一种插装式液压与气动综合教学实验台控制系统的制作方法

本发明涉及一种插装式液压与气动综合教学实验台控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

传统的教学实验台采用的控制技术落后，不能反映液压气压技术与先进的微电子及控制技术的有机结台等。结合液压与气动教学工作的经验，作者设计了一种新型的可由学生自行设计系统井进行操作的插装式液压与气动综合教学实验台。该实验台除了可以进行常规的液压与气动基本控制回路实验外。同时可完成可编程序控制器(PLC)控制实验，还可进行液压与气动回路课程设计，是机电液技术完美结合的典型实验设备。该实验台采用的是低压系列的优质液压与气动元件、快速而可靠的插装式安装结构及快速接头。通过该实验台，学生可以根据需要快速搭建成各种手动、电动及程序控制的液压与气动回路或液压与气动系统，而且还可以独立地进行实验设计、安装、调试、故障排除，控制程序编制等，使学生受到接近于工程实际的综台训练，较好地满足了当前创新教育和素质教育的要求。

技术实现要素：

本发明提出了一种插装式液压与气动综合教学实验台控制系统，该控制系统提供的继电器控制方式和PLC控制方式，使学生在掌握传统的继电器控制之外，还学习PLC编程控制，具备PLC控制与计算机通讯以及在线测试等实验能力。其综合了气液技术和电气PLC控制技术，适用电工、机电一体化等专业实训考核。

本发明所采用的技术方案是：所述实验台控制系统包括液压源压力控制和电气控制两大部分，其中电气控制分为强电控制系统和弱电控制系统两部分。考虑到结构的紧凑和强弱电分离，将液压源压力控制部分和强电控制部分放置在实验平台的下部，弱电控制部分放置在控制台上部。

所述液压源压力控制系统配置有流量控制阀，可根据要求调整所需流量。采用了一个定量叶片泵向系统供油，根据实验需要通过换向阁、溢流阀或溢流阀可获得两种系统最高压力。

所述控制系统的强电部分主要用于系统控制的电源、接触器、继电器、控制面板及接线端子等。主要包括实验用的电控设备及操纵装置，如油温自控及操纵装置、电击启动器、电表以及各种操作按钮（用于液压源和气源驱动电动机起动和停止、事故急停）等。

所述控制系统的弱电控制部分主要为PLC控制。采用PLC控制具有以下优点：（1）具有很好的柔性。实验项目改变后不改变PLC的硬件设备只需改变应用程序即可；（2）具有高度的可靠性，PLC控制系统没有机械触点。只是虚拟的触点；（3）体积小、质量小，易于装人实验台内部实现机电液一体化；（4）PLC功能完善，具有升关赞和模拟量输人输出、逻辑运算、定时、计数、顺序控制、人机对话、记录和显示等功能，满足实验台拆装便利的要求。

所述实验台选用日本三菱公司的FXIN-32MR型PLC。三菱电机推出的FX1N系列PLC是功能很强大的普及型微型PLC，最多可控制128点，除了可以扩展输入输出，还具有模拟鱼控制和通讯，链接功能等的扩展性。可以方便地控制如实验台中用到的比例信号之类的模拟量。

本发明的有益效果是：该控制系统提供的继电器控制方式和PLC控制方式，使学生在掌握传统的继电器控制之外，还学习PLC编程控制，具备PLC控制与计算机通讯以及在线测试等实验能力。其综合了气液技术和电气PLC控制技术，适用电工、机电一体化等专业实训考核。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的液压源压力控制工作原理图。

图2是本发明的PLC控制原理图。

图中：1、5、10.油箱；2.过滤器；3.齿轮泵；4.换向阀；6、9.溢流阀；7、8.单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，实验台控制系统包括液压源压力控制和电气控制两大部分，其中电气控制分为强电控制系统和弱电控制系统两部分。考虑到结构的紧凑和强弱电分离，将液压源压力控制部分和强电控制部分放置在实验平台的下部，弱电控制部分放置在控制台上部。

液压源压力控制系统配置有流量控制阀，可根据要求调整所需流量。采用了一个定量叶片泵3向系统供油，根据实验需要通过换向阁4、溢流阀6或溢流阀9可获得两种系统最高压力。

控制系统的强电部分主要用于系统控制的电源、接触器、继电器、控制面板及接线端子等。主要包括实验用的电控设备及操纵装置，如油温自控及操纵装置、电击启动器、电表以及各种操作按钮（用于液压源和气源驱动电动机起动和停止、事故急停）等。

控制系统的弱电控制部分主要为PLC控制。采用PLC控制具有以下优点：（1）具有很好的柔性。实验项目改变后不改变PLC的硬件设备只需改变应用程序即可；（2）具有高度的可靠性，PLC控制系统没有机械触点。只是虚拟的触点；（3）体积小、质量小，易于装人实验台内部实现机电液一体化；（4）PLC功能完善，具有升关赞和模拟量输人输出、逻辑运算、定时、计数、顺序控制、人机对话、记录和显示等功能，满足实验台拆装便利的要求。

如图2，实验台选用日本三菱公司的FXIN-32MR型PLC。三菱电机推出的FX1N系列PLC是功能很强大的普及型微型PLC，最多可控制128点，除了可以扩展输入输出，还具有模拟鱼控制和通讯，链接功能等的扩展性。可以方便地控制如实验台中用到的比例信号之类的模拟量。

实验台控制系统PLC控制原理图。输入点用来接收各按钮、行程开关、压力继电器等的控制信号；输出点直接控制电磁阀，并带有发光管指示。其输人时每两个输入为一组：即“X0,X1”，“X2,X3”，“X4,X5”，“X6,X7”四组，分别对应输出“Y2,Y3”，“Y4,Y5”，“Y6,Y7”，“Y10,Y11”等，且每组的两个输出互锁。通过转换开关设置PLC运行方式，“运行”为输人端直接控制。FXIN-32HR在功能上能满足插装式液压与气动综合教学实验台的控制需要。机器的容量也较为适合.在满足实验台的擂人与输出控制信号需求之外，还可留一定I/O通道作为液压泵电动机控制用途及照明电路和储备用途。