一种基于PLC的多功能液压源控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于PLC的多功能液压源控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

多功能液压源是针对目前飞机液压油污染和大型油压设备加油困难的现状而设计的一种地面设备。该液压源可广泛用于飞机液压系统的清洗、供压、加油、补加油和地面综合试验、检查及油液净化。因其功能强大，所以该液压源的控制系统要求具有较高的可靠性和操作灵活性。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于PLC的多功能液压源控制系统，针对液压源的特点，利用工业级可编程序控制器(PLC)对液压源系统进行控制，灵活实现各工作模式的状态转换、系统异常情况下的及时报警、各工作状况的实时监控等功能，以满足机场飞机对液压源的稳定、协调、可靠的目标要求。

本发明所采用的技术方案是。

所述控制系统主要由交流接触器、空气开关、滤波器、变压器、PLC、电缆、插头、插座、接线座、配电箱、电子放大器等组成。通过电源电缆向液压源配电箱供电，分别对变频电机、变频器及工控系统供电。

所述PLC工控系统的信号源主要有液压系统的主油泵出口压力变送信号、主油泵吸油压力变送信号和温度传感器信号。工作期间，工控系统按预先设定的控制程序进行。

所述控制系统共有4个电机，分别为主油泵电机、副油泵电机、为液压源油箱加油的加油电机1和为飞机加油的加油电机2。主油泵为恒压变量泵，通过变频器对主油泵电机进行变频调速，可控制主油泵的流量输出；三相电源通过滤波器1滤波后接人变频器，进而接人主油泵电机。

所述控制系统采用S7-200系列CPU226 AC1DClRELAY型PLC作为核心单元。该型产品设计紧凑，扩展性良好，价格低廉，指令功能强大，在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。CPU226型PLC的输人输出接口数为24入/16出，并有2个RS-485通信口，其中一个用以连接触摸屏。

所述控制系统的软件由两部分组成，分别为PLC控制程序和触摸屏界面显示程序。触摸屏选用TON-CEN TC-57 MTP型触摸屏。PLC控制程序设计是在西门子STEP 7-Micro/WIN4, U编程软件上实现的，界面显示及操作部分由同辰实时在线监控系统软件实现。

所述PLC控制程序由系统主程序、初始化子程序、实时参数显示子程序、状态参数处理中断程序以及若干工作模式转换中断程序组成。初始化子程序的作用在于将预先设置好的温度、压力等极限参数值送人指定寄存器中，为后面的判断程序做准备，以确定是否有异常情况发生。状态参数处理中断程序为一个时基中断程序，条件满足即可启动该中断程序，该中断程序的作用是每隔一段时间对6路模拟量通道的信号进行循环采样并将采样值送人PLC处理器中进行数据处理，将这些数据与预先设定数据比较，若数值过高或过低，则输出端指示灯亮，系统蜂鸣器报警。工作模式转换中断程序由通讯口中断和I/O中断组成，共有7种，分别代表7种工作状态，每一输入端的SB按钮按下代表一种中断输人，系统转人此种工作模式。在控制系统的循环执行过程中，系统会调用实时参数显示子程序，此子程序的作用在于将状态数据送至触摸屏显示界面，达到实时监控相关部位参数的目的。

状态显示及操作软件由与触摸屏配套的组态软件实现，其能够以文字或动态数据等形式监测系统中的重要参数，并可以通过操作界面修改预设值，还可以转换工作状态，达到灵活操作的目的。

本发明的有益效果是：该系统针对液压源的特点，利用工业级可编程序控制器(PLC)对液压源系统进行控制，灵活实现各工作模式的状态转换、系统异常情况下的及时报警、各工作状况的实时监控等功能，以满足机场飞机对液压源的稳定、协调、可靠的目标要求。

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是本发明的液压源控制系统组成。

图2是本发明的系统主电路图。

图3是本发明的电气控制原理图。

图4是本发明的控制系统软件结构图。

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，控制系统主要由交流接触器、空气开关、滤波器、变压器、PLC、电缆、插头、插座、接线座、配电箱、电子放大器等组成。通过电源电缆向液压源配电箱供电，分别对变频电机、变频器及工控系统供电。

PLC工控系统的信号源主要有液压系统的主油泵出口压力变送信号、主油泵吸油压力变送信号和温度传感器信号。工作期间，工控系统按预先设定的控制程序进行。

如图2，控制系统共有4个电机，分别为主油泵电机、副油泵电机、为液压源油箱加油的加油电机1和为飞机加油的加油电机2。主油泵为恒压变量泵，通过变频器对主油泵电机进行变频调速，可控制主油泵的流量输出；三相电源通过滤波器1滤波后接人变频器，进而接人主油泵电机。

如图3，控制系统采用S7-200系列CPU226 AC1DClRELAY型PLC作为核心单元。该型产品设计紧凑，扩展性良好，价格低廉，指令功能强大，在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。CPU226型PLC的输人输出接口数为24入/16出，并有2个RS-485通信口，其中一个用以连接触摸屏。

液压源系统在工作过程中，系统的温度、压力、流量等参数分别由系统的温度变送器、压力变送器、流量计等传感器将测定的模拟量信号传人到控制系统的模拟量接收模块，通过A/D转换后进入可编程控制器进行运算，根据运算结果控制各输出单元，或再次经过D/A转换以模拟量形式输出并控制模拟量单元。系统采用1个EM231输人模块、1个EM232输出模块、1个EM235混合模块对模拟量信号进行处理。EM23I输人模块接收主油泵吸油端的温度信号、飞机加油回路中供油压力信号、主油泵吸油端压力信号、主油泵供油端压力信号，并通过AlD转换后由PLC将运算结果传输给触摸显示屏以数字形式显示；当温度、压力高于设定值时，PLC控制输出端接触器断开电路，系统停车，此时对应报警指示灯亮，蜂鸣器鸣声。EM232输出模块作用为接收来自触摸屏界面的0～50Hz的数字信号(通过PLC转换)，经过自身运算后输出对应的0～10V电压，用以控制变频器的输出频率，进而控制主油泵电机的转速；EM232另一模拟量输出信号用以控制安装在主油泵上的先导比例压力阀，从而对泵组液压系统进行调压，调压范围为3～21.5MPaQEM235混合模块主要接收油路系统中的流量信号和主油泵转速信号，经PLC处理后以数据形式显示于触摸屏;并将转换后的主油泵转速信号与变频器输出信号做对比，实时反馈。此模块预留有一定的输产了输出接口，以供系统功能扩展。

如图4，控制系统的软件由两部分组成，分别为PLC控制程序和触摸屏界面显示程序。触摸屏选用TON-CEN TC-57 MTP型触摸屏。PLC控制程序设计是在西门子STEP 7-Micro/WIN4, U编程软件上实现的，界面显示及操作部分由同辰实时在线监控系统软件实现。

PLC控制程序由系统主程序、初始化子程序、实时参数显示子程序、状态参数处理中断程序以及若干工作模式转换中断程序组成。初始化子程序的作用在于将预先设置好的温度、压力等极限参数值送人指定寄存器中，为后面的判断程序做准备，以确定是否有异常情况发生。状态参数处理中断程序为一个时基中断程序，条件满足即可启动该中断程序，该中断程序的作用是每隔一段时间对6路模拟量通道的信号进行循环采样并将采样值送人PLC处理器中进行数据处理，将这些数据与预先设定数据比较，若数值过高或过低，则输出端指示灯亮，系统蜂鸣器报警。工作模式转换中断程序由通讯口中断和I/O中断组成，共有7种，分别代表7种工作状态，每一输入端的SB按钮按下代表一种中断输人，系统转人此种工作模式。在控制系统的循环执行过程中，系统会调用实时参数显示子程序，此子程序的作用在于将状态数据送至触摸屏显示界面，达到实时监控相关部位参数的目的。

状态显示及操作软件由与触摸屏配套的组态软件实现，其能够以文字或动态数据等形式监测系统中的重要参数，并可以通过操作界面修改预设值，还可以转换工作状态，达到灵活操作的目的。