液壓氣動系統PLC控制入門與提高

本書從液壓氣動和PLC控制基礎入門知識講起,由淺及深,精選大量實際應用案例,詳細介紹了液壓與氣動PLC控制系統的具體應用,包括行程順序控制、時間順序控制、液壓缸同步控制、壓力控制、速度控制、位置控制、液壓泵站能源監控PLC系統、氣動閥島PLC控制系統等。還結合乾冰清洗車液壓PLC控制系統設計、同步頂昇平台液壓PLC控制系統設計等實例介紹了液壓氣動PLC控制系統的設計開發。

本書可供液壓氣動與PLC控制系統設計開發的工程技術人員使用,也可作為高校及培訓機構相關專業師生的參考書。

第1章　液壓與氣動技術基礎 1
　1.1　液壓系統工作原理與組成 1
　1.2　液壓泵 2
　　1.2.1　齒輪泵 2
　　1.2.2　葉片泵 3
　　1.2.3　柱塞泵 5
　1.3　液壓閥 6
　　1.3.1　單向閥與液控單向閥 6
　　1.3.2　換向閥 7
　　1.3.3　溢流閥 13
　　1.3.4　減壓閥 14
　　1.3.5　順序閥 16
　　1.3.6　流量控制閥 17
　　1.3.7　伺服閥 19
　　1.3.8　比例閥 20
　1.4　液壓缸 26
　　1.4.1　液壓缸的類型 26
　　1.4.2　液壓缸的典型結構 31
　1.5　液壓馬達 32
　　1.5.1　液壓馬達的特點及分類 33
　　1.5.2　液壓馬達的工作原理 34
　1.6　氣動技術基礎 38
　　1.6.1　方向控制閥與方向控制回路 38
　　1.6.2　壓力控制閥與壓力控制回路 42
　　1.6.3　流量控制閥與速度控制回路 45
　　1.6.4　其他常用氣動回路 46
　　1.6.5　氣動比例／伺服控制技術 47
　1.7　液壓與氣動系統設計概要 51
　　1.7.1　設計內容和步驟 51
　　1.7.2　設計要點 51

第2章　PLC控制技術基礎 53
　2.1　PLC概述 53
　　2.1.1　PLC的產生 53
　　2.1.2　PLC的定義與分類 53
　2.2　FX2N系列PLC 54
　　2.2.1　FX2N系列PLC模組 54
　　2.2.2　FX2N系列PLC內部繼電器和繼電器編號 57
　　2.2.3　FX2N系列PLC模組的接線 62
　2.3　三菱FX系列PLC指令系統及應用 65
　　2.3.1　PLC程式設計語言 65
　　2.3.2　基本指令 66
　　2.3.3　程式設計基本規則與技巧 69
　　2.3.4　基本電路程式設計 71
　2.4　三菱PLC步進功能及應用 80
　　2.4.1　步進指令 80
　　2.4.2　狀態轉移圖的程式設計方法 81
　　2.4.3　單流程狀態轉移圖的程式設計 82
　　2.4.4　多分支狀態轉移圖的程式設計 85
　2.5　三菱PLC程式設計軟體與模擬軟體及應用 88
　　2.5.1　GX Developer程式設計軟體 88
　　2.5.2　GX Simulator模擬軟體 89
　　2.5.3　程式設計與模擬軟體應用 90
　2.6　西門子S7-200PLC 92
　　2.6.1　S7-200PLC的結構 92
　　2.6.2　S7-200記憶體的資料類型與定址方式 94
　　2.6.3　基本邏輯指令 95
　　2.6.4　程式控制指令 100
　　2.6.5　PLC 順序控制程式設計 102
　　2.6.6　順序控制指令 103
　2.7　S7-200系列PLC功能指令 105
　　2.7.1　資料處理指令 105
　　2.7.2　算術和邏輯運算指令 109
　　2.7.3　表功能指令 112
　　2.7.4　轉換指令 113
　　2.7.5　中斷指令 115
　　2.7.6　高速處理指示 116
　2.8　S7-200PLC程式設計軟體及應用 117
　　2.8.1　程式設計軟體系統概述 117
　　2.8.2　STEP7-Micro/WIN32軟體功能 118
　　2.8.3　程式編制 120
　　2.8.4　調試及運行監控 122

第3章　液壓與氣動PLC控制典型應用 124
　3.1　液壓與氣動PLC控制概述 124
　3.2　行程順序控制 125
　　3.2.1　液壓與氣動系統行程順序控制 125
　　3.2.2　機床多缸順序控制PLC 系統 125
　　3.2.3　智慧扁平線寬邊繞線機PLC 順序控制系統 128
　　3.2.4　汽車變速滑叉支架裝配機氣壓系統及其PLC 控制 131
　　3.2.5　PLC控制的多工序氣動夾具 133
　　3.2.6　PLC控制的變送器自動測漏系統 139
　　3.2.7　氣動物流輸送及分揀系統的PLC 控制系統 143
　　3.2.8　基於PLC和觸控式螢幕的氣動機械手控制系統 146
　3.3　時間順序控制 149
　　3.3.1　液壓與氣動系統時間順序控制 149
　　3.3.2　液壓動力滑台PLC自動迴圈控制系統 150
　　3.3.3　碎紙屑壓塊機PLC順序控制系統 153
　　3.3.4　刨花板貼面生產線PLC順序控制系統 153
　　3.3.5　殼體類零件氣動鉚壓裝配機床 157
　　3.3.6　連杆清洗設備的氣動夾具 161
　3.4　液壓缸同步控制 165
　　3.4.1　液壓同步回路 165
　　3.4.2　橋樑施工液壓同步頂推頂升PLC系統 167
　　3.4.3　基於PROFIBUS的PLC分散式液壓同步系統 170
　3.5　壓力控制 177
　　3.5.1　液壓與氣動系統的壓力控制 177
　　3.5.2　鋼絲繩罐道自動張緊系統的壓力控制 177
　　3.5.3　四柱式液壓機PLC控制系統 179
　　3.5.4　鐵鑽工上扣程序控制系統 183
　　3.5.5　拋光機氣動PLC系統 187
　　3.5.6　飛機氣動元件綜合測試系統 189
　3.6　速度控制 193
　　3.6.1　液壓與氣動系統的速度控制 193
　　3.6.2　磨蝕係數試驗台電液比例速度控制系統 193
　　3.6.3　電液數位伺服系統 197
　　3.6.4　平網印花機液壓PLC 控制系統 199
　　3.6.5　澆注氣動PLC 系統 201
　3.7　位置控制 205
　　3.7.1　液壓與氣動系統的位置控制 205
　　3.7.2　電液比例位置控制數字PID系統 207
　　3.7.3　基於OPC Server的液壓伺服**定位系統 210
　　3.7.4　汽車起重機大高度高空作業平臺調平電液系統 213
　　3.7.5　基於PLC的自動絲網印花機控制系統 217
　3.8　液壓泵站能源監控PLC系統 219
　　3.8.1　液壓泵站 219
　　3.8.2　多泵液壓站PLC控制系統 220
　　3.8.3　大型定量泵液壓油源有級變數節能系統 223
　　3.8.4　絞車液壓變頻調速系統及應用 224
　3.9　氣動閥島PLC控制系統 226
　　3.9.1　閥島技術及應用 226
　　3.9.2　閥島在捲煙機組中的應用 228
　　3.9.3　閥島在鑽機氣控系統中的應用 231

第4章　液壓與氣動PLC控制系統設計開發 234
　4.1　PLC控制系統設計開發 234
　　4.1.1　PLC控制系統的應用設計步驟 234
　　4.1.2　PLC選型 235
　　4.1.3　PLC控制系統硬體設計 236
　　4.1.4　PLC控制系統軟體設計 239
　　4.1.5　PLC應用程式的常用設計方法 240
　4.2　乾冰清洗車液壓PLC控制系統設計開發 242
　　4.2.1　液壓系統設計 242
　　4.2.2　PLC系統主要硬體的選擇 245
　　4.2.3　控制系統結構 246
　　4.2.4　PLC控制程式設計 247
　　4.2.5　觸控式螢幕畫面設計 249
　4.3　液壓泵-馬達綜合試驗台的設計開發 251
　　4.3.1　液壓泵-馬達綜合試驗台功能需求 251
　　4.3.2　液壓泵-馬達綜合試驗台液壓技術方案 252
　　4.3.3　測試系統設計 255
　　4.3.4　PLC 控制系統設計 259
　　4.3.5　測試系統的軟體發展 263
　　4.3.6　測試系統的應用 267
　4.4　輪轂搬運機械手控制系統設計開發 271
　　4.4.1　機構設計 271
　　4.4.2　液壓系統設計 273
　　4.4.3　控制系統設計 275
　　4.4.4　PLC 控制程式設計 277
　4.5　基於三菱PLC和CC-link的氣動自動生產線系統的設計 283
　　4.5.1　系統總體設計 283
　　4.5.2　上料落料單元控制系統的設計 284
　　4.5.3　加蓋單元控制系統的設計 291
　　4.5.4　基於CC-link技術的自動化生產線系統網路設計 294

參考文獻 299

黃志堅，廣東工業大學，教授級高級工程師，黃志堅，現任廣東工業大學機電學院教授、碩士生導師，廣東省液壓氣動學會理事。長期從事專業技術工作，參與了珠鋼Fuchs電爐一CSP薄板坯連鑄連軋生產線的設計製造、安裝調試、使用維護、技術改進等工作，曾到德國Fuchs公司、SMS公司和墨西哥HYLSA公司等學習、考察鋼鐵冶金液壓潤滑設備相關技術。

主要研究方向為液壓潤滑技術、機電設備故障診斷與監測以及人工智慧應用等。曾獲省部級科技獎及地市級科技獎多項，發表論文80余篇，出版著作7部。相關研究獲獎如下：1.液壓故障診斷與監測方法研究 江西新余市96科技進步二等獎；2.注塑機微機模糊控制與監測系統研製 江西省97科技進步三等獎；3.大型注塑機PLC與比例控制研究 江西新余市97科技進步二等獎；4.CSP薄板坯連鑄機大包托臂液壓缸改進與國產化 中國機械工業2003科技三等獎；5.CSP連鑄連軋液壓系統故障智能與精密診斷 廣鋼集團2003科技進步一等獎；6.液壓故障智能診斷邏輯方法研究 中國機械工程學會01～02年度論文獎。