液压实验台的二次开发探析

　　工程机械是一种技术含量比较高的复杂机械产品。 近年来， 国内外工程机械进入了一个新的发展时期， 工程机械科技领域以电子、 信息技术为先导， 在计算机故障诊断与监控、 精确定位与作业、 发动机燃料控制和人机工程学等方面进行大量的研究， 开发出与各种工程机械相匹配的软、 硬件控制系统， 使工程机械产品朝着信息化、 智能化方向快速发展。

　　根据广东交通职业技术学院工程机械运用与维护专业人才培养方案的课程设置， 结合 《工程机械液压技术》、 《工程机械电液控制技术》、《工程机械液压系统故障诊断与维修》、 《单片机原理》 课程标准对普通液压实验台进行二次开发，采用通用的液压油缸元件、 液压阀元件、 液压电磁阀元件及液压管连接元件和新颖的模块化设计，构成插接方便的系统组合， 电器控制系统采用西门子 PLC 可编程控制器作为核心控制单元。 可组合扩展完成 11 大项液压组合回路实训， 通过配备计算机可实现学生编程进行液压系统控制的功能。

　　1工程机械电液控制实验台核心模块设计

　　1.1 PLC硬件

　　PLC硬件选用西门子 S7-300， S7-300 属于模块式 PLC， 主要由机架、 CPU 模块、 信号模块、通信处理器、 电源模块和编程设备组成。 在本机控 制 系 统 的 PLC 硬 件 配 置 中 ， 电 源 选 用PS3075A 电源模块 ， CPU 选用标准型 315-2DP。数字量输入模板选用 SM331AI8×12 位， 模拟量输出模板选用 SM332AO4×16 位。

　　1.2人机界面

　　操作界面上配置触摸屏。 选用 5.7″的 LCD显示屏， 具有操作简单， 显示直观的特点， 可直接触动屏幕进行操作。 触摸屏内置通用端口， 可通过串行通讯电缆直接与计算机及其它含有RS-232C 端口的设备相连。

　　1.3软件设计

　　用户通过实验台上配置的电脑写好程序并下载到 PLC 后， 一旦开机运行， PLC 就循环执行用户程序。 OB1 是用于循环处理的组织块 (主程序)， 它可以调用别的逻辑块， 或被中断程序(组织块) 中断。 在起动完成后 ， 不断地循环调用 OB1， 在 OB1 中可以调用其它逻辑块 (FB,SFB,FC 或 SFC)。 在循环程序处理过程中， CPU并不直接访问 I/O 模块中的输入地址区和输出地址区， 而是访问 CPU 内部的输入 / 输出过程映像区， 批量输入、 批量输出。

　　1.4通信程序设计

　　1.4.1 PLC通信方式

　　S7-300CPU 上的通信口是与 RS 一 485 兼容的 9 针 D 型连接器， PLC 还提供了实现 RS 一485 与 PC 机上 RS 一 232C 相连接的 PC/PPI 电缆， 利用它可以方便地实现 S7-300 系列 PLC 与PC 之间的硬件连接。

　　首先， PLC 通过 Al、 DI 模块获取实验台的模拟量数据与开关量状态。 模拟量数据包括管路压力、 电磁阀内部压力、 流速等， 开关量包括电磁阀开关状态、 线路开关状态等， 然后把获取的信息按照与上位机约定的格式存放在特定数据块内。接着， PLC 读取上位机传输来的串口输人缓冲区中的数据， 对数据进行判断， 确定相应指令状态。然后分别跳转到相应的状态处理功能块去执行。