本發(fā)明涉及一種插裝式液壓與氣動(dòng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用的控制技術(shù)落后，不能反映液壓氣壓技術(shù)與先進(jìn)的微電子及控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)臺(tái)等。結(jié)合液壓與氣動(dòng)教學(xué)工作的經(jīng)驗(yàn)，作者設(shè)計(jì)了一種新型的可由學(xué)生自行設(shè)計(jì)系統(tǒng)井進(jìn)行操作的插裝式液壓與氣動(dòng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)除了可以進(jìn)行常規(guī)的液壓與氣動(dòng)基本控制回路實(shí)驗(yàn)外。同時(shí)可完成可編程序控制器(PLC)控制實(shí)驗(yàn)，還可進(jìn)行液壓與氣動(dòng)回路課程設(shè)計(jì)，是機(jī)電液技術(shù)完美結(jié)合的典型實(shí)驗(yàn)設(shè)備。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用的是低壓系列的優(yōu)質(zhì)液壓與氣動(dòng)元件、快速而可靠的插裝式安裝結(jié)構(gòu)及快速接頭。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生可以根據(jù)需要快速搭建成各種手動(dòng)、電動(dòng)及程序控制的液壓與氣動(dòng)回路或液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)，而且還可以獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、故障排除，控制程序編制等，使學(xué)生受到接近于工程實(shí)際的綜臺(tái)訓(xùn)練，較好地滿足了當(dāng)前創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種插裝式液壓與氣動(dòng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)提供的繼電器控制方式和PLC控制方式，使學(xué)生在掌握傳統(tǒng)的繼電器控制之外，還學(xué)習(xí)PLC編程控制，具備PLC控制與計(jì)算機(jī)通訊以及在線測(cè)試等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。其綜合了氣液技術(shù)和電氣PLC控制技術(shù)，適用電工、機(jī)電一體化等專業(yè)實(shí)訓(xùn)考核。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)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(qiáng)電控制系統(tǒng)和弱電控制系統(tǒng)兩部分?？紤]到結(jié)構(gòu)的緊湊和強(qiáng)弱電分離，將液壓源壓力控制部分和強(qiáng)電控制部分放置在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的下部，弱電控制部分放置在控制臺(tái)上部。

所述液壓源壓力控制系統(tǒng)配置有流量控制閥，可根據(jù)要求調(diào)整所需流量。采用了一個(gè)定量葉片泵向系統(tǒng)供油，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要通過(guò)換向閣、溢流閥或溢流閥可獲得兩種系統(tǒng)最高壓力。

所述控制系統(tǒng)的強(qiáng)電部分主要用于系統(tǒng)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(shí)驗(yàn)用的電控設(shè)備及操縱裝置，如油溫自控及操縱裝置、電擊啟動(dòng)器、電表以及各種操作按鈕（用于液壓源和氣源驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止、事故急停）等。

所述控制系統(tǒng)的弱電控制部分主要為PLC控制。采用PLC控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）具有很好的柔性。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改變后不改變PLC的硬件設(shè)備只需改變應(yīng)用程序即可；（2）具有高度的可靠性，PLC控制系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械觸點(diǎn)。只是虛擬的觸點(diǎn)；（3）體積小、質(zhì)量小，易于裝人實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化；（4）PLC功能完善，具有升關(guān)贊和模擬量輸人輸出、邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、人機(jī)對(duì)話、記錄和顯示等功能，滿足實(shí)驗(yàn)臺(tái)拆裝便利的要求。

所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用日本三菱公司的FXIN-32MR型PLC。三菱電機(jī)推出的FX1N系列PLC是功能很強(qiáng)大的普及型微型PLC，最多可控制128點(diǎn)，除了可以擴(kuò)展輸入輸出，還具有模擬魚(yú)控制和通訊，鏈接功能等的擴(kuò)展性。可以方便地控制如實(shí)驗(yàn)臺(tái)中用到的比例信號(hào)之類的模擬量。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)提供的繼電器控制方式和PLC控制方式，使學(xué)生在掌握傳統(tǒng)的繼電器控制之外，還學(xué)習(xí)PLC編程控制，具備PLC控制與計(jì)算機(jī)通訊以及在線測(cè)試等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。其綜合了氣液技術(shù)和電氣PLC控制技術(shù)，適用電工、機(jī)電一體化等專業(yè)實(shí)訓(xùn)考核。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的液壓源壓力控制工作原理圖。

圖2是本發(fā)明的PLC控制原理圖。

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

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)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(qiáng)電控制系統(tǒng)和弱電控制系統(tǒng)兩部分?？紤]到結(jié)構(gòu)的緊湊和強(qiáng)弱電分離，將液壓源壓力控制部分和強(qiáng)電控制部分放置在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的下部，弱電控制部分放置在控制臺(tái)上部。

液壓源壓力控制系統(tǒng)配置有流量控制閥，可根據(jù)要求調(diào)整所需流量。采用了一個(gè)定量葉片泵3向系統(tǒng)供油，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要通過(guò)換向閣4、溢流閥6或溢流閥9可獲得兩種系統(tǒng)最高壓力。

控制系統(tǒng)的強(qiáng)電部分主要用于系統(tǒng)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(shí)驗(yàn)用的電控設(shè)備及操縱裝置，如油溫自控及操縱裝置、電擊啟動(dòng)器、電表以及各種操作按鈕（用于液壓源和氣源驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止、事故急停）等。

控制系統(tǒng)的弱電控制部分主要為PLC控制。采用PLC控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）具有很好的柔性。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改變后不改變PLC的硬件設(shè)備只需改變應(yīng)用程序即可；（2）具有高度的可靠性，PLC控制系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械觸點(diǎn)。只是虛擬的觸點(diǎn)；（3）體積小、質(zhì)量小，易于裝人實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化；（4）PLC功能完善，具有升關(guān)贊和模擬量輸人輸出、邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、人機(jī)對(duì)話、記錄和顯示等功能，滿足實(shí)驗(yàn)臺(tái)拆裝便利的要求。

如圖2，實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用日本三菱公司的FXIN-32MR型PLC。三菱電機(jī)推出的FX1N系列PLC是功能很強(qiáng)大的普及型微型PLC，最多可控制128點(diǎn)，除了可以擴(kuò)展輸入輸出，還具有模擬魚(yú)控制和通訊，鏈接功能等的擴(kuò)展性。可以方便地控制如實(shí)驗(yàn)臺(tái)中用到的比例信號(hào)之類的模擬量。

實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)PLC控制原理圖。輸入點(diǎn)用來(lái)接收各按鈕、行程開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等的控制信號(hào)；輸出點(diǎn)直接控制電磁閥，并帶有發(fā)光管指示。其輸人時(shí)每?jī)蓚€(gè)輸入為一組：即“X0,X1”，“X2,X3”，“X4,X5”，“X6,X7”四組，分別對(duì)應(yīng)輸出“Y2,Y3”，“Y4,Y5”，“Y6,Y7”，“Y10,Y11”等，且每組的兩個(gè)輸出互鎖。通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)置PLC運(yùn)行方式，“運(yùn)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(dòng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制需要。機(jī)器的容量也較為適合.在滿足實(shí)驗(yàn)臺(tái)的擂人與輸出控制信號(hào)需求之外，還可留一定I/O通道作為液壓泵電動(dòng)機(jī)控制用途及照明電路和儲(chǔ)備用途。