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基于PLC的液压机控制系统设计刘俊,李文(大连交通大学电气信息学院,辽宁大连116028)摘 要:针对传统液压机控制系统的不足,为使其拥有更好的性能和人性化操作界面,构建了基于PLC与工业触摸屏的电气控制系统整体结构,设计采用三菱FX1N PLC作为主控核心,实现的功能分别为与上位机的数据交换,对液压机外围硬件电路以及内部阀体控制和对压力、位移、温度的数据检测。
并给出相应的PLC程序及部分上位机界面设计。
应用结果表明,与传统设计相比,该系统既可以实现自动优化运行,又可以满足手动控制的操作要求,提高了工作效率,是机电一体化的典型应用。
关键词:液压控制;电气控制;可编程逻辑控制器;数据检测;人机界面中图分类号:TH137;TM57 文献标志码:B 文章编号:1671 5276(2011)01 0157 04Control Syste m Design of Hydraulic Press Based on PLCL I U Jun,L IW en(E l e ctrica l and Infor m a tion I nstit u t e,Da lian Jiao t ong Un ive rsity,Da li a n116028,Ch ina)Abstrac t:To m ake up f or t he short age in t he traditional control sys t e m f or hydr auli c pr ess,t his paper constructs t he overall s truc t ure of e l e ctrical contr o l sys t e m based on PL C and indus trial touch screen.I n or der t o m ake t his sys t e m has bett er perf or mance and hu manized operati o n int erf ace,M it sub i s hi FX1N PLC is used as the core t o rea lize its f unction data exchange w ith PC,t he contro l of the peripheral hard w ar e c ircuits and int ernal valves,and t he data de t ec tion i n t he pressure,displace ment and t e mperat ure.And ita lso of f ers the des i g n o f t he corr espond i n g PL C procedure and part o f t he PC int erf ace des ign.Runn i n g result sho w s that co m pared w ith t he trad iti o nal des ign,the syst em not on l y can r eali z e the aut omatic op tm i al oper a ti o n,but also can mee t t he perf or mance require ment s f or manual contr o l and m i prove work effi c iency.This is a typica l appli c ati o n ofmechanical and elec trica l int egrati o n.K ey word s:hydraulic contr o;l e l e ctrical contro;l PL C;dat a det ecti o n;HM I(H u manM achine Int erf ace)0 引言转向架可以说是铁道车辆上最重要的部件之一,它直接承载车体质量,保证车辆顺利通过曲线。
实例| 1500PLC 连接V90 伺服系统实现位置闭环控制S7-1500 运动控制功能支持旋转轴、定位轴、同步轴和外部编码器等工艺对象。
并拥有轴控制面板以及全面的在线和诊断功能有助于轻松完成驱动装置的调试和优化工作。
S7-1500 支持多种连接方式。
可以使用PROFIBUS DP 和PROFINET IO 连接驱动装置和编码器，也可以使用模拟量输出模块（AQ）连接带模拟设定值接口的驱动装置并通过工艺模块（TM）,读出编码器的信息。
本文中所涉及的例子就是使用第二种方式。
图2-1 连接方式示意2.2 SINAMICS V90SINAMICS V90 是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统，可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制。
使用V90 的速度控制功能可以与S7-1500 运动控制功能配合使用，接收S7-1500 模拟量模块发出的+-10V 模拟量信号做为速度给定，并通过PTO 功能反馈位置信号给S7-1500，在S7-1500PLC 中实现闭环位置控制。
3、应用项目配置示例3.1 S7-1500 组态3.1.1 组态硬件配置由于需要模拟量输出信号来控制速度给定，并接收来自V90 的脉冲反馈信号，所以S7-1500 系统中至少要配置 1 块模拟量输出模块和 1 块高速计数模块，考虑到V90 给出的位置反馈信号是5V 差分信号，S7-1500 系统中也要配置能够接收5V 差分信号的高速计数模块。
还需要 1 块数字量输出模块来为V90 提供使能信号。
图3-1 S7-1500 模块配置3.1.2 组态工艺对象驱动装置组态首先在工艺组态中添加一个定位轴，工艺对象一般的组态方法请参考《S7-1500运动控制使用入门》。
由于V90 接收的是+-10V 模拟量信号，所以模拟量输出模块也要设置输出范围为+-10V。
驱动装置类型选择“连接模拟量驱动装置”并在“输出”后面选择模拟量输出的变量名称。
为了在PLC 内激活使能时（如激活MC_Power 功能块Enable 管脚）能够把使能信号传递给V90，勾选激活启用输出，并且选择输出变量名称。
基于PLC与HMI的伺服电机运动控制系统设计与实现摘要：随着计算机技术、可编程控制器及触摸屏科技的进步，现在机械制造行业几种控制系统越来越多的被应用到处理复杂事务中使其变得处理简易，在生活中，几种控制系统的应用提高了生产效率，使我们生活变得简单化，提高了机械产品的安全性和可操作性。
本文提出了选用S7-200SMARTCPUST30PLC为主控制器，发送脉冲指令作为伺服驱动器的输入信号，通过伺服驱动器实现对伺服电机前/后点动及连续运转、相对/绝对位置的精确控制以及自动查找参考点等操作，由SMART1000IEV3触摸屏搭建监控画面的思路。
关键词：伺服电机；PLC；运动控制；HMI1、系统总体方案设计1.1PLC和HMI简介1.1.1可编程里辑控制器简介可编辑逻辑控制器简称PLC，能够适应工作环境较为恶劣的条件，适用范围较广。
另外，PLC的维护较为方便，使用可靠性比较高。
CPU的运行状态是决定系统流畅的重要保证，而PLC的工作状态就是通过软件控制CPU的运行情况，当然通过硬件开关进行强制控制也是一种有效的控制手段，比如在进行测试阶段或者对系统进行检修时，硬件控制是一种较为方便的方式。
1.1.2 HMI简介随着我国工业水平提高，在生产过程中生产工艺越来越复杂，生产设备也在不断更新换代，生产控制人员不仅仅要对生产的每个流程熟知，还要对设备运行状况了解，做到设备运转的透明化。
HMI便是实现人机互通的关键技术，它实现了工作人员与机器之间的可靠连接。
在工作人员与Wincc flexible之间，HMI是实现二者链接的重要接口。
在控制器与Wincc flexible之间也同样需要这样的接口。
1.2 总体方案设计整个系统分为硬件设计、PLC程序设计、HMI与PLC通讯、系统实验调试共4部分。
硬件方面，主控制器选用S7-200SMARTCPUST30PLC，发送脉冲指令作为台达伺服驱动器（ASDA-B2-0121-B）的输入信号；通过伺服驱动器实现控制伺服电机（ASDAB2）的旋转速度和驱动丝杆滑台的移动位置[1]。
课程设计--基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统闽南师范大学课程设计课题名称：基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统目录关键词：三菱PLC，变频器，定位控制，编码器 (4)一；控制要求 (5)二；硬件部分 (5)2.1；系统接线原理图 (5)2.2；电机转数曲线 (5)三；软件部分 (6)3.1变频器通讯协议 (6)3.2梯形图 (7)四；软件调试 (10)4.1实验步骤 (10)4.2调试中的问题； (11)五；系统应用 (11)5.1，基于PLC的凿岩钻车控制系统 (11)5.2，基于PLC控制的三轴钻专用机床设计 (12)六；参考文献 (12)摘要；PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统是以三菱PLC为核心，通过RS-485BD模块与变频器进行串行通信，变频器按照设定值工作，同时，电机带动编码器旋转，以编码器的脉冲输出作为反馈信号，作为PLC高数计数器的数器信号，可以准确计算出电机转数，从而实现电机准确闭环定位控制。
PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器关键词：三菱PLC，变频器，定位控制，编码器一；控制要求电机上同轴连旋转编码器，变频器控制电机。
变频器按照设定值工作，带动电机运行，同时电机带动编码盘旋转，电机每旋转一圈，从编码盘脉冲端输出500个脉冲信号到PLC的高速计数器端X0，这样就可以根据计数器所计脉冲数计算出电机转数，当计数器到设定阀值后执行减速段程序段，控制电机减速至停止，完成定位控制。
二；硬件部分2.1；系统接线原理图2.2；电机转数曲线三；软件部分3.1变频器通讯协议*1.如果发现数据错误并且进行再试从用户程序执行再试操作如果连续再试次数超过参数设定值变频器进入到报警停止状态*2.发生接收一个错误数据时变频器给计算机返回再试数据， 如果连续数据错误次数达到或超过参数设定值变频器进入到报警停止状态PLC 到变频器通信请求数据格式如下：运行指令 FAH02 正转 H00 停止 频率写入ED H0000~ H2EE0 修改变频器频率 图3 通信协图3 通信数据格3.2梯形图四；软件调试4.1实验步骤1、按下表对变频器进行参数设置：Pr. 8 Pr.3Pr.79n1 n2 n3 N 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n10 n110 1 0 1 48 10 0 ... ……0 0 1 0 在改其他参数时，要首先把n10改成0，然后掉电，再开电把变频器打开，再按PU键使PU指示灯，然后改其他参数，然后掉电。
比例阀控液压缸位置PID闭环控制的PLC软件实现李艳杰;崔天宇;王海;马鹤;苗鑫超【摘要】A software implementation method of hydraulic cylinder position PID closed loop control in proportional valve control system using Siemens S7-200 was proposed.The block diagram and ladder program was given,and experimental studies in Festo TP701 proportional hydraulic test bed was done.Experimental studies have shown that the proportion of open-loop control system,using software methods can achieve the closed-loop control of position and other physical quantities,to control the performance of precision and anti-jamming capability to meet the demand of general industrial applications.%提出一种利用西门子S7-200实现比例阀控制系统中液压缸位置PID闭环控制的软件实现方法,给出了程序框图及梯形图程序,并在Festo TP701比例液压试验台上进行实验研究.实验研究表明,开环比例控制系统中,利用软件的方法可实现位置等物理量的闭环控制,控制精度和抗干扰能力等性能可满足一般工业应用的需求.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2013(032)004【总页数】5页(P37-40,46)【关键词】比例阀;位置闭环控制;PID;PLC【作者】李艳杰;崔天宇;王海;马鹤;苗鑫超【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TH137电液比例阀是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用可靠、廉价的模拟式电气-机械转换装置(比例电磁铁等)将电信号转换为位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力、方向或流量的一种液压元件［1］。
毕业设计论文基于PLC的液位控制系统研究摘要本文设计了一种基于PLC的储罐液位控制系统。
它以一台S7-200系列的CPU224和一个模拟量扩展模块EM235进行液位检测和电动阀门开度调节。
系统主要实现的功能是恒液位PID控制和高低限报警。
本文的主要研究内容：控制系统方案的选择，系统硬件配置，PID算法介绍，系统建模及仿真和PLC编程实现。
本设计用PLC编程实现对储罐液位的控制,具有接线简单、编程容易，易于修改、维护方便等优点。
关键字：储罐;液位控制;仿真;PLCAbstractThis article is designed based on PLC, tank level control system. It takes a series s7-200 CPU224 and an analog quantities of EM235 expansion module to level detection and electric valve opening regulation.System main function is to achieve constant low level PID control and limiting alarm.The main contents of this paper: the choice of the control system plan, system hardware configuration, PID algorithm introduced, system modeling and simulation, and PLC programming. PLC programming with the design of the tank level control have the advantage of simple wiring, easy programming, easy to modify, easy maintenance and so on.Key word: tank ; level ;control ;simulation ;plc目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 1 绪论. (1)1.1盐酸储罐恒液位控制任务 (1)1.2本文研究的意义 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)2 控制系统方案设计 (3)2.1储罐液位控制的发展及现状 (3)2.2系统功能分析 (3)2.3系统方案设计 (4)3 系统硬件配置 (5)3.1电动控制阀的选择 (5)3.1.1 控制阀的选择原则 (5)3.1.2 ZAJP 精小型电动单座调节阀性能和技术参数介绍 (10)3.2液位测量变送仪表的选择 (13)3.2.1 液位仪表的现状及发展趋势 (13)3.2.2 差压变送器的测量原理 (13)3.2.3 差压式液位变送器的选型原则 (14)3.2.4 DP系列LT型智能液位变送器产品介绍 (15)3.3PLC机型选择 (16)3.3.1 PLC历史及发展现状 (16)3.3.2 PLC机型的选择 (18)3.3.3 S7-200系列CPU224和EM235介绍 (20)4 PID算法原理及指令介绍 (21)4.1PID算法介绍 (22)4.2PID回路指令 (24)5 系统建模及仿真 (28)5.1系统建模 (28)5.2系统仿真 (30)5.2,1 MATLAB语言中Simulink交互式仿真环境简介 (30)5.2.2 系统仿真 (31)第6章系统编程实现 (33)6.1硬件设计 (33)6.1.1 绘制控制接线示意图 (33)6,1.2 I/O资源分配 (33)6.2软件设计 (34)6.2.1 STEP 7 Micro/Win V4.0 SP6编程软件介绍 (34)6.2.2 恒液位PID控制系统的PLC控制流程 (35)6.2.3 编写控制程序 (36)6.2.4 程序清单 (39)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论1.1 盐酸储罐恒液位控制任务如图1.1所示为某化工厂稀盐酸储罐，该罐为钢衬聚四氟乙烯储罐，罐体高6米，容量为50立方米，重500千克。
基于PLC的伺服电机控制系统开发1、课题背景PLC（Programmable Logic Controller）名为可编辑逻辑控制器，诞生于上个世纪，其功能强大、使用方便、性价比高、可靠性抗干扰能力强的优异特点使它成为了现代化工业改革中控制系统方面的一面旗帜。
而伺服电机是工厂自动化、数控机床、机器人等机电一体化中的重要驱动部件。
两者都广泛运用在工业领域，而它们的结合更是给整个现代工业带来了翻天覆地的变化。
伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。
它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。
在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角），其结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。
伺服系统最初用于国防军工,如火炮的控制,船舰、飞机的自动驾驶,导弹发射等,后来逐渐推广到国民经济的许多部门,如自动机床、无线跟踪控制等纵观我国的工业自动化水平还依旧处于发展阶段，无论是控制系统还是网络化程度都和发达国家之间存在明显的差距。
其中有大多数工厂依旧使用传统机床和生产加工线，这些工厂和企业急需爆发出新的生命力来响应国家的政策。
并且近年来我国强调经济的可持续发现和现代工业化的转变，PLC伺服控制应用将是其中必不可少的一份子。
因此从它的发展趋势来看，它在我国工业应用领域的拓展和深入将是必然实现的。
而本课题基于PLC的伺服电机的控制系统，便是顺应时代的潮流。
在plc 深入改革工业世界的同时，运用自己所学的基础知识和专业知识来设计并解决问题。
2、文献调研2.1PLC伺服系统在国内发展现状2012年沈阳理工大学机械电子工程的王瑜硕士在导师陈白宁的辅导下研究以钢管切割生产线中的自动定长切割设备为对象，提出了锯片在高速旋转的过程中变速进给切削的新理念，研究开发了可以变速、定长切割，具有设备可靠性高、结构简单、易于调试等特点的冷切割设备控制系统。
PLC控制伺服电机应用实例，写出组成整个系统的PLC模块及外围器件，并附相关程序。
PLC品牌不限。
以松下FP1系列PLC和A4系列伺服驱动为例，编制控制伺服电机定长正、反旋转的PLC程序并设计外围接线图，此方案不采用松下的位置控制模块FPG--PP11\12\21\22等，而是用晶体管输出式的PLC，让其特定输出点给出位置指令脉冲串，直接发送到伺服输入端，此时松下A4伺服工作在位置模式。
在PLC程序中设定伺服电机旋转速度，单位为（rpm），设伺服电机设定为1000个脉冲转一圈。
PLC输出脉冲频率=（速度设定值/6）*100（HZ）。
假设该伺服系统的驱动直线定位精度为±0.1mm，伺服电机每转一圈滚珠丝杠副移动10mm，伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000，故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为0.01mm(一个丝)；PLC输出脉冲数=长度设定值*10。
以上的结论是在伺服电机参数设定完的基础上得出的。
也就是说，在计算PLC发出脉冲频率与脉冲前，先根据机械条件，综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比！大致过程如下：机械机构确定后，伺服电机转动一圈的行走长度已经固定（如上面所说的10mm），设计要求的定位精度为0.1mm(10个丝)。
为了保证此精度，一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm，如设定一个脉冲的行走长度为如上所述的0.01mm，于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000个脉冲。
此种设定当电机速度要求为1200转/分时，PLC应该发出的脉冲频率为20K。
松下FP1---40T 的PLC的CPU本体可以发脉冲频率为50KHz，完全可以满足要求。
如果电机转动一圈为100mm，设定一个脉冲行走仍然是0.01mm，电机转一圈所需要脉冲数即为10000个脉冲，电机速度为1200转时所需要脉冲频率就是200K。
PLC的CPU输出点工作频率就不够了。
需要位置控制专用模块等方式。
有了以上频率与脉冲数的算法就只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。
P L C触摸屏控制伺服电机程序实例(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--PLC触摸屏控制伺服电机程序设计摘要：以三菱公司的FX3U-48MT-ES-A作为控制元件，GT1155-QFBD-C作为操作元件直接控制三菱伺服电机的具体程序设计。
关键词：PLC; 触摸屏; 伺服电机伺服电机又称执行电机，它是控制电机的一种。
它是一种用电脉冲信号进行控制的，并将脉冲信号转变成相应的角位移或直线位移和角速度的执行元件。
根据控制对象的不同，由伺服电机组成的伺服系统一般有三种基本控制方式，即位置控制、速度控制、力矩控制。
本系统我们采用位置控制。
PLC在自动化控制领域中，应用十分广泛。
尤其是近几年PLC在处理速度，指令及容量、单轴控制方面得到飞速的发展，使得PLC在控制伺服电机方面也变得简单易行。
1控制系统中元件的选型的选型因为伺服电机的位移量与输入脉冲个数成正比，伺服电机的转速与脉冲频率成正比，所以我们需要对电机的脉冲个数和脉冲频率进行精确控制。
且由于伺服电机具有无累计误差、跟踪性能好的优点，伺服电机的控制主要采用开环数字控制系统，通常在使用时要搭配伺服驱动器进行控制，而伺服电机驱动器采用了大规模集成电路，具有高抗干扰性及快速的响应性。
在使用伺服驱动器时，往往需要较高频率的脉冲，所以就要求所使用的PLC能产生高频率脉冲。
三菱公司的FX3U晶体管输出的PLC可以进行6点同时100 kHz高速计数及3轴独立100 kHz的定位功能，并且可以通过基本指令μs、PCMIX值实现了以倍的高速度，完全满足了我们控制伺服电机的要求，所以我们选用FX3U-48MT-ES-A型PLC。
伺服电机的选型在选择伺服电机和驱动器时，只需要知道电机驱动负载的转距要求及安装方式即可，我们选择额定转距为 N·m，额定转速为3 000 r/min，每转为131 072 p/rev分辨率的三菱公司HF-KE73W1-S100伺服电机，与之配套使用的驱动器我们选用MR-E-70A-KH003伺服驱动器。
