实际动手能力的锻炼。
随着科学技术的发展，液压技术的发展非常迅速，其应用范围也愈来愈广，对它的元件和系统的性能要求也就愈来愈高。现代的液压传动及控制技术发展已经是集传动、控制、检测、计算机一体化的一门完整的自动化技术，其发展逐步趋向数字控制和全自动化。这就要求现代液压教学实验装置能结合现代控制技术的发展，通过实验，学生不仅可以加强对液压理论的理解，而且也掌握了先进的控制技术，达到更好的教学效果。
基于此，本课题运用现在工业控制技术广泛使用的可编程控制器来构成原教学实验台控制系统，并结合工控软件MCGS对实验所需的压力、流量和速度进行采集和控制，自动改变实验回路中的压力或流量，得出实验所需的曲线，实现整个实验台的自动控制。在保留其元件可装拆性的基础上，我们充分利用现有液压实验台的液压元件，对其基本回路进行重新组合，分为调速、压力和多执行元件控制回路三个模块，并编制可编程控制器程序和上位机数据采集程序控制回路动作，重新设计该实验台的电气控制柜，并进行现场接线和安装调试，实现所有教学必须实验回路的自动控制。
该实验台着重学生的能力培养，并给学生留有足够的发挥空间，具有很好的开发柔性和扩展性。该实验台备有一定数目的备用液压元件，同时可编程控制器也留有一定数目的备用开关量，学生可以自己增加元件组成更加接近实际工业应用的回路，并自己编制其控制程序，并动手接线实现该液压回路功能。不仅如此，而且随着液压技术的发展，该实验台可以通过增加可编程控制器的开关量和模拟量扩展模块，并且完善相应的上位机数据采集控制程序，增加相应的控制柜上所需按钮，满足不断发展的液压教学需要。
In man's search and recognize to the natural regulation, science experiment is an important and unnecessary loop, so we can say that no experiment, no up-to-date science. So up-to-date hydraulic teaching is not only to teach the students theory, but also to train their hurtle ability.
With the development of the science and technology, the development of hydraulic technology is also rapid, and its applying range is more and more extensive, so the requirement to the hydraulic instrument is much higher. Up-to-date hydraulic transmission and control has become an automation technology including transmission, control, examination and computer, and its development tends to data control and wholly auto-control. Thus it requires the hydraulic teaching is in step with the up-to-date control technology. By doing experiment, students not only can grasp the hydraulic theory, but also can comprehend the advanced control technology, and it can gain better teaching effect.
This paper apply the programmable logic controller which is widely used in industry in old control system of hydraulic table, and use the industry control software to gain the pressure, flux and speed of the experiment, and control the pressure or flux, and portray the curve of experiment. Based on remaining the dismantling and loading, we make full of the equipped instrument, and fall the whole cycle into three modules: speed-adjusting module, pressure module and multi-execution instrument module. We must compile the related PLC control program and PC control program, and redesign the control cabinet and re-fix the electric cycle. We complete the auto-control of the hydraulic experiment table through the loading and recapitulate debugging.
The experiment table emphasis on improving the students' hurtle ability, and remains enough evolution for students, and have an excellent exploitation and enlargement. The experiment table equips a number of spare instruments, and PLC also have a number of logic element. Students can corporate some spare
instruments to constitute more closely actual industry cycle, and compile the corresponding PLC program, and fix the electric cycle to complete the auto-control of the hydraulic cycle. In addition, with the development of the hydraulic technology, the experiment table may be in step with the developing need of the hydraulic teaching by applying the enlarged module of the PLC and ameliorating the PC control program.
随着科学技术的发展，液压技术的发展非常迅速，其应用范围也愈来愈广，对它的元件和系统的性能要求也就愈来愈高。现代的液压传动及控制技术发展已经是集传动、控制、检测、计算机一体化的一门完整的自动化技术，其发展逐步趋向数字控制和全自动化。这就要求现代液压教学实验装置能结合现代控制技术的发展，通过实验，学生不仅可以加强对液压理论的理解，而且也掌握了先进的控制技术，达到更好的教学效果。
基于此，本课题运用现在工业控制技术广泛使用的可编程控制器来构成原教学实验台控制系统，并结合工控软件MCGS对实验所需的压力、流量和速度进行采集和控制，自动改变实验回路中的压力或流量，得出实验所需的曲线，实现整个实验台的自动控制。在保留其元件可装拆性的基础上，我们充分利用现有液压实验台的液压元件，对其基本回路进行重新组合，分为调速、压力和多执行元件控制回路三个模块，并编制可编程控制器程序和上位机数据采集程序控制回路动作，重新设计该实验台的电气控制柜，并进行现场接线和安装调试，实现所有教学必须实验回路的自动控制。
该实验台着重学生的能力培养，并给学生留有足够的发挥空间，具有很好的开发柔性和扩展性。该实验台备有一定数目的备用液压元件，同时可编程控制器也留有一定数目的备用开关量，学生可以自己增加元件组成更加接近实际工业应用的回路，并自己编制其控制程序，并动手接线实现该液压回路功能。不仅如此，而且随着液压技术的发展，该实验台可以通过增加可编程控制器的开关量和模拟量扩展模块，并且完善相应的上位机数据采集控制程序，增加相应的控制柜上所需按钮，满足不断发展的液压教学需要。
In man's search and recognize to the natural regulation, science experiment is an important and unnecessary loop, so we can say that no experiment, no up-to-date science. So up-to-date hydraulic teaching is not only to teach the students theory, but also to train their hurtle ability.
With the development of the science and technology, the development of hydraulic technology is also rapid, and its applying range is more and more extensive, so the requirement to the hydraulic instrument is much higher. Up-to-date hydraulic transmission and control has become an automation technology including transmission, control, examination and computer, and its development tends to data control and wholly auto-control. Thus it requires the hydraulic teaching is in step with the up-to-date control technology. By doing experiment, students not only can grasp the hydraulic theory, but also can comprehend the advanced control technology, and it can gain better teaching effect.
This paper apply the programmable logic controller which is widely used in industry in old control system of hydraulic table, and use the industry control software to gain the pressure, flux and speed of the experiment, and control the pressure or flux, and portray the curve of experiment. Based on remaining the dismantling and loading, we make full of the equipped instrument, and fall the whole cycle into three modules: speed-adjusting module, pressure module and multi-execution instrument module. We must compile the related PLC control program and PC control program, and redesign the control cabinet and re-fix the electric cycle. We complete the auto-control of the hydraulic experiment table through the loading and recapitulate debugging.
The experiment table emphasis on improving the students' hurtle ability, and remains enough evolution for students, and have an excellent exploitation and enlargement. The experiment table equips a number of spare instruments, and PLC also have a number of logic element. Students can corporate some spare
instruments to constitute more closely actual industry cycle, and compile the corresponding PLC program, and fix the electric cycle to complete the auto-control of the hydraulic cycle. In addition, with the development of the hydraulic technology, the experiment table may be in step with the developing need of the hydraulic teaching by applying the enlarged module of the PLC and ameliorating the PC control program.
引文
[1] 刘金琪．机床电气自动控制．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999．8
[2] 何利民等．电气制图与读图．北京：机械工业出版社，1993．12
[3] 李振安．工厂电气控制技术．重庆：重庆大学出版社，1998．10
[4] 黄一夫．微型计算机控制技术．北京：机械工业出版社，1988．6
[5] 何克忠，李伟．计算机控制系统．北京：清华大学出版社，1998
[6] 殷乾顺等．液压传动系统．人民交通出版社，1989．12
[7] 王春行．液压控制系统．北京：机械工业出版社，1989．6
[8] 林建亚，何存兴．液压元件．北京：机械工业出版社，1988．11
[9] 钟肇新等．可编程控制器入门教程(SIMATIC S7—200)．广州：华南理工大学出版社，1999．5
[10] 汪晓光，孙晓瑛等．可编程控制器原理及应用．北京：机械工业出版社，2002
[11] 陈金华．可编程控制器(PC)应用技术．成都：电子工业出版社，1994．5
[12] 魏志精．可编程控制器应用技术．北京：电子工业出版社，1995．7
[13] 廖晓钟．电力电子技术与电气传动．北京：北京理工大学出版社，2000．1．199～271
[14] 廖晓钟．电气传动与调速系统．北京：中国电力出版社，1998．9．91～144
[15] 陈绍华．机械设备电器控制．广州：华南理工大学出版社，2001．1
[16] SIEMENS公司技术部．SIMATIC S7—200可编程控制器系统手册．SIEMENS公司，1999．3
[17] QCS014可拆式液压回路实验指导书．上海工业大学
[18] 殷学军等．PLC在电子加速器控制系统中的应用．计算机自动测量与控制，2001．4．21～22
[19] 侯守权等．PLC在控制的钢轨电极接触面磨光机开发与应用研究．机床与液压，2000．5．57～58
[20] 杜莉艳．PLC移为寄存器在机床上的应用．电器技术，2001．2．19～20
[21] 张捍东，常守健．PLC在原料除尘系统中的应用．机电工程2，2000．17．23～24
[22] 钱功，刘志兵．开式机械压力机的PLC控制．机电工程2，2000．17．30～32
[23] 冯量华等．PLC与个人计算机间串行通讯及程序设计．机电工程2，2000．17．27～28
[24] 刘美俊．PLC在全自动液压控制系统中的应用．电气传动自动化，2001．4．49～50
[25] 张景林．应用PLC与变频器改造Y7520W螺纹磨床．机床电器，2001．3．24～26
[26] 王英春，秦建华．状态流程图+步进顺序控制器的PLC程序设计方法．机床电器，2001．3．27～28
[27] 贾玉芬．用PLC实现电机点动的误区及修正方法．机床电器，2001．3．23～25
[28] 周敏．PLC在自动焊接设备中的应用．机床电器，2001．3．29～30
[29] 可编程控制器在设备改造中的应用 精密制造与自动化，2001．2．37～38
[30] 耿媚，冯国昌．可编程序控制器在高炉制粉生产线上的应用．电气自动化，2001．4．61～63
[31] 曹建荣．PLC在电梯改造中的应用．电气自动化，2001．4．64～65
[32] 肖麟芬．PLC在滚焊机控制系统中的应用．电气自动化，2001．4．66～67
[33] 马永翔．可编程控制器在应用中的细节问题．电器开关，2001．4．12～14
[34] 廖常初．设备改造中的PLC梯形图设计方法．电工技术杂志，2001．9．53～55
[35] 黄天明．PLC拨码开关组并联输入的软硬件设计．电工技术杂志，2001．9．25～26
[36] 薛庆吉，高有堂．PLC对高压离心风机的控制．电工技术杂志，2001．9．25～26
[37] 姚明仁．PLC在电动机控制系统中的应用．电工技术杂志，2001．9．27～28
[38] 熊辜明．PLC在电镀专用行车控制中的应用．电工技术杂志，2001．9．29～30
[39] 姜万录，朝静一等．PLC在10000KN液压机技术改造中的应用．论文集
[40] 黄艳玲等．可编程控制器在专用液压机中的应用．黑龙江自动化技术与应用，1999．1．
[41] 葛耀峥，陶国良．PLC在软体家具试验机气动控制系统中的应用．机床与液压，2000．5．118～120
[42] 莫瑞东，薛安华．数控高速精密油压机的电气控制系统．机电工程技术，2001．7．43～45
[43] 李洪毅．可编程控制机械手在喷砂工序中的应用．机电工程技术，2001．7．74～75
[44] 吴琪．基于PC和Windows95的数控系统设计．机电一体化，2000．4．51～52
[45] 王莜珍，李景福．PLC在卡盘多刀半自动车床中的应用．机床与液压，2001．5．139～140
[46] 云忠，张材．PLC与PC机串行通讯功能的实现．机械与电子，2001．5．62～63
[47] 朱云波．PLC在粉体自动称量设备中的应用．机械与电子，2001．5．64～65
[48] 施江肖，倪敬．应用PLC和变频器改进塔吊性能．机电工程双月刊，2001．5．135～136
[49] 潘李华．PLC在旧磨床改造中的应用．电气时代，2001．9．39～40
[50] 廖仲虎．PLC组成的机加工自动控制系统．电气时代，2001．9．41～42
[51] 陈跃勇，吴琰明．PLC在加氯机远程控制中的应用．电机电器技术，2001．5．33～34
[52] 陈传好．PLC在废水处理控制系统中的应用．电机电器技术，2001．5．36～38
[53] 侯小军．PLC在鞋底机上的应用．电器技术，2001．2
[54] 潘小玲．松下PLC在列车空调集散控制中的应用．电器技术，2001．2
[55] 叶汉民．双金属锯带生产线中的PLC控制技术．电气传动自动化，2001．4．30～32
[56] 杨伟新，吴爱梅等．PLC控制的智能化柴油发电机组．电气传动自动化，2001．4．46～47
[57] 张赵生，赵超等．可编程控制器实用技术．北京：中国铁道出版社，1997
[58] 张云生．实时控制系统软件设计原理及应用．北京：国防工业出版社，1998
[59] 陈季琪．微机在测控领域的应用．北京：机械工业出版社，2000
[60] 黄军，熊勇等．Delphi串口通信编程．北京：人民邮电出版社，2001．8
[61] 邵钟武，柴勤忠等．数据采集系统．山东：石油大学出版社，1998．4
[62] 王春香，翁新华等．基于VB的远程监控系统设计．计算机应用研究，2002．9．110～111
[63] 赵红，何赞．运用Delphi图表实现油料动态监控．现代电子工程，2002．2．70～73
[64] 王珣，叶蓓华．应用指针实现PLC与上位机的柔性通讯．电气自动化，2002．3．65～66
[65] 张亚刚，严新忠．利用VB6.0实现PC机与PLC的串行通讯．计算机自动测量与控制，2001．9．100～112
[66] 魏庆勇，陈久康等．VC环境下PLC与上位机见串行通讯程序设计．计算机自动测量与控制，2001．9．112～114
[67] 郁有文，常健．传感器原理及工程应用．西安：西安电子科技大学出版社，2001．3
[68] 雷霖．微机自动检测．成都：电子科技大学出版社，1998． 1
[69] http://acc.com.cn/
[70] http://www.control.com.cn/
[71] http://www.shcent.com/
[72] http://www.fourstar-dy.com/
[73] http://www.mcgs.com.cn/
[74] http://www.sunnytech.com.cn/
[75] http://mcgs.diy.163． com/
[76] Bailin SC. Object-oriented Analysis. Encyclopedia of Software Engineering. NY:John Wiley%Sons, 1994． 740-756
[77] M.Okyay Kaynak. The age of Mechatronics, 1996． 1:1-3
[78] Winston P H. Aritificial Intelligence.(Third Edition). Addison-Westey. 1992
[79] Hinrich Schutze. Automatic word sense discrimination. Computational Linguistics, 1998． 24(1) :97-1248
[80] U M Fayyad, G Piatetsky-Shapiro, P Smyth. From data mining to knowledge discovery and Data Mining,AAAI/Mit Press,Menlo Park,CA,1996． 1-34
[81] MARK HIGHAM AND GERT ROHRMANN. What does the future for the PLCS and SCADA. CONTROL & INSTRUMENTATION, JAN.1996
[82] DAVID ROBINSON. PLCS are acquiring many of the features of PCS, and are posing a serious challenge to DCSS. CONTROL & INSTRUMENTATION, JAN.1996
[83] S Deerwester.S Dumais,G Furnas, T Landauer, and R Harshman. Indexing by latent semantic analysis. Journal of the American society for information science. 1990． 41(6) :391-407
[84] Fayyad V,er al. Automated Analysis and Expanation of image Database:Result, Process, and Challenges. Journal of intelligent Information Systems, 1995． 4:7-25
[85] U Fayyad .G Piatetsky-Shapiro. Advanced in Knowledge Discover and Data Mining(Eds). AAAIPress and The MIT Press, 1996． 1-5
[2] 何利民等．电气制图与读图．北京：机械工业出版社，1993．12
[3] 李振安．工厂电气控制技术．重庆：重庆大学出版社，1998．10
[4] 黄一夫．微型计算机控制技术．北京：机械工业出版社，1988．6
[5] 何克忠，李伟．计算机控制系统．北京：清华大学出版社，1998
[6] 殷乾顺等．液压传动系统．人民交通出版社，1989．12
[7] 王春行．液压控制系统．北京：机械工业出版社，1989．6
[8] 林建亚，何存兴．液压元件．北京：机械工业出版社，1988．11
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[13] 廖晓钟．电力电子技术与电气传动．北京：北京理工大学出版社，2000．1．199～271
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[18] 殷学军等．PLC在电子加速器控制系统中的应用．计算机自动测量与控制，2001．4．21～22
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[79] Hinrich Schutze. Automatic word sense discrimination. Computational Linguistics, 1998． 24(1) :97-1248
[80] U M Fayyad, G Piatetsky-Shapiro, P Smyth. From data mining to knowledge discovery and Data Mining,AAAI/Mit Press,Menlo Park,CA,1996． 1-34
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