本发明涉及一种液压教学实验台的PLC控制系统，适用于机械领域。
背景技术：
随着电了技术发展与单元处理器性能的提高，PLC控制技术在液压系统控制与监控方面也得到广泛应用，尤其是液压控制系统正向着大型、连续、集成与自动化方向发展。液压系统在工作时对噪声、污染和漏油问题提出更高要求和远程控制，更加速了PLC控制技术在液压系统控制方面的应用。为适应社会的需要，液压传动与气动技术实验室引进了包含可编程序控制器的液压拼装实验台。力求使工程机械专业的学生在掌握液压传动基本知识的前提下，能尽快掌握PLC这一先进技术在液压系统控制方面的应用，使学生的综合能力达到一个较高的水平。
技术实现要素：
本发明提出了一种液压教学实验台的PLC控制系统，采用PLC对液压进行控制，系统运行符合要求，具有良好的协调运行性能。实现了系统的智能化模块化设计方法、现代化控制理论和方法运用于液压教学试验台的研究与开发。
本发明所采用的技术方案是：
所述控制系统选用S7-200系列PLC作为控制系统的核心部件，型号为CPU-224。它由220V交流电来驱动CPU，输入为内部24V直流电源，继电器方式输出，比较灵活可靠。它有14个开关量输入点(I0.O～I0.7、I1.0～I1.5)和l0个开关量输出点(Q0.0～QO.7，Q1.O～Q1.1)，并且可以配接7个扩展模块。而且它有专用的编程软件，内部提供了输Ⅳ输出继电器(I/O)、内部标志位(M)、特殊标志位(SM)、状态元件(S)、定时器(T)、计数器(C)、变量存取器(V)、累加器(AC)、模拟量输Ⅳ输出(A1W/AOW)等丰富的软元件，能很好满足实验台系统控制系统的需要。同时其用户程序编制有指令表、梯形图和顺序流程图三种形式。可供不同用户选择。
对指定输入点进行分配时：把所有的按钮、限位开关分别集中配置，同类型的输入点分在同一组内；按照每一种类型的设备号，按顺序定义输入点地址号；将每一个输入模块的输入点都分配给一个执行元件或回路；将有高噪音的输入信号的模块插在远离CPU模块的插槽内。输出地址的分配：同类型的设备占用的输出点地址集中在一起；按照不同类型的设备顺序地指定输出点地址号：将每一个输出模块的输出点分配给一个执行元件或回路；对彼此有关的输出器件，如电动机正转、反转，电磁阀的前进与后退等，其输出地址号连续。
所述控制系统的主程序主要采用逻辑设计法，并用相应指令实现控制线路的得失电。根据设计好的回路亲自动手安装元件，接管路。组成实际的液压系统在原控制台操作面板上，按相应的按钮，将两个泵启动，然后将新的控制面板上的手动／自动开关转到自动位置，否则，只能手动操纵电磁铁；按下SB3按钮(即1YA／回路l按钮)，YA7、YA8得电，液压缸Gl、G2退回原位，系统实现一工进，直到行程开关SQl压合；当SQl压合，电磁阀YA7、YA8断电，电磁阀YA6得电，液压缸Gl向G2方向工进，实现二工进；当进行到2.5秒时，YA9得电，此时液压缸G2向Gl方向工进，使Gl实现加载工进；当工进到压下行程开关SQ3时，缸停止在原位，液压泵原位卸荷。
本发明的有益效果是：该控制系统采用PLC对液压进行控制，系统运行符合要求，具有良好的协调运行性能。实现了系统的智能化模块化设计方法、现代化控制理论和方法运用于液压教学试验台的研究与开发。
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是本发明的控制系统的控制回路示意图。
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，实验台有两个泵：一个定量泵和一个变量泵，各配有一个电动机，配有一个温度测量仪和温度控制器，面板上有日光灯管和各个电磁铁得电按钮，两个比例阀控制器，手动控制各回路得电按钮，各回路、各工步按钮，以及检修和故障显示灯。
实验台上所需的液压元件全部安装在可拆卸组合面板上。通过换接不同液压件变更油路块，搭建各种基本液压回路。对实验台进行PLC改造只增加PLC控制部分，实验台的电气线路没有进行改造，仍使用原来的设计方案。
控制系统选用S7—200系列PLC作为控制系统的核心部件，型号为CPU-224。它由220V交流电来驱动CPU，输入为内部24V直流电源，继电器方式输出，比较灵活可靠。它有14个开关量输入点(I0.O～I0.7、I1.0～I1.5)和l0个开关量输出点(Q0.0～QO.7，Q1.O～Q1.1)，并且可以配接7个扩展模块。
该系统有专用的编程软件，内部提供了输Ⅳ输出继电器(I/O)、内部标志位(M)、特殊标志位(SM)、状态元件(S)、定时器(T)、计数器(C)、变量存取器(V)、累加器(AC)、模拟量输Ⅳ输出(A1W/AOW)等丰富的软元件，能很好满足实验台系统控制系统的需要。同时其用户程序编制有指令表、梯形图和顺序流程图三种形式。可供不同用户选择。
对指定输入点进行分配时：把所有的按钮、限位开关分别集中配置，同类型的输入点分在同一组内；按照每一种类型的设备号，按顺序定义输入点地址号；将每一个输入模块的输入点都分配给一个执行元件或回路；将有高噪音的输入信号的模块插在远离CPU模块的插槽内。输出地址的分配：同类型的设备占用的输出点地址集中在一起；按照不同类型的设备顺序地指定输出点地址号：将每一个输出模块的输出点分配给一个执行元件或回路；对彼此有关的输出器件，如电动机正转、反转，电磁阀的前进与后退等，其输出地址号连续。
PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。
继电器控制电路转换为梯形图法是直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图；逻辑设计法以布尔代数为理论基础，用户只需根据生产过程各工步之间检测元件状态的不同组合和变化，确定所需的中间环节，再按各执行元件所应满足的动作节拍表，分别列写出各自用相应的检测元件及中间环节状态逻辑值表示的布尔表达式，最后用触点的串并联组合在电路上进行逻辑表达式的物理实现；步顺序控制设计法通过各工步之间开始条件不同进行工步之间的顺序进行，比较方便。
控制系统的主程序主要采用逻辑设计法，并用相应指令实现控制线路的得失电。根据设计好的回路亲自动手安装元件，接管路。组成实际的液压系统在原控制台操作面板上，按相应的按钮，将两个泵启动，然后将新的控制面板上的手动／自动开关转到自动位置，否则，只能手动操纵电磁铁；按下SB3按钮(即1YA／回路l按钮)，YA7、YA8得电，液压缸Gl、G2退回原位，系统实现一工进，直到行程开关SQl压合；当SQl压合，电磁阀YA7、YA8断电，电磁阀YA6得电，液压缸Gl向G2方向工进，实现二工进；当进行到2.5秒时，YA9得电，此时液压缸G2向Gl方向工进，使Gl实现加载工进；当工进到压下行程开关SQ3时，缸停止在原位，液压泵原位卸荷。
如果有PLC的硬件，可以用小开关和按钮模拟PLC的实际输入信号(如起动、停止信号)或反馈信号(如限位开关的接通或断开)，再通过输出模块上各输出位对应的指示灯，观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表配合进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。
硬件部分的模拟调试主要是对控制柜或操作台的接线进行测试。可在操作台的接线端子上模拟PLC外部的开关量输入信号，或操作按钮的指令开关，观察对应PLC输入点的状态。联机调试时，把编制好的程序下载到现场的PLC中。调试时，主电路断电，只对控制电路进行联机调试。通过现场的联机调试，发现新的问题，并对某些控制功能进行改进。