浅析应用西门子s7-200实现对液压绞车能量回收试验台闭环控制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第6卷第1期中国工程机械学报V01．6NO．12008年3月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYMar．2008应用西门子S7．200实现对液压绞车能量回收试验台闭环控制陆敏恂，徐志强，徐宝富(同济大学机械工程学院，上海201804)摘要：介绍一种非储能式能量回收的液压绞车试验台，利用西门子一200实现对其闭环控制以保证该绞车试验台绞绳压力以及绞绳速度在绳长1／3处的要求，对其他工程闭环控制的分析

2、研究也有一定的借鉴．关键词：西门子S7—200；可编程控制器；能量回收中图分类号：TH137．5；TP342．3文献标识码：A文章编号：1672—5581(2oo8)ol一0033—05S7—200一enabledclose—loopcontrolonanenergy—recyclingtest-bedforhydraulicwinchesLUMin—z。X己，Zhi—qiang，X己，Bao-f．(SchoolofMechanicalEngineering，Tong~University，Shanghai20180

3、4，China)Abstract：Inthispaper。atest—bedisinvestigatedintoanon-storageenergy—recyclinghydraulicwinch．Inaddi—tion．theS7—200一enabledclose-loopcontrolisdeployedtoguaranteethatthepressureandspeedworkontheone-thirdpositionofthewinchingrope．Asaresult，thisstudysetsabasi

4、sonotherengineeringclose-loopcon—tmlapproaches．Keywords：S7—200：programmablelogiccontroller；energyrecycling液压绞车试验台是用来检测不同厂家不同型号液压绞车质量及寿命的实验装置．如果在液压绞车试验台中运用能量循环利用新技术，那么可以在一定程度上减少能量浪费的问题，从而产生的经济效益是不容忽视的．可编程控制器(ProgrammableLogicController，PLC)是一种具有逻辑、定序、定时、计数、四则运算以

5、及P1D运算特殊功能的数字式工业顺序控制器，适用于间歇过程和机械加工过程的常规控制．应用S7—200闭环控制试验台工作行程，可以保证较高的控制精度，较好地完成控制要求[11．1建立数学模型1．1设计要求(1)辅卷筒规格：底径为600rnlTl，滚筒长度为1．2m．(2)标准增速箱传动比i2=63，最高转速设定为1500r．min_。，超过最高转速时需限速．(3)马达的工作压力为15MPa．(4)加载泵排量范围为：46～160m1．r。。，最高转速为3500r．min_。．(5)设计时，除1／3绳索处满足额定绞绳拉力速

6、度外，其他位置的绞绳拉力和速度均不作要求，液压作者简介：陆敏恂(1949一)，男，教授，博士生导师．E—mail：luminxun@mail．tongji．edu．cn维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com中国工程机械学报第6卷绞车基本参数见表1表1液压绞车基本参数表Tab．1Basicparametersofhydraulicwinch1．2建立数学模型，推导设计计算公式及计算[2]全液压绞车由液压马达、减速器、支撑轴、机架、卷筒以及带单向平衡阀的配流器组成．卷取工况如

7、图1所示，卷扬马达产生的转矩M通过减速器，减速增扭，传递到主卷筒上．主卷筒转动卷取钢丝绳带动辅卷筒转动．辅卷筒转动，通过增速箱，增速降扭，带动加载泵转动．为了便于计算，将起升马达和减速箱视为一个整体，作为当量的马达．1．2．1绳子拉力F1根据设计要求，马达当量扭矩由绳长1／3处的钢丝绳拉力所确定，扭矩公式为Mo=FD／2式中：Mo为当量马达扭矩，N·m；F为绞绳额定拉力(见表1)；D为1／3绳索处主卷简直径，数值为0．868m．代人数值可算出声一马达人口压力；nn_一马达输出转速；M一马达输出扭矩；F一绞绳拉力；Mn

8、=21700N．m一绞绳速度；D1一主卷简直径；D2一辅卷简直径；n厂加载泵转速；卷绳拉力为一加载泵排量；声厂加载泵出口压力FI：2Mo／43．4／。。一式中：D1为主卷简直径，D1=Do+(2n1一I)·d，D0为滚筒底径(见表i)，为主卷筒上钢丝绳缠绕层数，d为钢丝绳直径．1．2．2绳速根据设计要求，主卷简当量转速由绳长i／3处的钢丝绳速度