Fluidsim作为液压实验系统监控软件的应用

2012-12-21祁晗

装备制造技术 2012年5期

祁晗

（绍兴文理学院元培学院，浙江绍兴 312000）

笔者带液压与气压传动实验所用的YCS-C 智能液压综合实验台，可完成液压回路搭建、液压元件测试的任务，其监控软件是用力控的组态软件开发的。监控画面中的液压回路，可表明液压系统工作时的液体流向，与各控制阀的工作位置及油缸的行程，其工作原理是通过OPC 技术与PLC 相连，从而读取或写入I/O点信号，并使用VBscript 脚本语言控制图形元素的运动。在实验教学中发现，存在以下不足：

一是其监控界面的开发时间长，且图形元素不规范；

二是无模拟计算功能，例如节点压力、油缸位置、流量都无法显示，无法用于液压系统设计；

三是利用脚本语言控制图形元素，非PLC 程序或者继电器梯形图来控制，无法实现线下PLC 模拟功能。

Fluidsim Hydraulic 是一款优秀的用以进行液压元件、液压回路及电气控制系统如梯形图的学习、设计及其模拟仿真的软件。其作为试验台的监控软件，可以弥补以上不足。

本文首先简单描述Fluidsim 实现监控与线下仿真的工作原理，然后以压力继电器控制的顺序动作回路为例，来描述其监控界面的开发过程，其中包括Fluidsim 与plc的通讯，最后总结其优缺点，并提出进一步的思考。

1 监控与线下仿真的实现

1.1 监控的实现

如图1计算机与PLC 基于OPC 技术实时通讯，本实验台的PLC为MITSUBSHI的FX1n-24MR，OPC服务器是采用TAKEBISHI的DeviceXPlorer MELSEC OPC server,OPC 服务器可以与Fluidsim 提供的接口OPC 元件即输入输出模块（Fluidsim in 与Fluidsim out）通讯，在Fluidsim 内部Fluidsim OPC 元件可以直接驱动Fluidsim 液压元件绘制液压原理图模块的相关运动，也可被Fluidsim 电气元件绘制梯形图模块所驱动，实现监控功能。

图1 Fluidsim 监控原理图

1.2 线下仿真的实现

Fluidsim 液压元件绘制液压原理图，电气元件绘制梯形图，可以用梯形图直接对液压原理图进行控制实现线下仿真功能。鉴于Fluidsim 线下仿真功能为其基本功能，本文将结合实验台重点讲述监控的实现。

2 监控界面开发流程案例分析

以压力继电器控制的顺序动作回路为例，顺序动作回路在机床液压系统中应用广泛，常见于钻床，其动作顺序为夹紧工件—钻头进给—钻头退出—松开工件，利用液压系统工作过程中的压力变化，来执行相关元件。

如图2所示压力控制顺序动作回路，1 k、2 k为压力继电器，1 s为行程开关，其运行方式为按启动按扭，电磁铁1Y 得电，左缸活塞右行即夹紧工件，到右极限位置后，回路压力增高，1k 动作，使电磁铁3 Y 得电，右缸活塞右行即钻头进给。按返回按扭后1Y、3 Y 失电，4 Y 得电，右缸先退回原位即钻头退出，回路压力增高，2 k 动作，使2Y 得电，左缸退回即松开工件，左缸退回原位1 s 行程开关动作，回到开始状态。

图2 压力控制顺序动作回路（Fluidsim 绘制）

2.1 编写PLC 程序并下载

由表1对应触点编写图3顺序功能图，然后利用起保停的顺序控制梯形图（如图4）编写程序，具体过程见参考文献。

表1 程序I/O 口对应触点

图3 顺序功能图

图4 起保停的顺序控制梯形图

2.2 Melsec OPC server的配置

PLC 与计算机串口连接，Melsec OPC server 工具栏中project 中insert 进new ports，这里要特别注意select port 中一定要选EZSocket（GX Developer），具体原因见参考文献，依次插入device、group，其中注意波特率要跟plc 通讯设置的相同，最后插入tag（如图5）选择想要连接PLC 映像寄存器的地址与类型，这里分别建立input 连接X0，output 连接Y0，类型为字与Fluidsim 提供的接口OPC 元件相配合。