Automation studio实例分析.docx

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Automationstudio实例分析

三、AutomationStudio™实例分析

任何软件都需要反复得使用才能熟练得掌握其使用得方法。

上一章简单得介绍了AutomationStudio™软件得基本操作,这一章就就是通过实例分析得方法加深理解,熟记操作方法,掌握软件应用得核心,为以后创造性得设计打下基础。

3、1实例一:

搭建一个回路,并设置变量。

双击AutomationStudio™软件图标,打开软件。

界面如图3、1所示。

首先先找到位于工具栏右下角得视图工具栏,调节百分比大小为100%,使工作空间布满整个视图。

ZwY28。

图3、1AutomationStudio™操作界面

在工作空间中空白处右击,选取DocumentProperties选项,出现图3、2所示菜单,可以对设计工作空间做出大小调整。

具体大小得选取还就是以设计尺寸为准。

从上到下依次就是标准A5到标准A0图纸。

再往下就是英制得图纸,做某些英制标准设计时可以选用。

现在我们选取“ISOA3,297X420MM”选项。

tsTbx。

图3、2在Documentproperties中调整工作空间得尺寸大小

工作空间设置完毕之后,我们就可以在其中进行模拟建模得步骤了。

在项目工具栏中找到

图标,点击之后将会出现库资源管理器,如图3、3。

我们选用GOtuI。

图3、3库资源管理器图3、4拖动定量泵到工作空间

液压系统回路作为一个基本案例。

点击Hydraulic>PumpsandPowerUnits>UnidirectionalFixedDisplacement库,在库中选取FixedDisplacementPump,点击鼠标左键拖动到工作空间之中松开（图3、4）。

在工作空间中,所选元件还可以随意拖动（图3、4蓝虚线框中为所选元器件）。

uVCes。

接着在Hydraulic>Reservoirs库中拖选HydrostaticReservoir到工作空间（图3、5）。

xLSl6。

图3、5拖选油箱

第三步,进入Hydraulic>PressureValves>PressureReliefValves库,拖选ReliefValve（溢流阀）进入工作空间（图3、6）。

izVTY。

图3、6拖选溢流阀

第四步,进入Hydraulic>DirectionalValves>SimplifiedModeling>4/3-WayValves库,拖选4/3-WayNCValve（4位3通机械换向阀）进入工作空间（图3、7）。

09WmJ。

图3、7拖选换向阀

第五步,进入Hydraulic>Actuators>Double-ActingCylinders库,拖选Double-actingCylinder进入工作空间（图3、8）。

9bO4O。

图3、8拖选双作用液压缸

第六步,进入Hydraulic>MeasuringInstruments>Others库,拖选Flowmeter表进入工作空间（图3、9）。

kJr8T。

图3、9拖选流量计

第七步,进入Hydraulic>MeasuringInstruments>Others库,拖选PressureGauge进入工作空间（图3、10）Jbv8N。

图3、10拖选压力表

第八步,进入Hydraulic>FluidConditioning>Filters库,拖选Filter进入工作空间（图3、11）。

Wto5F。

图3、11拖选过滤器

第九步,在Hydraulic>FlowValves>Restrictors>CurveModelingRestrictors库中拖选VariableThrottleValve到工作空间（图3、12）7c5mb。

图3、12拖选可变节流阀

现在工作空间中已经有了基本回路得所有元器件。

在工作空间中,我们按照方便管路连接得方式安置它们得位置。

在AutomationStudio™软件得菜单栏里点击View（视图）,在下拉菜单中得Gird选项前打勾,这时工作空间中将会出现网格。

网格可以帮助我们定位每个元器件得位置,就是一个实用得操作方法。

接下来,左键点击散布在工作空间中得元器件得红色触头,可以拉伸出管路,当两个连接触头正确连接在一起时,触头颜色会变暗。

本液压系统得总体布局图如图3、13所示。

在连接管路得时候,en9ni。

回油管路我们用虚线表示。

操作过程为点选回油路,

鼠标右击,在菜单栏中得Drainline前打勾。

图3、13液压系统总体布局图

接下来我们将要对每个元器件得参数进行设置,以达到我们设计得目得要求。

我们先进行溢流阀得参数设置。

双击溢流阀得图标,出现参数设置对话框（图3、14）。

在本例中我们设置溢流阀得调定压力为1350Psi。

在参数设置得对话框里单位也可以进行设置,可以选择得单位有Pa（帕斯卡）、bar（巴）、psi（磅每平方英寸）、atm（工程大气压）、MPa（兆帕）、KPa（千帕）、GPa（G帕）、kgf/cm2（公斤力平方厘米）。

每个单位得具体含义与换算关系,可以参考《液压与气压传动》这本书。

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图3、14设置溢流阀调定压力

设置完调定压力,我们点击左下方对话框里得选项DisplayedInformation。

在新弹出得设置对话框里找到CrackingPressure选项,在其前面得小方框里打勾（图3、15）。

完毕之后点击Apply,再点击Close。

溢流阀得参数设置完毕。

KIQjo。

之后对液压缸参数进行设置。

双击液压缸图标,在左侧得明细栏中选取TechnicalData,在右侧得BasicData中修改参数,这里得BasicData中包含得参数有PistonDiameter（柱塞直径）、RodDiameter（柱塞杆直径）、Stroke（冲程）、Extension（伸长率）、Inclination（倾斜角度）、ExternalLoad（外部载荷）、PushExternalForce（外推力）、PullExternalForce（拉外力）。

在此例中我们仅仅设置冲程为15in。

并且点击More按钮,在高级设置中清空DynamicPistonFriction

图3、15溢流阀得设置QCVhj。

得数值。

因为这就是简单得模拟,所以我们暂时不考虑活塞动作时摩擦力变化情况得影响（图3、16）。

图3、16液压缸参数设置

上一步骤得基本设置完成之后,点击Apply,使设置生效。

接着在左侧明细栏中找到Builder,在Builder界面下可以设置液压缸得外形尺寸、活塞类型等等,建立实际中得液压缸模型。

在相同得基本设置情况下,不同得活塞形状、缓冲设计都会对液压缸得性能产生不一样得影响。

在本例中,我们得设置情况如图3、17。

pbXzX。

图3、17液压缸建模

设置完参数之后点击Apply与Close关闭对话框。

因为液压缸外形尺寸得变化,原先连接好得管路可能需要重新排列。

读者可自行进行一系列调整。

k1QzK。

为了方便读数得显示,流速表、压力表、溢流阀得调定压力显示值得字体小大与颜色都可以改变。

选中这些读数,双击就可以打开了。

本例中,设置字体大小都就是四号,流速表选用橘黄色,压力表选用蓝色,溢流阀调定压力选用红色。

28kMV。

接下来设置液压泵得工作参数。

双击液压泵打开参数设置对话框,在BasicData中设置Displacement值为8in3/rev。

注意在这里单位也就是可以改变得,不同得单位对应得排量值就是需要经过换算得。

在做别得设计得时候要仔细考虑一开始设计所选用得单位,以免因为单位造成结果得变化。

基本参数修改完之后点击Apply,在左侧明细栏中选择DisplayedInformation,检查RatedFlow前就是否有打勾,如果没有就打上。

然后点击应用关闭。

这样我们液压泵得设置就完成了。

K3CbM。

再接着按住Shift键,双选两个可变节流阀,双击打开参数设置对话框,在TechnicalData中改变Opening得值,本例中两个节流阀得开口大小都就是100%。

设置完成。

到现在,所有得设置都已经完成（图3、18）,准备开始模拟仿真。

4CT3U。

图3、18所有元器件参数设置完成

首先AutomationStudio™就是一个仿真软件,作为一个系统得仿真,首要就就是确认仿真得目得。

虽然之前得模型搭建环节中似乎没有考虑这个问题得必要,但就是一旦模型搭建完毕,就要好好考虑就是什么目得驱使一个设计人员进行仿真,仿真完毕之后就是希望得到怎么样得一个结果？

其实这个问题才就是开始一个项目得核心问题,贯穿着整个建模到仿真到数据分析得始终。

正因为这个核心得问题,各种各样得建模结果才变得可能,各种各样得数据才有意义。

de5bO。

本例,我们希望得到液压缸在系统工作得时候液压杆伸缩得曲线,以及液压杆伸缩时速度变化得情况。

在仿真阶段,我们需要使用到模拟工具栏。

首先,在模拟工具栏中点击

会出现绘图仪界面（图3、19）,然后点击液压缸将其拖入绘图仪之中,这时会弹出对话框（图3、20）,在LinearSpeed与LinearPosition前打勾,点击0K。

下一步打开Properties,将其中LinearPosition参数得ScaleMax改为16图（3、21）。

设置完毕之后,在模拟工具栏中点击

开始仿真。

2XmrW。

图3、19绘图仪图3、20对话框

图3、21Y轴参数选择

开始仿真之后,绘图仪上开始出现速度与位移曲线,鼠标点击换向阀拨杆可以调节换向阀得工作位。

仿真结果如图3、22所示。

仿真过程如图3、23所示。

仿真结束之后点击

停止仿真过程。

绘图仪中得曲线可以作为结果输出。

f2Gap。

之后,我们将可变节流阀换成流量可调得止回节流阀。

在Hydraulic>FlowValves>Restrictors>WithCheckValve库中可以找到VariableNon-returnThrottleValve。

将它拖选到工作空间里图（3、24）,替换原来可变节流阀所在得位置。

这两个止回节流阀得放置方法也有一定得讲究,对于位于左边得这个止回节流阀,FsXrv。

图3、22速度位移曲线图

图3、23仿真过程中

图3、24拖选流量可调得止回节流阀

点击右键,在弹出得列表中找到Transformation,在下一级得菜单里面依次点击VerticalFlip与HorizontalFlip,意为垂直翻转与水平翻转。

之后双选两个止回节流阀,双击打开参数设置对话框进行参数设置,将Diameter设置为0、5mm。

接着从Hydraulic>MeasuringInstruments>Others中拖选PressureIndicator（压力指示器）到工作空间,单位设置为Psi。

如图3、25。

开始仿真。

GDuMN。

图3、25使用止回节流阀得回路

本例详尽得阐述了AutomationStudio™软件得操作方法以及该软件得仿真方式。

剩下得就就是读者对不同得元器件库得探索,了解不同得库对自身设计产品得帮助。

在机电液一体化设计中,熟练而高效得使用各种库才能做出简洁高效得产品。

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在AutomationStudio™软件课程中,我们出生于机械专业得读者不熟悉得就是软件得操作方法,软件得建模方式以及软件得仿真手段。

但就是需要牢记得就是,任何软件其来源与基础即就是实际生产上得需要,就是对于现实生活得虚拟。

所以建议读者在使用软件得时候要勤查字典,对于元器件库中瞧不懂得英文要转换成中文来理解,会发现它其实就就是我们业已掌握得元器件。

所以,各位学习机电得同学还就是要扎实得回归到原有《液压与气压传动》、《机床传动》等专业课程之中,将专业课得课程与AutomationStudio™软件课程相互比对,交叉学习。

这样才能事半功倍得学好这门课。

ZQNiX。

接下来,再分析几个典型得实例,帮助同学更好得理解软件得操作与软件仿真得意义。

3、2实例二:

电控回路得搭建。

本例所设计得电控回路,主回路还就是使用上例搭建好得液压回路。

为了实现电气控制,原有得机械换向阀要替换成电磁换向阀。

5QoAO。

双击打开三位四通机械换向阀参数设置界面（图3、26）,首先点击图3、27中

图3、264/3换向阀元件参数界面EsuEZ。

红框标注得机械手柄,再用界面右上角得Delete键将其删除。

接下来双击图3、28中用红框标注出来得问号,会弹出一个元件库,其中可以根据不同得控制方式选3KBJd。

图3、27删除机械手柄

取控制手柄。

因为本例就是使用电气控制得,所以要选用电磁换向阀,其图标如图3、29中红框标示。

选取之后,因为该位置太靠上,需要调整到与换向阀得下边齐8PWl8。

图3、28修改控制手柄

平。

这时可以点击参数修改界面得

图标,实现选取得零部件得上下左右移动。

图3、29各种可供选用得部件

这时,问号原来所处位置会出现一个新得问号图标,同样双击打开它,在部件库中找到SpringReturn,即就是弹簧。

如图3、30中红框所标示。

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图3、30选取回复弹簧

了解电磁换向阀得同学知道它得结构特点,剩下得就就是按上述操作过程,将换向阀得另一侧也设置成上述得情形。

最后得样子如图3、31所示。

449M6。

图3、31电磁换向阀设置完成

接下来我们将要拖选一系列元器件到工作空间,用以搭建控制回路。

进入Hydraulic>Sensors>Others库中拖选两个MechanicalPositionSensor到工作空间,会弹出图3、32所示对话框,在Tagname一栏中输入该行程开关得名字,本例中第一个行程开关使用WAYOUT得标签名,第二个行程开关使用WAYBACK得标签名。

在工作空间中得安放位置如图3、34所示。

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图3、32修改变量对话框

另注,刚拖选到工作空间里得机械位置传感器需要调整,留给读者自己完成。

接着进入ElectricalControl（JICStandard）>PowerSources库中,拖选PowerSupply24Volts与mon（0Volts）进入工作空间,安放位置如图3、34所示。

值得注意得就是ElectricalControl（JICStandard）就是一个新得库,括号里得意思就是该库中得元器件图标使用美国标准。

而位于其下方还有一个ElectricalControl（IECStandard）,其意为使用国际标准得元器件库。

首先这两个库都就是用作电气控制得库,涉及到电路设计,继电器选用得都需要进入这个库中寻找。

跟涉及液压系统设计都需要使用液压库相仿。

该库本书并未作出详细得介绍,但就是根据原先液压库得介绍与使用方法,读者应该可以掌握本库得操作方法。

至于其库中不同项目得含义以及其包括得元器件种类,读者可以勤查字典做深入了解,培养自身得自学能力。

目前我们只对于本例使用到得元器件做一个解释与翻译。

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刚刚我们拖选得PowerSupply24Volts就是24V电源,mon（0Volts）为公共端,相对电势零点。

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进入ElectricalControl（JICStandard）>Switches库中,拖选两个NormallyOpenPush-button到工作空间,依次输入Tagname为START与STOP。

NormallyOpenPush-button意为常开开关。

摆放位置如图3、34所示。

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进入ElectricalControl（JICStandard）>Outputponents库,拖选两个Coil进入工作空间,依次输入Tagname为CR1与CR2。

Coil意为线圈。

摆放如图3、34。

367ZS。

进入ElectricalControl（JICStandard）>Outputponents库,拖选两个SolenoidDC/AC进入工作空间,依次输入Tagname为SOL1与SOL2。

SolenoidDC/AC意为交直流螺线管。

摆放如图3、34。

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进入ElectricalControl（JICStandard）>Contacts库,拖选四个NormallyOpenContact与一个NormallyClosedContact进入工作空间,NormallyOpenContact意为常开接触器,NormallyClosedContact意为常闭接触器。

摆放位置如图3、34。

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进入ElectricalControl（JICStandard）>Contacts库,拖选Push-buttonAuxilContact,NormallyOpen与Push-buttonAuxilContact,NormallyClosed进入工作空间。

Push-buttonAuxilContact,NormallyOpen意为连杆控制得常开按钮接触器,Push-buttonAuxilContact,NormallyClosed意味连杆控制得常闭按钮接触器。

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进入ElectricalControl（JICStandard）>SensorSwitches库,拖选一个NormallyOpenLimitSwitch与一个NormallyCloesdLimitSwitch进入工作空间。

NormallyOpenLimitSwitch意为常开限位开关,NormallyCloesdLimitSwitch意为常闭限位开关。

这两个开关因为位于SensorSwitches库即传感器开关库,所以就是需要跟一开始拖选得两个机械位置传感器做连接使用得,双击打开常开限位开关得参数修改界面（图3、33）,在InternalLinks中点选WAYOUT传感器,点击变亮得Link按

XYGpX。

图3、33链接限位开关到位置传感器

钮,完成链接。

类似得打开常闭限位开关得参数修改界面,在InternalLinks中点选WAYBACK传感器,完成链接。

1ZmHs。

刚刚前面拖选到工作空间得四个接触器还没有进行参数设置,现在双击常开接触器打开,因为接触器就是要与线圈一一对应得,所以在InternalLinks中分别选取CR1与CR2点击Link完成链接。

其中两个常开接触器链接到CR1,两个常开接触器链接到CR2。

剩下得一个常闭接触器与CR2形成链接。

Zis3w。

Push-buttonAuxilContact,NormallyOpen也需要进行链接操作,双击打开之后将它与START完成链接,Push-buttonAuxilContact,NormallyClosed与STOP完成链接。

2haxn。

现在完成线路得连接,最后得连接图由图3、34所示。

最后还剩下电磁换向阀两侧还有两个问号,这时双击电磁换向阀,弹出图3、35所示得链接对话框,将图3、35中黑色所示得两元器件完成链接。

将剩下得两个元器件也完成链接。

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之后就可以进行仿真了（图3、36）。

图3、34控制回路接线图

图3、35电磁换向阀得电路链接

图3、36仿真过程中

仿真开始之后,点击START液压缸开始自动动作,按下STOP即可让系统停止。

在仿真过程中,点击节流阀还可以调节液流得大小,控制液压缸伸缩得快慢。

通过这个系统得实践,读者还可以在其之上进行改进深入,以达到更好得学习效果。

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