SBXQD-023PLC控制的液壓與氣動綜合實訓(xùn)裝備

一、概述

PLC控制的液壓與氣動綜合實訓(xùn)裝備是上海碩博公司根據(jù)高校機(jī)電一體化對氣、電、液控制的教學(xué)大綱要求，我公司液壓PLC控制與氣動PLC控制實訓(xùn)設(shè)備的優(yōu)點，采用了開放型綜合實驗臺結(jié)構(gòu)，廣泛征求專家教授與老師的意見，經(jīng)不斷創(chuàng)新改進(jìn)研制而成的。是目前集氣動控制技術(shù)、液壓傳動控制技術(shù)以PLC控制的理想的綜合性實訓(xùn)設(shè)備。實訓(xùn)可以讓學(xué)生直觀、感性地對比、了解氣、電、液各自具有的特點、特色、及優(yōu)缺點等。

液壓實訓(xùn)元件均為透明有機(jī)材料制成，透明直觀。便于了解掌握幾十種常用液壓元件的結(jié)構(gòu)、性能及用途。掌握幾十種基本實訓(xùn)回路的工作過程及原理。實訓(xùn)時組裝實訓(xùn)回路快捷、方便。氣動實訓(xùn)與液壓實訓(xùn)電氣主控單元配備2套PLC控制與2套繼電器控制，簡單實用。

1.液壓PLC控制綜合實訓(xùn)裝置

2.氣動PLC控制綜合實訓(xùn)裝置

二、實訓(xùn)臺組成

1、透明液壓與氣動PLC控制綜合實訓(xùn)裝置，實訓(xùn)裝置由實訓(xùn)臺、實訓(xùn)桌、電源模塊、PLC電氣控制模塊、繼電器控制模塊、控制按鈕模塊、時間繼電器模塊、液壓泵站、液壓元件、氣泵、氣動元件等組成（計算機(jī)根據(jù)學(xué)校要求另行配置）。

2、實訓(xùn)臺：雙面鋁材結(jié)構(gòu)平臺，采用敞開式結(jié)構(gòu)的操作板，各種液壓元件和氣動元件配有雙彈簧卡塑料快換底板，可靈活按插T型槽板上，學(xué)生用帶有快速接頭的連接管在各液壓元件氣動之間連接。連接方便簡單，再配上可編程控制器的控制，組成具有一定功能的液壓與氣動，具有很強(qiáng)的實操性，本實訓(xùn)臺還可以同時完成液壓和氣動的系統(tǒng)實訓(xùn)。根據(jù)需要課程需求，迅速組合成任意液壓系統(tǒng)或氣動系統(tǒng)的任意回路。

3、實訓(xùn)桌：鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)或全鋼框架結(jié)構(gòu)，實訓(xùn)桌下方設(shè)有抽屜與元器件儲存柜，用于存放元器件。

4、所有的液壓氣動元底部安裝了"一種塑料快速拆裝底板"可方便、隨意地將液壓氣動元件安放在鋁合金型材面板上（面板帶"T"溝槽形式的鋁合金型材結(jié)構(gòu)）。油路搭接采用快速接頭，拆接方便，不漏油。

5、電器元件：所用電器元器件全部采用國際國內(nèi)知名廠家元器件性價比高，性能穩(wěn)定，安全系數(shù)高。

6、實訓(xùn)系統(tǒng)采用專用獨立液壓實訓(xùn)泵站，配直流電機(jī)無級調(diào)速系統(tǒng)，而且電機(jī)速度控制系統(tǒng)內(nèi)部具有安全限速功能，可以對輸出的最高速度進(jìn)行限制。配有油路壓力調(diào)定功能，可以調(diào)定輸出壓力油的安全工作壓力。

7、實訓(xùn)控制方式多樣化：實訓(xùn)回路可運用機(jī)械控制、傳統(tǒng)的繼電器控制、先進(jìn)的PLC自動控制等多種控制技術(shù)，讓學(xué)員門全方位、多層次的深入了解液壓系統(tǒng)的控制多樣化，從而鍛煉學(xué)生的靈活應(yīng)用能力。

8、實訓(xùn)設(shè)備的擴(kuò)展性：實訓(xùn)配置方案可根據(jù)具體要求進(jìn)行配置，也可對實訓(xùn)設(shè)備增加相應(yīng)的模塊來實現(xiàn)對實訓(xùn)臺功能的擴(kuò)展，所有模塊都采用通用設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可方便、隨意的擴(kuò)展。

9、可編控制器（PLC）能與PC機(jī)通訊：實現(xiàn)電氣自動化控制、可在線編程監(jiān)控及故障檢測，以及可以運用PC機(jī)與PLC對液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的二次開發(fā)等。

10、設(shè)備的安全等級性：實訓(xùn)臺設(shè)計完全按照國家安全標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，所有電氣控制均有接地保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)等功能高低壓分開供電，液壓泵站采用低壓系統(tǒng)，安全供壓的基礎(chǔ)上完全滿足實訓(xùn)供壓，整套設(shè)備具有較高的安全使用性能。

三、主要技術(shù)參數(shù)

1、電源輸入：220V對地漏電電流超過30mA即切斷電源；

2、直流電源輸入AC220V  輸出DC24V/3-5A并帶有過載保護(hù)；

3、裝置容量：≤2kVA；

4、工作環(huán)境溫度：－5℃～40℃；

5、工作濕度：≤90%(40℃時)；

6、外形尺寸：1500mm×1000mm×1750mm

7、液壓泵站：

（1）系統(tǒng)額定壓力0.8MPa；

（2）定量齒輪泵-電機(jī)1套：采用內(nèi)軸一體式安裝，結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低；定量齒輪泵：額定流量6L∕min，壓力2.5 MPa；電機(jī)：功率450W，調(diào)速范圍0－1500r/min，外型尺寸：630mm×380mm×500mm。

（3）油箱：公頃容積30L；附有油溫液位計、過濾器、空氣濾清器、耐震壓力表，L-HL46號液壓油；

8、無油靜音空氣壓縮機(jī)：工作電源：AC220V；電機(jī)功率：550W,公稱容量24L,額定輸出氣壓0.7Mpa。 

9、液壓元件：

采用透明工藝加工而成，最大工作壓力2.0MPa。每個透明液壓元件皆配有底板，可方便、隨意地安放在操作面板上。油路搭接采用快換接頭，而且采用透明軟管，可清晰直觀看見油路的流動，不漏油。

10、電器控制單元：

（1）電源模塊：電源部分別配有一個380V電壓表、直流電壓表、電流表，監(jiān)視裝置的輸入交、直流電源及電流指示。啟動/停止按鈕主要用于控制液壓泵站與氣泵是否通電。配置急停按鈕等，提供電氣控制電路中的AC220V交流電壓、DC24V直流電壓。

（2）PLC主機(jī)模塊：主機(jī)選用西門子S7-1200主機(jī)，14路DC輸入／8路繼電器輸出,PLC模擬量擴(kuò)展模塊（8路）。

（3）配有控制模塊：PLC輸入、輸出模塊、PLC模擬量擴(kuò)展模塊；繼電器模塊；控制按鈕模塊；時間繼電器模塊；液壓元器件模塊；氣動元器件模塊等。

10、電磁換向閥：DC24V  .吸力30N

11、液氣壓仿真教學(xué)軟件及配套教學(xué)資源：

（1）提供了大量液壓和氣動標(biāo)準(zhǔn)元件的圖庫、工作原理剖視圖和詳細(xì)的功能描述，各種回路都逼真地模擬這些元件的工作過程及原理。

（2）并可在回路中設(shè)置相關(guān)元件的技術(shù)參數(shù)。能進(jìn)行液/氣壓知識的學(xué)習(xí)以及 回路的設(shè)計、測試和模擬。

（3）可設(shè)計并繪制符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的回路圖，包括：液/氣壓回路圖、電液/氣控制電路圖、液/氣電-控制回路。

（4）軟件能夠判別回路設(shè)計是否正確，并給出提示。

（5）便于在教學(xué)中老師的講解和學(xué)生對氣動元件工作原理的理解掌握。提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。

四、透明液壓基本實訓(xùn)回路

1、用手動換向閥的換向回路。

2、用中位機(jī)能換向閥的用鎖回路。

3、用液控平向閥的閉鎖回路。

4、壓力調(diào)定回路。

5、二級壓力控制回路。

6、用減壓閥的減壓回路。

7、用增壓缸的增壓回路。

8、用H型換向閥的卸載回路。

9、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。

10、回油節(jié)流調(diào)速回路。

11、調(diào)速齒輪泵的換向調(diào)速回路。

12、調(diào)速齒輪泵和調(diào)速閥組成的復(fù)合調(diào)速回路。

13、流量閥短接的速度換接回路。

14、用調(diào)速閥串連聯(lián)的二次進(jìn)給同路。

15、用調(diào)速閥并聯(lián)的二次進(jìn)給同路。

16、用順序閥的順序動作回路。

17、用壓力繼電回的順序動作回路。

18、用行程開關(guān)控制的順序動作回路。

19、用行程換向閥的順序動作回路。

20、串聯(lián)液壓缸的同步回路。

21、用先導(dǎo)型溢流閥控制的換向回路。

22、用單向閥的保壓回路。

23、用換向閥的保壓回路。

24、PLC控制的連續(xù)往返回路；

25、PLC控制的延時返回的單往復(fù)回路。

26、時間繼電器控制的順序回路

27、PLC編程軟件學(xué)習(xí)和使用

28、PLC與計算機(jī)的通訊，在線調(diào)試、監(jiān)控

29、PLC控制的液壓基本回路實訓(xùn)（優(yōu)化控制）

五、氣動基本實訓(xùn)回路

1、單作用氣缸的換向回路                 

2、雙作用氣缸的換向回路                

3、單作用氣缸速度控制回路

4、雙作用氣缸單向調(diào)速回路               

5、雙作用氣缸雙向調(diào)速回路               

6、速度換接回路                         

7、緩沖回路                              

8、二次壓力控制回路                     

9、高低壓轉(zhuǎn)換回路                        

10、計數(shù)回路                          

11、延時回路

12、過載保護(hù)回路

13、互鎖回路

14、單缸單往復(fù)控制回路

15、單缸連續(xù)往復(fù)動作回路

16、直線缸、旋轉(zhuǎn)缸順序動作回路

17、多缸順序動作回路

18、雙缸、同步動作回路

19、回缸聯(lián)動回路

20、卸荷回路

21、或門型梭閥的應(yīng)用回路

22、快速排氣閥應(yīng)用回路

23、殘壓排除回路

24、自動與手動運用回路

25、雙手操作回路

26、PLC控制的行程開關(guān)順序動作回路

27、PLC控制的連續(xù)往返回路

28、PLC控制的延時返回的單往復(fù)回路

六、透明液壓與氣動元器件清單

教學(xué)資源

七、液壓實訓(xùn)仿真

一、界面介紹

本軟件總共有2個界面，分別為登錄界面和實訓(xùn)界面，用戶需要在登錄界面填入正確的賬號和密碼才能進(jìn)入實訓(xùn)界面，實訓(xùn)界面包含有：閥塊介紹、模擬接線、模擬仿真、教學(xué)視頻。 

二、功能介紹

1：閥塊介紹

閥塊介紹中共計包含有18種液壓閥塊，每個閥塊又包含有：實物圖、剖視圖和文字介紹，用戶可以旋轉(zhuǎn)、放大縮小、平移閥塊模型，每個閥塊閥體都采用透明材質(zhì)，用戶可以直觀清晰地了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2：模擬接線

模擬接線包含有：實訓(xùn)項目選擇菜單、模型選擇區(qū)、工具選擇區(qū)、得分顯示區(qū)、錯誤提示區(qū)等。

·實訓(xùn)項目選擇區(qū)

液壓實訓(xùn)仿真總共包含了12個實訓(xùn)項目，分別是：1壓力調(diào)節(jié)回路、2二級壓力調(diào)節(jié)回路、3旁路節(jié)流調(diào)速回路、4溢流閥卸荷回路、5二位換向閥的卸荷回路、6差動連接快速運動回路、7節(jié)流調(diào)速回路、8鎖緊回路、9順序動作回路、10用壓力繼電器控制的順序動作回路、11用電器行程開關(guān)控制的順序動作回路、12液壓馬達(dá)控制。用戶根據(jù)不同實訓(xùn)項目的原理圖選擇相對于的模型和正確的接線方式。

·模型選擇區(qū)

模型選擇區(qū)共計包含有：三位四通電磁閥、三通閥、二位三通電磁閥、二位四通手控閥、二位四通電磁閥、先導(dǎo)式溢流閥、壓力檢測閥、壓力繼電器、單向閥、四通閥、液控單向閥、雙作用油缸、節(jié)流閥、行程開關(guān)、直動式溢流閥、順序閥、液壓馬達(dá)、調(diào)速閥、單作用油缸19種器件，用戶根據(jù)不同的實訓(xùn)項目需要選擇模型，如果選錯或者多選得分扣一分，如果已經(jīng)選擇模型還沒放到面板上，可以按ESC鍵取消該模型并重新選擇模型。模型菜單可以隱藏為用戶提供清晰的實訓(xùn)視角，需要放置模型時可以點擊顯示出來。

·工具選擇區(qū)

工具選擇區(qū)共計包含有導(dǎo)線和油管，線材又分為不同的顏色能讓用戶更容易區(qū)分線路。用戶需要按照原理圖進(jìn)行接線和油管，如果接錯扣一分并刪除該導(dǎo)線或油管。用戶可以在選出線材或油管后按ESC鍵取消該導(dǎo)線。工具菜單可以隱藏為用戶提供清晰的實訓(xùn)視角，需要使用工具時可以點擊顯示出來。

·得分顯示區(qū)

得分默認(rèn)為100，模型、導(dǎo)線或油管選擇錯誤時會扣1，用戶進(jìn)行實驗中切換到另一個實訓(xùn)項目時得分會恢復(fù)到100并清空之前實驗的模型和線材。

·錯誤提示區(qū)

當(dāng)模型放置錯誤、選擇多余或?qū)Ь€、油管接錯時會提示用戶對應(yīng)的錯誤信息 。

3：模擬仿真

模擬仿真界面包含有：實訓(xùn)項目選擇菜單、接線圖等。在每一個實訓(xùn)項目中系統(tǒng)會自動生成該實訓(xùn)的模型和線材，用戶可以在模擬仿真中進(jìn)行仿真，可以點擊漏保開關(guān)、啟動按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、手控閥手柄、開關(guān)按鈕或旋鈕來觀察各個器件的運動。

4：教學(xué)視頻

教學(xué)視頻包含有液壓現(xiàn)實中的應(yīng)用場景，能讓用戶更貼近現(xiàn)實地體驗到液壓氣動的知識。

八、PLC仿真軟件

前言

近年來，伴隨著我國職業(yè)教育的大力發(fā)展，越來越多的學(xué)子有機(jī)會進(jìn)入高等院校進(jìn)行深造。然而伴隨著學(xué)生人數(shù)的增多，學(xué)校的許多教學(xué)資源面臨嚴(yán)峻的考驗，特別是在師資以及實驗設(shè)備上表現(xiàn)得尤為突出。這明顯違背了職業(yè)教育強(qiáng)調(diào)"做與學(xué)一體化"培養(yǎng)技能型人才的目標(biāo)。與此同時，實驗設(shè)備因?qū)嶒烆l率的提高必然導(dǎo)致?lián)p耗的加劇，增加了教學(xué)成本，這也是各學(xué)校面臨的主要困難。為彌補(bǔ)PLC課程教學(xué)設(shè)備的不足，設(shè)計了一種基于不同品牌PLC的虛擬化仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以直觀、動態(tài)地模擬PLC在各種場景下的運行狀態(tài)，還可通過該系統(tǒng)直觀地顯示PLC以及其他傳感器的動作狀態(tài)。虛擬化系統(tǒng)的引入有效地解決了原先僅使用PLC仿真而造成的教學(xué)枯燥無味、程序抽象難懂的問題，實現(xiàn)了PLC運行過程所見即所得的動態(tài)演示效果，進(jìn)而達(dá)到較好的教學(xué)訓(xùn)練效果。

一、仿真功能

PLC仿真實訓(xùn)能和西門子、三菱、信捷、臺達(dá)等PLC實物進(jìn)行通信，用戶使用網(wǎng)線、串口通信線將電腦和PLC連接到一起。也可以與虛擬PLC進(jìn)行通信，用戶這樣就能讓學(xué)生在實驗室實物PLC數(shù)量不足的情況下每人都能用電腦進(jìn)行PLC編程仿真。一體化數(shù)字孿生系統(tǒng)采集到PLC的I/O輸入輸出，可以通過鈕子開關(guān)、輕觸開關(guān)、撥碼開關(guān)來改變PLC輸入的值，然后根據(jù)PLC輸出的值來控制相對應(yīng)的LED燈亮滅、數(shù)碼管顯示、電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

二、模塊功能

PLC仿真實訓(xùn)包含了：搶答器、音樂噴泉、裝配流水線、交通燈等20多種典型常用工程應(yīng)用模塊。用戶可以用鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)、縮放、移動各個模塊從不同角度更方便地查看模型。界面中還有詳細(xì)的I/O分配表、I/O狀態(tài)監(jiān)控，能讓用戶每時每刻監(jiān)控PLC輸入輸出狀態(tài)。

打開PLC綜合仿真系統(tǒng)后系統(tǒng)會進(jìn)入主界面，在主界面中用戶可以點擊開始仿真按鈕進(jìn)入模塊選擇界面。

PLC仿真實訓(xùn)在模塊選擇界面中共計有20多種模塊選項，用戶可以選擇所需要的模塊，用戶可以點擊下拉菜單查看更多模塊。選擇好模塊后用戶可以點擊左側(cè)的大圖標(biāo)按鈕進(jìn)入該模塊的模擬仿真。PLC仿真實訓(xùn)提供有：搶答器、音樂噴泉、裝配流水線等20多種模塊。

進(jìn)入模塊仿真后用戶可以看到該模塊的三維模型，用戶可以用鼠標(biāo)對該模型進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)操作，每個模塊上面都配有開關(guān)、LED燈等元器件，用戶可以點擊鈕子開關(guān)、輕觸開關(guān)、撥碼開關(guān)來切換開關(guān)狀態(tài)。用戶可以點擊實物PLC、虛擬PLC按鈕進(jìn)入對應(yīng)的仿真，用戶可以點擊顯示狀態(tài)監(jiān)控按鈕監(jiān)控當(dāng)前IO狀態(tài)，點擊打開IO分配圖顯示IO分配狀態(tài)。

用戶用鼠標(biāo)點擊開關(guān)時PLC程序里面對應(yīng)的I0.0狀態(tài)也會隨之發(fā)生改變，當(dāng)PLC程序中Q0.0狀態(tài)發(fā)生改變時該仿真軟件對應(yīng)的LED燈顯示狀態(tài)也隨之發(fā)生改變。用戶就可以直觀、動態(tài)地觀察PLC在各種場景下的運行狀態(tài)。

九、氣動實訓(xùn)仿真

一、界面介紹

本軟件總共有2個界面，分別為登錄界面和實訓(xùn)界面，用戶需要在登錄界面填入正確的賬號和密碼才能進(jìn)入實訓(xùn)界面，實訓(xùn)界面包含有：閥塊介紹、模擬接線、模擬仿真、教學(xué)視頻。

二、功能介紹

1：閥塊介紹

閥塊介紹中共計包含有14種氣動閥塊，每個閥塊又包含有：實物圖、剖視圖和文字介紹，用戶可以旋轉(zhuǎn)、放大縮小、平移閥塊模型，每個閥塊閥體都采用透明材質(zhì)，用戶可以直觀清晰地了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2：模擬接線

模擬接線包含有：實訓(xùn)項目選擇菜單、模型選擇區(qū)、工具選擇區(qū)、得分顯示區(qū)、錯誤提示區(qū)等。

·實訓(xùn)項目選擇區(qū)

氣動仿真總共包含了13個實訓(xùn)項目，分別是：1."或"邏輯功能的控制2."兩地"操作并聯(lián)回路控制3."與"邏輯功能的控制4.單作用氣缸的直接控制5.電控二位三通閥控制單作用氣缸換向回路6.高低壓轉(zhuǎn)換回路7.工作壓力控制回路8.互鎖回路控制9.換向回路10.氣缸同步動作回路11.雙手操作（串聯(lián)）回路控制12.順序控制回路13.速度控制 。用戶根據(jù)不同實訓(xùn)項目的原理圖選擇相對于的模型和正確的接線方式。

模型選擇區(qū)

模型選擇區(qū)共計包含有：三位五通電磁閥、二位三通氣動閥、二位三通電磁閥、二位五通氣動閥、二位五通電磁閥、單作用氣缸、雙作用氣缸、雙壓閥、快排閥、旋鈕機(jī)械閥、梭閥、氣源處理器、滾輪機(jī)械閥、調(diào)壓閥14種器件，用戶根據(jù)不同的實訓(xùn)項目需要選擇模型，如果選錯或者多選得分扣一分，如果已經(jīng)選擇模型還沒放到面板上，可以按ESC鍵取消該模型并重新選擇模型。模型菜單可以隱藏為用戶提供清晰的實訓(xùn)視角，需要放置模型時可以點擊顯示出來。

工具選擇區(qū)

工具選擇區(qū)共計包含有導(dǎo)線和氣管，線材和氣管又分為不同的顏色能讓用戶更容易區(qū)分線路。用戶需要按照原理圖進(jìn)行接線和氣管，如果接錯扣一分并刪除該導(dǎo)線或氣管。用戶可以在選出線材或氣管后按ESC鍵取消該導(dǎo)線。工具菜單可以隱藏為用戶提供清晰的實訓(xùn)視角，需要使用工具時可以點擊顯示出來。

·得分顯示區(qū)

得分默認(rèn)為100，模型、導(dǎo)線或氣管選擇錯誤時會扣1，用戶進(jìn)行實驗中切換到另一個實訓(xùn)項目時得分會恢復(fù)到100并清空之前實驗的模型和線材。

·錯誤提示區(qū)

當(dāng)模型放置錯誤、選擇多余或?qū)Ь€、氣管接錯時會提示用戶對應(yīng)的錯誤信息 。

3：模擬仿真

模擬仿真界面包含有：實訓(xùn)項目選擇菜單、接線圖等。在每一個實訓(xùn)項目中系統(tǒng)會自動生成該實訓(xùn)的模型和線材，用戶可以在模擬仿真中進(jìn)行仿真，可以點擊漏保開關(guān)、啟動按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、手控閥手柄、開關(guān)按鈕或旋鈕來觀察各個器件的運動。

4：視頻教程

教學(xué)視頻包含有氣動經(jīng)典實訓(xùn)項目實際操作步驟，能讓用戶更貼近現(xiàn)實地體驗到氣動的知識。