Fluidsim作為液壓實驗系統監控軟件的應用

2012-12-21 06:03:24祁晗

裝備制造技術 2012年5期

關鍵詞：動作

祁晗

（紹興文理學院元培學院，浙江紹興 312000）

筆者帶液壓與氣壓傳動實驗所用的YCS-C 智能液壓綜合實驗臺，可完成液壓回路搭建、液壓元件測試的任務，其監控軟件是用力控的組態軟件開發的。監控畫面中的液壓回路，可表明液壓系統工作時的液體流向，與各控制閥的工作位置及油缸的行程，其工作原理是通過OPC 技術與PLC 相連，從而讀取或寫入I/O點信號，并使用VBscript 腳本語言控制圖形元素的運動。在實驗教學中發現，存在以下不足：

一是其監控界面的開發時間長，且圖形元素不規范；

二是無模擬計算功能，例如節點壓力、油缸位置、流量都無法顯示，無法用于液壓系統設計；

三是利用腳本語言控制圖形元素，非PLC 程序或者繼電器梯形圖來控制，無法實現線下PLC 模擬功能。

Fluidsim Hydraulic 是一款優秀的用以進行液壓元件、液壓回路及電氣控制系統如梯形圖的學習、設計及其模擬仿真的軟件。其作為試驗臺的監控軟件，可以彌補以上不足。

本文首先簡單描述Fluidsim 實現監控與線下仿真的工作原理，然后以壓力繼電器控制的順序動作回路為例，來描述其監控界面的開發過程，其中包括Fluidsim 與plc的通訊，最后總結其優缺點，并提出進一步的思考。

1 監控與線下仿真的實現

1.1 監控的實現

如圖1計算機與PLC 基于OPC 技術實時通訊，本實驗臺的PLC為MITSUBSHI的FX1n-24MR，OPC服務器是采用TAKEBISHI的DeviceXPlorer MELSEC OPC server,OPC 服務器可以與Fluidsim 提供的接口OPC 元件即輸入輸出模塊（Fluidsim in 與Fluidsim out）通訊，在Fluidsim 內部Fluidsim OPC 元件可以直接驅動Fluidsim 液壓元件繪制液壓原理圖模塊的相關運動，也可被Fluidsim 電氣元件繪制梯形圖模塊所驅動，實現監控功能。

圖1 Fluidsim 監控原理圖

1.2 線下仿真的實現

Fluidsim 液壓元件繪制液壓原理圖，電氣元件繪制梯形圖，可以用梯形圖直接對液壓原理圖進行控制實現線下仿真功能。鑒于Fluidsim 線下仿真功能為其基本功能，本文將結合實驗臺重點講述監控的實現。

2 監控界面開發流程案例分析

以壓力繼電器控制的順序動作回路為例，順序動作回路在機床液壓系統中應用廣泛，常見于鉆床，其動作順序為夾緊工件—鉆頭進給—鉆頭退出—松開工件，利用液壓系統工作過程中的壓力變化，來執行相關元件。

如圖2所示壓力控制順序動作回路，1 k、2 k為壓力繼電器，1 s為行程開關，其運行方式為按啟動按扭，電磁鐵1Y 得電，左缸活塞右行即夾緊工件，到右極限位置后，回路壓力增高，1k 動作，使電磁鐵3 Y 得電，右缸活塞右行即鉆頭進給。按返回按扭后1Y、3 Y 失電，4 Y 得電，右缸先退回原位即鉆頭退出，回路壓力增高，2 k 動作，使2Y 得電，左缸退回即松開工件，左缸退回原位1 s 行程開關動作，回到開始狀態。

圖2 壓力控制順序動作回路（Fluidsim 繪制）

2.1 編寫PLC 程序并下載

由表1對應觸點編寫圖3順序功能圖，然后利用起保停的順序控制梯形圖（如圖4）編寫程序，具體過程見參考文獻。

表1 程序I/O 口對應觸點

圖3 順序功能圖

圖4 起保停的順序控制梯形圖

2.2 Melsec OPC server的配置

PLC 與計算機串口連接，Melsec OPC server 工具欄中project 中insert 進new ports，這里要特別注意select port 中一定要選EZSocket（GX Developer），具體原因見參考文獻，依次插入device、group，其中注意波特率要跟plc 通訊設置的相同，最后插入tag（如圖5）選擇想要連接PLC 映像寄存器的地址與類型，這里分別建立input 連接X0，output 連接Y0，類型為字與Fluidsim 提供的接口OPC 元件相配合。