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重技术

10.3969/j.issn.1673-3355.2021.01.017

基于PLC的拉力试验机电控系统

孙胜兵1

要：介绍拉力试验机系统的构成，设计PLC电控系统。通过对多路比例阀调节，实现拉力同步，具有较高的控

制准确度；通过设计的人机界面对测试方案、测试数据进行备份，用趋势图显示实时拉力。通过实际使用，系统

输出准确，使用方便，性能稳定。

关键词：拉力测试；液压系统；控制系统；PLC

中图分类号：TH137；TP273文献标识码：B文章编号：1673-3355（2021）01-0017-03

PLC-BasedElectricalControlSystemforTensileTestingMachinesSunShengbin

Abstract:ThetensiletestingmachinewithitsPLC-basedelectricalcontrolsystemcanofferhighercontrolaccuracyby

meansofproportionalvalvesthatregulatespressureinmultiplehydrauliccircuitstosynchronizetensileforce.TheHMIscan

beusedtostoretestplansandtestdataanddisplayreal-timetensileforceinformoftendencycharts.Thetrialofthetesting

machineprovesthatthemachinecangiveaccurateoutputsandworkeasilyandstably.

Keywords:tensiletest;hydraulicsystem;controlsystem;PLC

拉力试验是材料科学与工程实践中的基础试电控部分由PLC、人机界面、数字量模块、模拟量

验。通常的拉力试验多为静力单轴试验，通过不模块、串口通信模块、开关电源、变压器、比例放

对测试件施加载荷，直到其断裂，来测得其屈大器、压力变送器等组成。液压系统由柱塞泵、蓄

服强度、断裂强度、杨氏模量、泊松比等。拉力能器、滤油器、三位四通阀、比例减压阀、比例溢

试验机也多为单轴试验用机，通常可施加的力较流阀、液压缸等元件组成。为避免电磁干扰，比例

小，施力点较少。本文设计的控制系统可用于对放大器设在单独的控制柜中。通过带屏蔽的线缆与

较大的环型铸件进行测试。测试过程是提出测试PLC控制柜连接。

要求的一方根据测试工件在工作状态下的应力状液压系统设计7个液压支路，最多可在7个作

态、分布规律进行受力分析，经理论计算和有限用点施加拉力。PLC控制换向阀打开或关闭某一支

元仿真计算，确定应加载的载荷大小、载荷等级路，通过比例减压阀控制分支压力。作用在传感器

及作用点位置。拉力试验机据此施加力，为此应上的压力通过变送器反给PLC模拟量模块。人

确保力的精确性，并能控制施力的速度以模拟工机界面将PLC获得的数据以趋势图形式显示出来，

件实际工作状态。国标《液压式万能试验机GB/T同时将数据存储，以备日后分析（见图1，图2）。

3159-2008》中对拉力试验机的加力和测力系统均

有明确要求。本文设计的控制系统主要是用于力2PLC程序设计

的施加与测量。

本文的PLC为CP1H，开发环境为CX-

1拉力试验机系统构成Prog