浅析恒力液压机测控系统设计

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1、2013年1O月机床与液压0ct．2013第41卷第19期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．19．031恒力液压机测控系统设计任善畚(大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028)摘要：恒力液压机能实现加载力、位移或其速率的恒定。测控系统以小型PLC为控制核心，位移测量采用光栅尺，并采用PLC中断程序进行4倍频处理以提高测量精度，压力测量采用带有通讯功能的高性能调理转换模块代替性能有限的PLC的A／D模块，显著提高了测量分辨率和精度。自编的PID算法充分发挥了PLC的性

2、能，提高了闭环控制精度。液压机的参数设定、显示由触摸屏完成，而长期的数据保存、输出由上位机实现。试验结果表明，测控系统达到了设计要求。关键词：恒力液压机；可编程序控制器；测控系统中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)19—111—3DesignofMeasurementandControlSystemforConstantForceHydraulicPressRENXiyan(CollegeofMechanicalEngineering，DalianJiaotongUniversity，DalianLiaoning116028，Ch

3、ina)Abstract：Constantforcehydraulicpresscanbeusedtorealizeconstantdisplacement，forceandthoserates．TheminiaturePLCwasusedasthecoreofthemeasurementandcontrolsystem．Thegratingrulerwasappliedtomeasuredisplacement，anditsmeasure—mentaccuracywasimprovedbymethodoffourfoldfrequencyproducedbyinter

4、ruptprogram．Measuringresolutionandaccuracyofthepressurewereimprovedsubstantiallybyhigh—performanceconditioningconversionmodulewithcommunicationinterface，insteadofPLC’SA／Dmoduleoflowperformance．PerformanceofPLCwasbroughtintofullplay，andclosed-loopcontrolaccuracywasimprovedbyselfmadePIDpro

5、gram．Settinganddisplayofpressparameterswerefinishedbyhumanmachineinterface．Thesewerestoredforalongandoutputtedbythehostcomputer．Theresuhsshowthatthemeasurementandcontrolsystemmeetsthedesignrequirements．Keywords：Constantforcehydraulicpress；PLC；Measurementandcontrolsystem恒力液压机是为某军品产生开发的专用液

6、压机，1液压机要求其要求是先恒定力或位移的加载速率，达到设定值恒力液压机力方面的性能要求按照《液压式万后保持该值不变。恒力液压机的测控方式与液压式能试验机》(GB／T3159-2008)1级标准制造：压力材料压力试验机相似，但用途不是材料试验而是产等级500kN，加荷速率0．3～10kN／s；位移0～420品生产，所以恒力液压机是具备试验机性能的生产mm，精度±0．01mm，速率快速20mm／s、慢速设备。0．2～1．0mm／s可调。材料压力试验机的测控系统有多种方式，以工控从上述要求看，对测控系统的检测、控制精度要机加上通用或自制多功能卡组成的居多，工控机求较高，但响

7、应速度要求较低。除了完成控制外，还要完成数据采集、处理储存等工2测控系统作。也有采用单片机或其他的处理器开发的测控系2．1系统组成统。，多应用于水泥强度试验机。由于PLC的性能测控系统组成见图1，采用40点小型PLC作为越来越强，采用PLC和触摸屏组成的测控系统在压主控制器，该机具备中断、高速计数、脉冲输出、浮力试验机中得到了应用，但PLC，特别是小型点运算等功能，指令丰富、程序和数据容量大。通过PLC的A／D模块分辨率、精度有限，其测量、控制安装通信插件，共有3个COM口，分别与触摸屏、精度较低。上位计算机、调理模块通讯。其D／A模块控