基于PLC模拟控制的多点加载电液比例控制系统研究

论文摘要

基于大型建筑构件难于进行实际检测力学结构性能的特点,本课题提出采用多点连续加载对模型试验梁进行结构性能分析方法。在详细了解国内外相关试验机的研究与应用基础上,首次提出了电液比例控制进行多点、多分路的加载和控制的结构模型试件试验机方案,并对此开展了分析研究工作。本文在对电液比例控制系统工作原理进行了解基础上,深入分析了加载系统中液压部件在静、动两种状态时的性能,确定了分路多点加载电液比例控制系统作为试验机的液压系统。根据试验现场的情况对试验梁进行了应力、应变分析,运用所学的材料力学知识计算出受负载时试验梁的挠度和转角变化情况,通过有限元分析形象直观的了解受到外部载荷时试验梁的变形情况。本文采用的是PLC来控制试验机加载系统,在了解PLC的工作原理和特点基础上,对试验机加载系统的软硬件部分进行了深入的研究。硬件部分主要是对系统中的各个器件与PLC的连接方式进行了分析,并设计出了相应的电路图；软件部分主要是对试验机加载系统中可编程控制系统进行了研究,其中主要对STEP7-Micro/WIN软件的说明和分析,利用Simulink软件对电液力控制系统进行了仿真。同时,分路多点加载试验机样机成功试用进一步验证了连续构件的结构试验加载方案的可行性和合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 本课题研究国内外发展现状
• 1.3 课题的来源及解决的问题
• 1.4 研究方法及内容
• 2 分路多点加载电液比例控制系统的分析
• 2.1 课题的引出
• 2.2 多点加载电液比例控制系统的工作原理和性能分析
• 2.3 电液力控制系统的研究
• 2.4 本章小结
• 3 建筑试验梁多点加载的受力分析
• 3.1 混凝土梁在受到负载力时的分析
• 3.2 混凝土梁在受到负载力时的有限元分析
• 3.3 本章小结
• 4 多点加载系统中PLC的工作原理和特点
• 4.1 PLC的引入
• 4.2 多点加载系统控制过程中的PLC系统结构分析
• 4.3 多点加载控制系统中PLC的工作原理
• 4.4 PLC在试验机加载系统中的应用
• 4.5 多点加载控制系统中PLC控制的特点
• 4.6 本章小结
• 5 多点加载系统硬件系统的研究
• 5.1 硬件设计要求
• 5.2 主系统硬件的构成及说明
• 5.3 系统硬件设计的实现
• 5.4 试块加载过程中PLC控制系统可靠性的分析
• 5.5 本章小结
• 6 多点加载系统软件系统的研究
• 6.1 系统软件设计要点
• 6.2 软件设计总体流程图
• 6.3 数据的存取
• 6.4 STEP7-Micro/WIN编程软件说明
• 6.5 试验机加载系统软件分析
• 6.6 基于Simulink的PID仿真
• 6.7 本章小结
• 7 系统整机运行分析
• 7.1 现场装配及调试图片采集
• 7.2 现场的实验结果
• 7.3 调试步骤及过程
• 7.4 运行状况分析
• 8 结论与展望
• 8.1 主要结论
• 8.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况