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。
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
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