毕业论文之电液比例控制系统PLC程序设计.doc

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黄河科技学院毕业设计（论文）第II页

摘要

随着电子技术、计算机技术等的快速发展以及向工程机械领域的不断渗透，现代工程机械正处于机电液一体化的发展时代。

作为1种新的液压传动控制技术，电液比例控制将液压系统某些功能集成到电液比例控制器内，简化了液压系统的构成，提高了液压系统动作的稳定性和可靠性。

电液比例控制的理论研究和技术的发展已成为工程机械领域发展的一大趋势，是液压工业和控制工程1个新的技术热点和增长点。

在工科学院的许多试验设备中，经常需要对各种力学参量、物理学参量及运动过程进行控制。

这些设备中的许多动力源都是液压工作站，控制方法多通过购买市场的控制模块，实现控制过程的参数设置，从而完成控制过程。

这样就导致试验过程中学生对控制系统甚少了解，且科研任务的设计方案易受控制设备的限制而不能灵活变更等许多问题。

因此，在实验室的条件下建立1个灵活、开放式的电液比例控制系统，具有重要的现实意义。

搭建了电液比例控制系统，选用西门子S7300PLC实现其控制，对PLC通过软件编制了相关算法和控制程序，在实验台上完成了该位置控制系统的实验研究，对无干扰和有干扰工作条件下控制特性进行了分析比较，并对两种控制算法在无干扰和有干扰的情况下的仿真和实验结果进行了对比分析。

实验结果与仿真结果基本一致，但与仿真结果存在差异，主要表现在实际运行过程中有超调，系统对干扰不敏感，这主要与系统的机械惯性和液压系统的刚度较大有关；最后，对PLC与上位计算机的通讯做了一些研究，采用了西门子PLC中的自由口通讯协议，用VB6．0软件设计了通讯界面，实现了PLC与上位计算机之间的通讯，使得实验结果更加直观。

关键词：

电液比例控制，PID控制，PLC，通讯

I

ABSTRACT

Withthedevelopmentofthehydrauliccontroldevelopmentofthehydrauliccontroltechnology,electro-hydraulicproportionalcontroltechnologyhadbeenappliedformanyfieldsmoreandmore．Thearticleanalyzedtheprincipleandcharactersoftheelectro—hydraulicproportionalcontrolsystem．technology,electro-hydraulicproportionalcontroltechnologyhadbeenappliedformanyfieldsmoreandmore．Thearticleanalyzedtheprincipleandcharactersoftheelectro—hydraulicproportionalcontrolsystem．Itimprovedonthecontrolsystemtotheoriginalproportionalhydraulicsystemcontrolledbysignaluniteandreplaces．Nowthesystemcontrolledbytheprogrammablelogicalcontroller（PLC），andtheimportantstudytargetisproportionalhydraulicpositioncontro1．Theproportionalhydraulicpositionclose—loopcontrolsystemhasbeendesigned,andtheprojectschema,theexperiencesystemcompositionhadbeengiven。

Theloading-flowequationoftheproportionaldirectionvalve，controllingasymmetryhydrauliccylinder,wasanalyzed．Byrelatingtheforce．balanceequation,themathematicalmodelofthehydrauliccylindercontrolledbysymmetricalvalvewasgiven.Accordingtheseequations,themathematicalmodeloftheproportionalhydraulicpositioncontrolsystemwasbuiltanditsdynamiccharacteristicWSSanalyzed．ItalsodiscussestheregularPIDandfuzzy-PIDcontrolalgorithm,designthefuzzy-PIDcontroller,andusethiscontrolalgorithmtothepositioncontrolsystemforadjustingthesystem,buildthesystem’Smathematicalmodelusingtoolboxnamed“Simulink”ofMATLABsoftware．Moreever,suppositionalexperiencesbycomputerhavebeencarriedoutnotonlyhavingdisturbingbutalsonodisturbing．Contrasttheresponseeffectwithoutdisturbingandtheresponseeffectwithdisturbingofthepositioncontrolsystem,thesystemdynamiccharacteristicobtainedindifferentinputsignals．simulatingeffectpointedthatthesystemswithadjustingbycontrolalgorithmaresuperiortothesystemwithout

I

adjusting,suchasthequickresponse，adjustingability．Fuzzy-PIDcontrolalgorithmhadthesuperioritythePIDcontrolalgorithmandfuzzycontrolalgorithm,andmadethehydrauliccylinderdynamiccharacteristicbetter．Finally,therealexperiencecomponentswereconnectedanduseSimenss7—300PLCtorealizethecontro1．ByplanningrelatedprogramandcontrolalgorithminPLC，theexperiencesstudiesofthepositioncontrolsystemwerecompleted．Thecontrolcharacterswereanalyzedandcomparedfordifferentworksituation．Theexperienceeffectcomportedwiththesimulatingeffect．Butthedifferencewasconsisting．Themaindifferencehastwo．Onewasthattherealvaluewasbiggerthanthegivingvalue；theotherwasthatthesystemwasinsensitivetodisturbing．causewasmainlyrelatedtothemechanisminertiaandthehydraulicrigidity．Lastly,alittleofcommunicationhadbeenstudiedtothePLCwiththecomputer．Freecommunicationagreementwasadopted,andcommunicationinterfacewasdesignedbyVB6．0software．Andcommunicationalsorealized．Thisismadeexperienceparameterswaseasytomodifyandtheeffectwasvivid．Throughsimulatingandexperiment,resultprovedthatthisexperimentsystemcanfulfilltherequestofthecollegestudent．

KeyWords：

Tech-hydraulicproportionalcontrol，PIDcontrol，PLC,communication，

黄河科技学院毕业设计（论文）第V页

目录

1绪论……………………………………………………………...………………1

1.1课题研究背景…………………………………………………………………11.2电液比例系统概述………………...………………………................……….2

1.2.1电液比例控制技术.........……………………….……………………2

1.2.2比例控制技术发展历史………...………………………………….........…2

1.2.3电液比例控制系统及特点…………………………………........................3

1.3电液比例控制系统…………………………………………........………………5

1.4课程的内容与设计意义…………………………………………………….....7

2电液比例控制系统设计与分析…………………………………….........................7

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