液压伺服比例控制及PLC应用(第2版)

本书结合大量工程应用实例,系统介绍了液压伺服与比例系统PLC控制技术。主要内容包括:液压伺服与比例元件及系统的结构原理、控制技术和应用(涵盖电液伺服阀及控制器、电液比例控制阀、电液数字元件与智能元件、变量泵电液控制技术);PLC基本原理及应用(PLC结构原理与编程、三菱和西门子新型PLC控制应用);液压伺服与比例-PLC控制系统(压力控制系统、速度控制系统、位置控制系统、同步控制系统、机器人控制系统、能源监控系统等),以及液压伺服与比例-PLC控制系统中的传感器、人机界面和现场总线。 本书取材新颖、技术先进实用、案例丰富,涉及液压与PLC两个专业和多个应用领域。本书可供液压与PLC设计开发、设备使用与维修人员使用,也可作为高校相关专业师生的参考书。

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第1章　电液伺服控制技术及应用 / 1 　1.1　电液伺服阀 / 1 　　1.1.1　工作原理及组成 / 1 　　1.1.2　电液伺服阀的分类 / 5 　　1.1.3　典型结构 / 5 　　1.1.4　主要特性及性能参数 / 9 　　1.1.5　伺服阀的使用与维修 / 13 　1.2　电液伺服控制器 / 14 　　1.2.1　电液伺服控制器概述 / 14 　　1.2.2　电液伺服阀驱动电路 / 15 　　1.2.3　电液伺服阀电流显示电路 / 16 　　1.2.4　传感器调理电路 / 16 　　1.2.5　基于DSP 的电液伺服驱动器 / 16 　　1.2.6　电液伺服系统嵌入式数字控制器 / 22 　1.3　伺服液压缸及其伺服控制系统 / 25 　　1.3.1　伺服液压缸概述 / 25 　　1.3.2　闭环控制数字液压缸及其控制系统 / 26 　　1.3.3　机器人液压伺服系统 / 29 　　1.3.4　数字泵控缸位置伺服系统 / 34 　1.4　液压马达速度伺服系统及应用 / 35 　　1.4.1　液压马达速度伺服系统的种类、原理及特点 / 35 　　1.4.2　电液伺服马达控制系统的应用 / 39 第2 章　电液比例控制阀及应用 / 42 　2.1　电液比例控制阀概述 / 42 　　2.1.1　比例控制原理 / 42 　　2.1.2　比例电磁铁 / 43 　　2.1.3　液压放大器及检测反馈机构 / 45 　　2.1.4　电液比例阀的分类 / 46 　2.2　电液比例压力阀及应用 / 46 　　2.2.1　电液比例压力阀概述 / 46 　　2.2.2　电液比例溢流阀在发动机上的应用 / 48 　　2.2.3　船用舵机水动力负载模拟装置的比例控制系统 / 50 　　2.2.4　电液比例减压阀用于挖掘机液压泵流量电控调节 / 52 　2.3　电液比例流量阀及应用 / 54 　　2.3.1　电液比例流量阀概述 / 54 　　2.3.2　液压同步连续升降的控制 / 55 　　2.3.3　液压顶升同步控制系统 / 57 2.4　比例压力-流量复合阀（P-Q 阀）及应用 / 59 　　2.4.1　P-Q 阀的稳态控制特性 / 59 　　2.4.2　P-Q 阀构成的液压系统 / 60 　　2.4.3　P-Q 阀的控制 / 61 　2.5　电液比例方向阀及应用 / 61 　　2.5.1　电液比例方向阀概述 / 61 　　2.5.2　挤压机液压定针比例控制系统 / 62 　　2.5.3　液压数字控制器（HNC） 在液压同步系统中应用 / 66 　　2.5.4　带恒压模块的比例同步控制系统 / 67 　　2.5.5　比例方向控制回路中的压力补偿 / 69 　　2.5.6　比例多路换向阀 / 71 　2.6　伺服比例阀及应用 / 75 　　2.6.1　伺服比例阀概述 / 75 　　2.6.2　伺服比例阀在水电站的应用 / 77 　　2.6.3　伺服比例阀在铜带轧机厚度控制中的应用 / 78 　　2.6.4　D633 系列直动伺服比例控制阀 / 80 　2.7　比例控制放大器及控制系统 / 83 　　2.7.1　比例控制放大器概述 / 83 　　2.7.2　比例放大器典型产品 / 86 　　2.7.3　比例控制放大器的正确使用 / 90 　　2.7.4　工程机械用新型电液比例阀放大器 / 91 　　2.7.5　基于PROFIBUS-DP 总线的数字电液比例控制器 / 95 　2.8　比例阀故障分析与排除 / 97 　　2.8.1　比例电磁铁故障 / 97 　　2.8.2　比例压力阀故障分析与排除 / 97 　　2.8.3　比例流量阀的故障分析与排除 / 98 第3 章　电液数字元件与智能元件及应用 / 99 　3.1　数字液压元件及应用 / 99 　　3.1.1　数字液压阀现状与发展历程 / 99 　　3.1.2　数字阀控制技术 / 104 　　3.1.3　可编程阀控单元 / 105 　　3.1.4　数字液压阀发展展望 / 106 　　3.1.5　基于数字流量阀的负载口独立控制 / 107 　　3.1.6　电液比例数字控制 / 110 　　3.1.7　电液伺服数字控制 / 114 　　3.1.8　2D 高频数字阀在电液激振器的应用 / 115 　　3.1.9　内循环数字液压缸 / 118 　3.2　智能液压元件及应用 / 120 　　3.2.1　智能液压元件的特点 / 120 　　3.2.2　智能元件应用的效益 / 122 　　3.2.3　DSV 数字智能阀 / 123 　3.2.4　新型与智能型伺服阀 / 124 　　3.2.5　基于双阀芯控制技术的智能液压元件 / 128 第4 章　变量泵电液控制技术 / 131 　4.1　变量泵控制方式及其应用 / 131 　　4.1.1　压力切断控制 / 131 　　4.1.2　功率控制 / 131 　　4.1.3　排量控制 / 132 　　4.1.4　LS（负载敏感） 控制 / 133 　　4.1.5　基本控制方式的组合及其应用 / 134 　4.2　伺服变量泵及其应用 / 135 　　4.2.1　250CKZBB 电液伺服变量泵 / 135 　　4.2.2　A4V 伺服变量泵 / 136 　　4.2.3　伺服变量泵在一体化电动静液作动器中的应用 / 137 　　4.2.4　变量泵在注塑机液压伺服系统中的应用 / 139 　4.3　比例变量泵及其应用 / 140 　　4.3.1　电液比例负载敏感控制变量径向柱塞泵 / 140 　　4.3.2　多变量泵比例与恒功率控制及其在盾构机的应用 / 143 　　4.3.3　电液比例变量泵控定量马达 / 146 　　4.3.4　闭环控制轴向柱塞泵 / 147 　　4.3.5　比例变量泵在注塑机上的应用 / 148 　　4.3.6　钻机液压系统中的电控比例变量泵 / 151 　　4.3.7　TBM 刀盘电液驱动系统 / 153 　　4.3.8　比例泵在RH 精炼炉的应用 / 155 　4.4　液压泵变频容积调速技术及应用 / 157 　　4.4.1　交流电动机变频调速原理 / 157 　　4.4.2　变频技术与液压技术的结合及其优点 / 158 　　4.4.3　液压系统的变频容积调速 / 159 　　4.4.4　电梯液压变频调速系统 / 163 　　4.4.5　绞车液压变频调速系统 / 165 　　4.4.6　抽油机二次调节静液传动-变频回馈系统 / 166 　4.5　智能液压泵及应用 / 169 　　4.5.1　军用机载智能泵源 / 169 　　4.5.2　大型客机液压泵系统 / 173 第5 章　可编程控制器及应用 / 181 　5.1　PLC 的结构与工作原理 / 181 　　5.1.1　可编程控制器的结构形式 / 181 　　5.1.2　PLC 的工作过程与等效电路 / 181 　　5.1.3　PLC 的组成及指标 / 181 　　5.1.4　PLC 控制系统 / 183 　5.2　PLC 的编程语言 / 183 　　5.2.1　逻辑部件 / 183 　　5.2.2　编程语言 / 184 　5.3　新型PLC / 185 　　5.3.1　三菱FX3U/FX5U 系列PLC / 185 　　5.3.2　西门子S7-200SMART 型PLC / 191 　5.4　提高PLC 控制系统可靠性的措施 / 194 　　5.4.1　适合的工作环境 / 194 　　5.4.2　合理的安装与布线 / 195 　　5.4.3　正确的接地与必需的安全保护环节 / 196 　　5.4.4　必要的软件措施 / 196 　　5.4.5　采用冗余系统或热备用系统 / 198 　5.5　PLC 控制系统的维护和故障诊断 / 199 　　5.5.1　PLC 控制系统的维护 / 199 　　5.5.2　根据LED 指示灯诊断PLC 故障 / 199 　　5.5.3　PLC 系统故障检查与处理 / 200 第6 章　PLC-液压伺服/比例系统应用 / 202 　6.1　PLC 在液压系统压力控制中的应用 / 202 　　6.1.1　PLC 控制的四柱式万能液压机 / 202 　　6.1.2　MPS 型中速磨煤机自动加载系统 / 205 　　6.1.3　海洋石油钻井平台称重系统 / 207 　6.2　PLC 在液压系统速度控制中的应用 / 211 　　6.2.1　磨蚀系数实验台电液比例速度控制系统 / 211 　　6.2.2　PLC 控制的机械手液压系统 / 214 　　6.2.3　PLC 控制的电液数字伺服系统 / 216 　6.3　PLC 在液压系统位置控制中的应用 / 219 　　6.3.1　电液比例位置控制数字PID 系统 / 219 　　6.3.2　基于PLC 的油罐清洗机器人控制系统 / 221 　　6.3.3　基于OPC Server 的液压伺服精确定位系统 / 224 　　6.3.4　装胎机液压伺服-PLC 控制系统 / 227 　6.4　PLC 在液压同步控制中的应用 / 231 　　6.4.1　爬模机液压比例同步控制 / 231 　　6.4.2　桥梁施工中的液压同步顶推顶升技术 / 234 　　6.4.3　基于PROFIBUS 的PLC 分布式液压同步系统 / 238 　6.5　PLC 在泵站监控中的应用 / 244 　　6.5.1　PLC 在液压实验台能源系统中的应用 / 244 　　6.5.2　大型定量泵液压油源有级变量节能系统 / 245 　　6.5.3　PROFIBUS 现场总线在液压泵站控制中的应用 / 247 第7 章　液压控制系统中的传感器及应用 / 250 　7.1　压力传感器及应用 / 250 　　7.1.1　压力传感器概述 / 250 　　7.1.2　压力传感器的应用 / 252 　7.2　流量传感器及应用 / 254 　　7.2.1　流量传感器概述 / 254 　　7.2.2　超声波流量监测技术在车辆液压监测中的应用 / 256 　　7.2.3　LUGB-Ⅱ涡街流量传感器 / 258 　7.3　温度传感器及应用 / 260 　　7.3.1　温度传感器概述 / 260 　　7.3.2　DS18B20 型温度传感器在液压温度测控中的应用 / 262 　　7.3.3　高响应热电偶温度传感器及应用 / 264 　7.4　位移传感器及应用 / 265 　　7.4.1　位移传感器概述 / 265 　　7.4.2　磁电阻（MR） 传感器及应用 / 267 　　7.4.3　磁致伸缩位移传感器及应用 / 269 　　7.4.4　结晶器振动系统位移控制故障分析与治理 / 270 　7.5　污染传感器及应用 / 272 　　7.5.1　光散射法在液压油污染检测中的应用 / 272 　　7.5.2　光电传感器应用于液压油污染度监测 / 275 　7.6　液压系统传感器综合应用 / 278 　　7.6.1　工程机械液压系统三位一体传感器 / 278 　　7.6.2　大型工程机械液压油污染与温度在线监测 / 280 　　7.6.3　传感器在新型数字化压力机的应用 / 282 　　7.6.4　液压设备故障诊断中的多传感器信息融合技术 / 283 　　7.6.5　基于IEEE1451_ 2 标准的智能液压传感器模块 / 286 第8 章　液压控制系统中的触摸屏及应用 / 291 　8.1　触摸屏技术概述 / 291 　　8.1.1　触摸屏 / 291 　　8.1.2　触摸屏工作原理及应用 / 291 　8.2　触摸屏技术在液压控制中的应用 / 293 　　8.2.1　触摸屏-PLC 在液压摆式剪板机中的应用 / 294 　　8.2.2　触摸屏-PLC 在恒力压力机电液伺服控制中的应用 / 297 　　8.2.3　触摸屏-PLC 在液压弯管机控制中的应用 / 298 　　8.2.4　触摸屏-PLC 在液压同步顶升控制中的应用 / 301 　　8.2.5　触摸屏-PLC 在气-液压实验台控制中的应用 / 304 　　8.2.6　触摸屏-PLC 在液压缸综合实验台控制中的应用 / 307 第9 章　现场总线在液压控制中的应用 / 313 　9.1　现场总线概论 / 313 　　9.1.1　现场总线的概念 / 313 　　9.1.2　发展历史 / 313 　　9.1.3　技术特点 / 314 　　9.1.4　技术优点 / 314 　　9.1.5　网络拓扑结构 / 315 　9.2　CAN 总线在液压控制中的应用 / 318 　　9.2.1　CAN 总线 / 318 　　9.2.2　CAN 总线在平地机液压控制系统中的应用 / 319 　　9.2.3　基于CAN 总线的运梁车分布式控制系统 / 322 　　9.2.4　CAN 在拉深筋实验台电液控制系统的应用 / 325 　9.3　PROFIBUS 现场总线在液压控制中的应用 / 328 　　9.3.1　PROFIBUS 现场总线 / 328 　　9.3.2　PROFIBUS 总线在电液伺服控制系统中的应用 / 329 　　9.3.3　PROFIBUS 现场总线在海洋平台桩腿液压升降控制中的应用 / 333 　9.4　CC-Link 现场总线在液压控制中的应用 / 335 　　9.4.1　CC-Link 现场总线 / 336 　　9.4.2　CC-Link 在盾构推进液压系统控制中的应用 / 337 　9.5　PXI 总线在液压控制中的应用 / 341 　　9.5.1　PXI 总线 / 341 　　9.5.2　PXI 总线在飞机舵机泵站测试中的应用 / 343 　　9.5.3　PXI 总线在车辆液压测试中的应用 / 346 　9.6　MODBUS 总线在液压控制中的应用 / 349 　　9.6.1　MODBUS 总线 / 349 　　9.6.2　MODBUS 总线在液压变频控制中的应用（1） / 352 　　9.6.3　MODBUS 总线在液压变频控制中的应用（2） / 355 参考文献 / 359