挖掘机液压系统与PLC控制实训装置

KCYCM-08A型挖掘机液压系统与PLC控制实训装置（工业型）

一、概述

挖掘机液压系统与 PLC 控制实训装置是一款能够模拟真实挖掘机工作装置和回转机构各种动作的先进设备，最高工作压力可达 7MPa。该实训装置由液压挖掘机工作装置、回转机构、液压传动系统、电器控制器件、可编程控制器（PLC）以及实训桌组成，可实现挖掘、提升、回转、卸料等典型动作。其中，液压传动系统配备了手动和 PLC 控制两种方式，分别由四组手动换向阀和电磁换向阀来实现精准控制。通过操作本实训装置，学生能够清晰地了解单斗液压挖掘机的液压元件组成、液压回路工作原理、典型动作控制方式以及机械结构，为将来从事相关工作打下坚实基础。

二、技术参数

1. 输入电源 ：三相五线，AC380V，允差 ±10%，50Hz，确保为挖掘机液压系统与 PLC 控制实训装置提供稳定电力支持，满足其运行时的电压与频率需求。

2. 装置容量 ：≤2kVA，保障在常规教学应用中能耗处于合理范围，兼具经济性与安全性。

3. 工作环境温度 ：－5℃～40℃，适应不同季节教学环境，确保液压油的粘度变化可控，维持液压系统性能稳定。

4. 工作湿度 ：≤90%（40℃时），防止湿度过高导致电气元件绝缘性能下降、短路等问题，延长设备使用寿命。

5. 液压泵站 ：

• 系统额定压力 ：6.3MPa，满足大多数液压实训项目的需求，同时保证系统的安全性和可靠性。

• 变量叶片泵 - 电机 ：采用内轴一体式安装，噪音低。变量叶片泵额定流量 8L/min，压力 7MPa；电机为交流 380V 电压，功率 1.5kVA。高效稳定的动力输出，适应不同实训任务的流量与压力要求，为液压系统提供充足动力源。

6. 电器控制单元 ：

• PLC 主机模块 ：选用三菱 FX1S-20MR 主机，12 路输入 / 8 路继电器输出，性能稳定，编程方便，强大的控制功能可满足各种复杂的液压控制实训需求。

• 控制模块 ：包括电源模块，PLC 主机控制模块，PLC 控制按钮模块等。丰富的模块配置，实现多样化的控制功能，满足不同实训项目的控制要求，支持多种控制方式的灵活切换与组合应用。

三、主要特点

1. 系统组成 ：挖掘机液压系统与 PLC 控制实训装置主要由挖掘机实训台、液压泵站、液压元件和手动控制器件、可编程控制器（PLC）等组件构成。集液压、电气与控制技术于一体，为学生提供全面综合的实训平台，培养跨学科知识融合能力与实践动手能力。

2. 结构设计 ：挖掘机实训台采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，坚固耐用，美观实用。整体布局合理，操作空间宽敞，便于学生进行实验操作和设备维护，为教学活动提供了良好的硬件支持。

3. 控制方式 ：集成机械控制、先进的 PLC 自动控制与 PLC 编程及监控技术于一体，实现多种控制方式的有机结合与灵活切换。学生通过对比不同控制方式的优缺点，可深入理解 PLC 可编程序控制的优越性和先进性，加深对 PLC 编程器的了解与掌握，提升学生的自动化控制水平和编程能力。

4. 液压部件 ：采用工业级液压元件，确保连接的可靠性和密封性，提高系统的稳定性和使用寿命。同时，液压部件采用胶管连接，便于学生进行拆装和维护，培养实际操作技能和故障排除能力。

5. 泵站性能 ：泵站采用电机 — 泵一体化结构，增加性能的稳定性，同时减小使用过程中的噪音，提供平稳的液压动力输出，保障实训过程的顺利进行，提升操作体验。

6. 安全保障 ：工作电压 AC380V，配备对地漏电保护，电器控制采用直流 24V，有过压保护功能，有效防止因误操作损坏设备，保障学生的操作安全和设备的正常运行。

四、主要功能

1. 液压传动部件及原理实践 ：学生可直观观摩液压传动各部件的结构与工作原理，进行拆装实验，熟悉各部件的装配关系和拆装工艺，培养学生的空间思维能力和动手能力。通过实际操作，深入了解液压系统的组成、原理及应用，为今后从事相关工程设计、设备维护等工作奠定基础。

2. 液压控制系统学习与分析 ：借助该装置，学生能够深入学习液压控制系统原理，分析液压回路的组成与控制逻辑。通过实际操作和实验，掌握液压控制系统的调试方法和故障排除技巧，提高解决实际问题的能力。

3. 挖掘机仿真操作与工作实训 ：模拟挖掘机的各种工作场景，进行铲斗和斗杆复合动作的操作实训。学生可以掌握挖掘机的操作方法和工作过程，了解不同动作之间的协同配合，提升实际操作技能和对设备的控制能力。

4. 回转作业与动臂提升协同实训 ：实现回转作业，动臂提升同时平台回转的功能。学生可学习在复杂工况下如何协调多个执行机构的动作，提高操作的精准度和效率，为实际工程应用提供实践支持。

5. 卸料作业与多机构配合实训 ：进行卸料作业实训时，斗杆和铲斗协同工作，同时大臂可调整位置高度。通过这种多机构配合的实训，学生能够理解挖掘机在不同工作阶段各机构的协作关系，提高对设备整体操作的把握能力。

6. PLC 编程与指令学习实验 ：学生可在该装置上进行 PLC 指令编程和梯形图学习实验。通过实际编写 PLC 程序，掌握 PLC 的编程方法和控制逻辑，提高编程能力和自动化控制水平。

7. PLC 编程软件学习与应用 ：利用配套的 PLC 编程软件，学生可以学习软件的使用方法和编程技巧。通过在计算机上编写、下载和调试 PLC 程序，熟悉 PLC 编程软件的操作流程，提高编程效率和程序的可靠性。

8. PLC 与计算机通讯及在线调试 ：实现 PLC 与计算机之间的通讯连接，学生可进行在线调试和监控。通过计算机实时观察 PLC 的输入输出状态和程序运行情况，方便快速查找和排除程序故障，提高调试效率，培养学生的系统监控和数据分析能力。

9. 液压传动控制应用及优化实验 ：学生可以利用该装置开展 PLC 在液压传动控制中的应用及控制方案的优化实验。通过对不同控制方案的对比和分析，寻找最佳的控制策略，提高液压系统的控制性能和工作效率，培养学生的创新思维和实践能力。

五、挖掘机液压系统与 PLC 控制实训装置配置清单