步进炉动梁液压比例控制系统设计【字数：11938】
摘 要主要控制方式是采用电液比例阀来控制动梁的工作速度及工作载荷的输出，要具有大梁的倒出钢要求，速度和位移在一定范围内可调。控制手段用PLC控制，可以实现参数输入。比例阀来控制动梁的工作速度及工作载荷的输出，要实现动梁自动按照组态界面上的参数设计来控制，还要具有大梁的倒出钢要求，速度和位移在一定范围内可调。控制手段用PLC控制，界面用组态输出，可以实现参数输入，本文设计相应的液压原理图，合理选择控制器的型号，电脑监控软件GX work2，软件界编程，设计了相应的IO通讯协议，并对外围电气控制箱进行合理的设计和布线。
目 录
1 绪论 1
1.1 液压传动和电液比例阀的发展概况 1
1.2 PLC发展概况 1
1.3 课题研究的意义 2
2总体方案设计 3
3电液比例控制系统设计 5
3.1总体方案概述 6
3.2电液比例控制系统原理 7
3.3系统的确定 8
3.4 电液比例换向阀 8
3.4.1液压泵的选择 9
3.4.2电动机的选择 9
3.4.3液压阀的选择 10
3.4.4其他系统辅件的选择 11
3.5 液压系统性能验算 11
3.5.1 验算回路中的压力损失 12
3.5.2液压系统发热升温计算 12
4 PLC控制系统设计 13
4.1总体方案设计 13
4.2 PLC控制系统的硬件设计.................................................14
4.2.1 PLC型号的选择 15
4.2.2 PLC外围电路设计 16
4.2.3显示屏选择 17
4.2.4 控制面板设计 18
4.3 PLC控制系统程序设计 19
4.3.1 程序初始化 20
4.3.2比例阀控制程序 21
4.3.3电机正反转 22
5组态软件的介绍........................................ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
.........23
5.1 组态软件及组态王的介绍...............................................24
5.2 组态王监控系统设计...................................................25
5.2.1系统设计基本步骤..................................................26
5.2.2系统设计具体操作..................................................27
5.3 组态王的应用.........................................................27
6计算机与PLC通讯 28
6.1 基于VB6.0数据采集系统设计概述 28
6.2 VB6.0串行通信控件 29
6.3 数据库设计 30
6.3.1数据库的建立 31
6.4 计算机与PLC通信 32
6.5 实验数据采集系统 34
参考文献 35
1 绪论
比例控制系统根据有无反馈分成两大类：开环控制和闭环控制。比例控制阀控制液压缸速度和位移的控制。
其中节流调速回路是很重要的调速回路。他通过改变节流口的大小来控制流量则调速范围大，但节流引起能量损失大效率低，易引起油液发热。另外节流调速回路是液压系统基本回路是液压教学的重难点，因此设计一个液压试验台是十分必要的。但是现有的教学用液压试验台大多都需要手动操作，但是如果能设计出可以用自动循环功能而且采用微机测控采集数据试验台用于液压教学实验则更为方便，直观，可靠。
1.1 比例控制系统和电液比例阀的发展概况
比例控制系统经历了三大阶段，开关控制，伺服控制和比例控制到80年代，随着微电子技术和数学理论的发展，比例控制技术已达到比较完善的程度，主要表现在3个方面：首先是采用了压力、流量、位移、动压等反馈及电校正手段，提高了阀的稳态精度和动态响应品质，这些标志着比例控制设计原理已经完善；其次是比例技术与插装阀已经结合，诞生了比例插装技术：再是以比例控制泵为代表的比例容积元件的诞生。
电液比例阀是将电信号转换成位移信号，电液比例阀污染小，符合现在可持续发展的国情。一开始的控制阀体积大，稳态差，多用于开环控制。80年代初期，浙江大学陆勇祥设计出了比例溢流阀，获得德国发明专利，并且推动了比例阀的高速发展。现今发明了插装式的比例阀，使得比例阀的运用更加广泛和受欢迎，可运用于无线遥控等领域。
1.2 PLC发展概况
PLC系统较有名的：美国:通用电气、莫迪康公司；法国：TE 施耐德公司；德国：西门子公司；日本：欧姆龙、松下电工、三菱、富士等；韩国： LG公司、三星等。
PLC控制本身运用积木式结构，2001年我国机械工业大肆发展，利润增长33.35%。如今PLC与智能MCC马达控制中心合作，他们将控制系统，数控设备，变频器等连成系统，使PLC技术运用的范围更加广泛。如今，机器人方向以变成主流方向，PLC兼容了其优点和优势，可以成为真正意义上的头脑。
并且不仅是在机械，汽车方面能用到PLC技术，现今，我国PLC技术已经推广到了医学上，中药店的自动售药。还有海关方面，可以通过PLC技术自动验证过往车辆的信息。后续对高速上车流量的实时监控都可以使用PLC技术。物流系统的统计和签收件也可以用PLC技术，随着技术的不断提高，今后的生活会越来越便捷。
1.3 课题研究的意义
电液比例控制技术是一种节能、价廉、可靠、响应特性和控制精度均能满足工业控制系统实际需要的一种控制技术。目前电液比例控制系统被电梯、锻造机运用。本文是利用三菱PLC控制器来实现比例阀控液压缸的位置PID 闭环控制的软件实现策略，该系统是采用电液比例阀来控制动梁的工作速度及工作载荷的输出，同时需要实现动梁自动按照组态界面上的参数设计来进行控制运动，还要具有大梁的倒出钢要求，速度和位移在一定范围内可调。控制手段用三菱PLC控制，界面用组态输出，可以实现参数输入。该方法便于控制、操作方式简洁、可简化生产并且满足工业需求。
我设计的动梁液压比例控制系统不仅能进行需要液压方面的实验，还需要进行有关PLC的实验，本设计采用的三菱的FX2N系列PLC，它吸取了整体式和模块式PLC的优点，各单元采取叠装式连接，性价比较高，最主要的是在市场上易购买。
目 录
1 绪论 1
1.1 液压传动和电液比例阀的发展概况 1
1.2 PLC发展概况 1
1.3 课题研究的意义 2
2总体方案设计 3
3电液比例控制系统设计 5
3.1总体方案概述 6
3.2电液比例控制系统原理 7
3.3系统的确定 8
3.4 电液比例换向阀 8
3.4.1液压泵的选择 9
3.4.2电动机的选择 9
3.4.3液压阀的选择 10
3.4.4其他系统辅件的选择 11
3.5 液压系统性能验算 11
3.5.1 验算回路中的压力损失 12
3.5.2液压系统发热升温计算 12
4 PLC控制系统设计 13
4.1总体方案设计 13
4.2 PLC控制系统的硬件设计.................................................14
4.2.1 PLC型号的选择 15
4.2.2 PLC外围电路设计 16
4.2.3显示屏选择 17
4.2.4 控制面板设计 18
4.3 PLC控制系统程序设计 19
4.3.1 程序初始化 20
4.3.2比例阀控制程序 21
4.3.3电机正反转 22
5组态软件的介绍........................................ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
.........23
5.1 组态软件及组态王的介绍...............................................24
5.2 组态王监控系统设计...................................................25
5.2.1系统设计基本步骤..................................................26
5.2.2系统设计具体操作..................................................27
5.3 组态王的应用.........................................................27
6计算机与PLC通讯 28
6.1 基于VB6.0数据采集系统设计概述 28
6.2 VB6.0串行通信控件 29
6.3 数据库设计 30
6.3.1数据库的建立 31
6.4 计算机与PLC通信 32
6.5 实验数据采集系统 34
参考文献 35
1 绪论
比例控制系统根据有无反馈分成两大类：开环控制和闭环控制。比例控制阀控制液压缸速度和位移的控制。
其中节流调速回路是很重要的调速回路。他通过改变节流口的大小来控制流量则调速范围大，但节流引起能量损失大效率低，易引起油液发热。另外节流调速回路是液压系统基本回路是液压教学的重难点，因此设计一个液压试验台是十分必要的。但是现有的教学用液压试验台大多都需要手动操作，但是如果能设计出可以用自动循环功能而且采用微机测控采集数据试验台用于液压教学实验则更为方便，直观，可靠。
1.1 比例控制系统和电液比例阀的发展概况
比例控制系统经历了三大阶段，开关控制，伺服控制和比例控制到80年代，随着微电子技术和数学理论的发展，比例控制技术已达到比较完善的程度，主要表现在3个方面：首先是采用了压力、流量、位移、动压等反馈及电校正手段，提高了阀的稳态精度和动态响应品质，这些标志着比例控制设计原理已经完善；其次是比例技术与插装阀已经结合，诞生了比例插装技术：再是以比例控制泵为代表的比例容积元件的诞生。
电液比例阀是将电信号转换成位移信号，电液比例阀污染小，符合现在可持续发展的国情。一开始的控制阀体积大，稳态差，多用于开环控制。80年代初期，浙江大学陆勇祥设计出了比例溢流阀，获得德国发明专利，并且推动了比例阀的高速发展。现今发明了插装式的比例阀，使得比例阀的运用更加广泛和受欢迎，可运用于无线遥控等领域。
1.2 PLC发展概况
PLC系统较有名的：美国:通用电气、莫迪康公司；法国：TE 施耐德公司；德国：西门子公司；日本：欧姆龙、松下电工、三菱、富士等；韩国： LG公司、三星等。
PLC控制本身运用积木式结构，2001年我国机械工业大肆发展，利润增长33.35%。如今PLC与智能MCC马达控制中心合作，他们将控制系统，数控设备，变频器等连成系统，使PLC技术运用的范围更加广泛。如今，机器人方向以变成主流方向，PLC兼容了其优点和优势，可以成为真正意义上的头脑。
并且不仅是在机械，汽车方面能用到PLC技术，现今，我国PLC技术已经推广到了医学上，中药店的自动售药。还有海关方面，可以通过PLC技术自动验证过往车辆的信息。后续对高速上车流量的实时监控都可以使用PLC技术。物流系统的统计和签收件也可以用PLC技术，随着技术的不断提高，今后的生活会越来越便捷。
1.3 课题研究的意义
电液比例控制技术是一种节能、价廉、可靠、响应特性和控制精度均能满足工业控制系统实际需要的一种控制技术。目前电液比例控制系统被电梯、锻造机运用。本文是利用三菱PLC控制器来实现比例阀控液压缸的位置PID 闭环控制的软件实现策略，该系统是采用电液比例阀来控制动梁的工作速度及工作载荷的输出，同时需要实现动梁自动按照组态界面上的参数设计来进行控制运动，还要具有大梁的倒出钢要求，速度和位移在一定范围内可调。控制手段用三菱PLC控制，界面用组态输出，可以实现参数输入。该方法便于控制、操作方式简洁、可简化生产并且满足工业需求。
我设计的动梁液压比例控制系统不仅能进行需要液压方面的实验，还需要进行有关PLC的实验，本设计采用的三菱的FX2N系列PLC，它吸取了整体式和模块式PLC的优点，各单元采取叠装式连接，性价比较高，最主要的是在市场上易购买。
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