基于繼電器、PLC雙重控制液壓綜合實訓臺的研制

摘要 “液壓與氣壓傳動”、“電氣控制與PLC技術”是高職院校機械、電氣類專業重要的必修專業技術課程。本文根據職業教育的要求，基于液壓傳動課程教學的需要與液壓傳動的控制技術發展，自行設計制作PLC控制液壓傳動綜合實訓臺，該實訓臺實現了機、電、液的有機整合，著重學生的綜合職業能力培養，并給學生留有足夠的發揮空間，具有很好的開發柔性和擴展性。

關鍵字 實訓教學；液壓實訓臺；PLC控制

“液壓與氣壓傳動”、“電氣控制與PLC技術”是高職院校機械、電氣類專業重要的必修專業技術課程。根據高等職業教育的特點，在專業人才培養的過程中，要實現課程標準與崗位標準無縫對接，同時要在教學過程中培養學生的綜合職業能力。配合我院職業教育教學模式的改革，我們開發研制了“繼電器、PLC雙重控制液壓綜合實訓臺”。

1. 實訓臺的特點

我們研制的實訓臺是根據現代職業教育教學特點和最新的液壓傳動課程教學標準要求而設計的，既能滿足教學的需求，又能開出綜合設計型實訓項目，注重培養學生的創造性思維和動手能力。該實訓臺最大的特點就是具有機、電、液及計算機一體化綜合控制，采用繼電器和PLC兩種控制方式，根據教學項目選擇不同控制方式，具有開發柔性好、抗干擾性強及自動化程度高，并可根據教學需要，擴展PLC實訓，充分提高實訓臺的利用率。

本文主要闡述該實訓臺的電氣控制系統設計方案。

2. 實訓臺電氣控制系統設計

該實訓臺電氣控制系統設計建立在液壓實訓臺的機械結構以及液壓回路實訓內容等基礎上，根據實訓臺各液壓回路對電氣控制系統的要求，認真分析總結電氣控制系統的技術性能指標要求。

2.1 繼電器控制系統設計

實訓臺采用一只YB1-16/6定量泵和一只YBX-16變量泵作為系統泵源，各配一臺拖動電動機。繼電器控制系統主要由主電路、控制電路、及輔助電路（指示與照明電路）組成。

2.1.1 主電路

（1）、電源電路：系統主電路采用三相380V、50Hz交流電源。“四線制”供電（其接地柱與接地帶必須牢靠），在實訓臺面板上裝有電源指示燈HL。

（2）、電動機主電路：主電路電源通過交流接觸器KM1～KM2控制，為定量泵電動機M1、變量泵電動機M2供電。

（3）、變壓整流電路：由于系統中的電動機控制接觸器KM1、KM2的線圈采用AC110V，指示燈需要采用AC6V，液壓電磁閥電磁鐵及電磁閥控制繼電器采用DC24V供電，因此設置變壓器將AC380V變壓為AC110V和AC6V，另經變壓器及整流裝置提供兩個DC24V電源，分別為液壓電磁閥電磁鐵和電磁閥控制繼電器供電。

2.1.2 控制電路與輔助電路

控制電路與輔助電路分為定量泵電動機M1的控制電路、變量泵電動機M2控制電路、DC24V電源控制電路、保護環節、指示電路等環節，并通過裝設3個接線端子，可方便地在繼電器控制系統模塊下根據不同的實驗擴展液壓系統控制電路。詳見圖2-1所示。

2.2 PLC控制系統的設計

PLC控制系統電氣控制電路的設計，是在繼電器模塊電氣控制電路的基礎上進行，充分利用繼電器控制系統中的各種電器元件，其控制過程的電器元件均采用繼電器控制系統中的相同功能元件。由圖2-1可見，本實訓臺在控制方面具有以下特點：

（1）、主電路與控制電路：所有電路、元件與繼電器控制模塊共享。

（2）、PLC控制與繼電器控制的轉換：為防止兩電路互相影響，設置PLC/繼電器控制轉換電路，通過轉換開關SA2，控制繼電器KA3、KA4得電與失電，從而選擇PLC控制或繼電器控制。

（3）、PLC供電電源控制：PLC的供電電源是市電，其電源輸入電路由KA4的常開觸頭控制，當選擇PLC控制模式時，PLC方可通電運行。

2.2.1 PLC系統輸入/輸出信號分析

在電氣控制設計的基礎上，結合具體教學與實驗項目的要求，對PLC的輸入/輸出信號進行分析如下：

（1）、開關量輸入信號分析。開關量輸入信號有定量泵和變量泵能夠分別進行起動和停止控制，實訓臺上設置 6個行程開關SQ1～SQ6（根據不同實驗選用）和1個壓力繼電器開關以及預留若干輸入信號端等。經分析，實訓臺固定開關量輸入信號共有11個。

（2）、開關量輸出信號分析。開關量輸出信號有定量泵、變量泵電機控制接觸器KM1、KM2的驅動繼電器KA1、KA2以及液壓回路中各電磁閥的驅動繼電器等。經分析，實訓臺固定開關量輸出信號共有2個。

（3）、模擬量輸入/輸出信號分析。調速回路中壓力傳感器和速度傳感器信號，以及比例調速閥和比例溢流閥輸出控制，都屬于模擬量信號，前2個為模擬量輸入，后2個為模擬量輸出。

3. 實訓臺的應用

該實訓臺可以實現繼電器控制和PLC控制雙重控制，可根據不同的實驗項目要求，組成不同的電液控制回路，并根據控制功能的邏輯要求，在計算機上編制相應控制程序傳送到PLC中，就可以實現不同的實驗項目的控制要求。實訓臺的功能得到了擴展。

通過該實訓臺，可以培養和提高學生的設計能力、動手能力和綜合運用能力，以學生為主體，通過教學項目，提高學生的實踐動手能力，啟迪創新思維，培養解決工程實際問題的能力。

4.作者簡介

張文匯，1971年5月出生，碩士學位，新疆應用職業技術學院講師，