PLC技术在远程电液实验系统的应用

　　引言

　　电液比例控制技术由于其控制简单、维护方便和成本较低等优点,在工业生产中逐步得到了广泛的应用。电液比例控制技术,是针对伺服控制存在的诸如功率损失大、对油液过滤质量要求苛刻等情况,在近30多年迅速发展起来的介于普通断开关控制与伺服控制之间的新型电液控制分支[1]。电液比例控制系统是联系微电子技术与工程功率系统的接口,就其本质而言,乃是电子-液压-机械(E/H/M)放大转换系统,这种转换既可以是电模拟量转换为机械模拟量(EA/MA),也可以是电数字量转换为机械数字量(ED/MD)。电液比例控制实验是流体传动课程的核心实验内容,为解决参与实验的学生人数众多而实验设备有限的突出矛盾和保证实验效果,基于校园网的远程实验系统被提出用以解决以上问题。作为一种新型的远程虚拟实验系统,它实现了/软件即设备0的构想,PLC逻辑可编程技术作为该系统的载体保证了系统的运行效果。

　　1 实验系统

　　1. 1 远程实验系统简介

　　该实验系统采用C/S结构的网络模式,以实验室的主机作为服务器,每个学生寝室为客户端。服务器配备多个摄像头全程监视设备的运行情况并由服务器将这些视频信息传送到客服端。PLC作为服务器的下位机直接驱动实验设备并且负责实验数据的采集,它是服务器与实验设备之间的桥梁,是该系统中的核心设备。图1为电液比例远程实验系统构成框图。

　　1. 2 液压原理设计

　　限压式变量叶片泵的性能测试实验是为使学生加深理解变量叶片泵的工作原理,进一步了解变量叶泵的结构,理解节流量阀的阻尼加载作用。实验的基本步骤是当按下二位三通换向阀的电磁开关,油路切换到换向阀的右位。改变流量阀的开度,逐步加载,从压力表中读出工作压力,从流量计上读出在一段时间内通过的液流体积,再把液流体积除以时间就是流量。改变开度一次就记录一次,作出压力-流量曲线。为实现远程控制和实验数据的采集对传统的实验测试液压系统做出了如下改造:

　　(1)压力表、流量计分别被压力和流量传感器取代;

　　(2)节流阀由比例流量阀取代;

　　(3)原动机和液压泵之间加入转速扭矩传感器。

　　限压式变量叶片泵的性能测试实验液系统经过改造之后的液压原理图如图2。

　　2 实验系统的电气原理设计

　　2. 1 PLC的选型

　　近些年来,随着大规模集成电路技术的迅猛发展,功能更加强大,规模不断扩大,而价格日趋低廉的元、器件不断涌现,促使PLC产品也随之功能大增而成本下降[2]。目前的PLC的应用,已远远超越了早期仅用于开关量控制的局面,PLC已被广泛应用于运动控制、数据处理和通信等工业应用领域。某公司的SIMATICS7-200系列PLC适用于众多的工业控制场合中的检测、监测及自动控制,其出色表现在以下几个方面:1)极高的可靠性;º极丰富的指令集;2)易于掌握;3)便捷的操作;4)丰富的内置集成功能;5)实时特性;6)强劲的通讯功能;7)丰富的扩展模块。