Automation-studio实例分析1

三、AutomationStudio™实例(shílì)分析任何软件都需要反复的使用才能熟练的掌握(zhǎngwò)其使用的方法。上一章简单的介绍了AutomationStudio™软件的基本操作，这一章就是通过实例分析(fēnxī)的方法加深理解，熟记操作方法，掌握软件应用的核心，为以后(yǐhòu)创造性的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 打下基础。3.1实例一：搭建一个回路(huílù)，并设置变量。双击AutomationStudio™软件图标，打开软件。界面如图3.1所示。首先先找到位于工具栏右下角的视图工具栏，调节百分比大小为100%，使工作空间布满整个视图。图3.1AutomationStudio™操作界面在工作空间中空白处右击，选取DocumentProperties选项，出现图3.2所示菜单，可以对设计工作空间做出大小调整。具体大小的选取还是以设计尺寸为准。从上到下依次是 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 A5到标准A0图纸。再往下是英制的图纸，做某些英制标准设计时可以选用。现在我们选取“ISOA3,297X420MM”选项。图3.2在Documentproperties中调整(tiáozhěng)工作空间的尺寸大小工作空间(kōngjiān)设置完毕之后，我们就可以在其中进行模拟建模的步骤了。在项目工具栏中找到图标，点击之后(zhīhòu)将会出现库资源管理器，如图3.3。我们(wǒmen)选用图3.3库资源管理器图3.4拖动定量(dìngliàng)泵到工作空间液压系统回路作为一个基本案例。点击Hydraulic>PumpsandPowerUnits>UnidirectionalFixedDisplacement库，在库中选取FixedDisplacementPump，点击鼠标左键拖动到工作空间之中松开（图3.4）。在工作空间中，所选元件还可以随意拖动（图3.4蓝虚线框中为所选元器件）。接着(jiēzhe)在Hydraulic>Reservoirs库中拖选HydrostaticReservoir到工作(gōngzuò)空间（图3.5）。图3.5拖选油箱(yóuxiāng)第三步，进入(jìnrù)Hydraulic>PressureValves>PressureReliefValves库，拖选ReliefValve（溢流阀）进入(jìnrù)工作空间（图3.6）。图3.6拖选溢流阀第四步，进入Hydraulic>DirectionalValves>SimplifiedModeling>4/3-WayValves库，拖选4/3-WayNCValve(4位3通机械换向阀)进入工作空间（图3.7）。图3.7拖选换向阀第五步，进入(jìnrù)Hydraulic>Actuators>Double-ActingCylinders库，拖选Double-actingCylinder进入工作(gōngzuò)空间（图3.8）。图3.8拖选双作用(zuòyòng)液压缸第六步，进入(jìnrù)Hydraulic>MeasuringInstruments>Others库，拖选Flowmeter表进入工作空间（图3.9）。图3.9拖选流量计第七步，进入(jìnrù)Hydraulic>MeasuringInstruments>Others库，拖选PressureGauge进入工作空间（图3.10）图3.10拖选压力表第八步，进入Hydraulic>FluidConditioning>Filters库，拖选Filter进入工作(gōngzuò)空间（图3.11）。图3.11拖选过滤器第九步，在Hydraulic>FlowValves>Restrictors>CurveModelingRestrictors库中拖选VariableThrottleValve到工作(gōngzuò)空间（图3.12）图3.12拖选可变节流阀现在工作(gōngzuò)空间中已经有了基本回路的所有元器件。在工作空间中，我们(wǒmen)按照方便管路连接的方式安置它们的位置。在AutomationStudio™软件的菜单栏里点击View（视图），在下拉菜单中的Gird选项前打勾，这时工作空间中将会出现网格。网格可以帮助我们定位每个元器件的位置，是一个实用的操作方法。接下来，左键点击散布在工作空间中的元器件的红色触头，可以拉伸出管路，当两个连接触头正确连接在一起时，触头颜色会变暗。本液压系统的总体布局图如图3.13所示。在连接管路的时候，回油管路我们用虚线(xūxiàn)表示。操作过程为点选回油路，鼠标右击，在菜单栏中的Drainline前打勾(dǎɡōu)。图3.13液压系统(xìtǒng)总体布局图接下来我们(wǒmen)将要对每个元器件的参数进行设置，以达到我们设计的目的要求。我们(wǒmen)先进行溢流阀的参数设置。双击溢流阀的图标，出现参数设置对话框（图3.14）。在本例中我们设置溢流阀的调定压力为1350Psi。在参数设置的对话框里单位也可以进行设置，可以选择的单位有Pa（帕斯卡）、bar（巴）、psi（磅每平方英寸）、atm（ 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 大气压）、MPa（兆帕）、KPa（千帕）、GPa（G帕）、kgf/cm2（公斤力平方厘米）。每个单位的具体含义与换算关系，可以参考《液压与气压传动》这本书。图3.14设置溢流阀调定压力设置完调定压力(yālì)，我们点击左下方对话框里的选项DisplayedInformation。在新弹出的设置对话框里找到CrackingPressure选项，在其前面的小方框里打勾(dǎɡōu)（图3.15）。完毕之后点击Apply，再点击Close。溢流阀的参数设置完毕。之后(zhīhòu)对液压缸参数(cānshù)进行设置。双击液压缸图标，在左侧的明细栏中选取TechnicalData，在右侧的BasicData中修改参数，这里的BasicData中包含的参数有PistonDiameter（柱塞直径）、RodDiameter（柱塞杆直径）、Stroke（冲程）、Extension（伸长率）、Inclination（倾斜角度）、ExternalLoad（外部(wàibù)载荷）、PushExternalForce（外推力）、PullExternalForce（拉外力）。在此例中我们仅仅设置冲程为15in。并且点击More按钮，在高级设置中清空DynamicPistonFriction图3.15溢流阀的设置的数值。因为这是简单的模拟，所以我们暂时不考虑活塞动作时摩擦力变化情况的影响（图3.16）。图3.16液压缸参数设置上一步骤(bùzhòu)的基本(jīběn)设置完成之后(zhīhòu)，点击Apply，使设置生效。接着在左侧明细栏中找到Builder，在Builder界面下可以设置液压缸的外形尺寸、活塞类型等等，建立实际中的液压缸模型。在相同的基本设置情况下，不同(bùtónɡ)的活塞形状、缓冲设计都会对液压缸的性能产生不一样的影响。在本例中，我们的设置情况如图3.17。图3.17液压缸建模设置(shèzhì)完参数之后点击Apply与Close关闭对话框。因为液压缸外形尺寸的变化，原先连接好的管路可能需要(xūyào)重新排列。读者可自行进行一系列调整。为了方便读数的显示，流速(liúsù)表、压力表、溢流阀的调定压力显示值的字体小大与颜色都可以改变。选中这些读数，双击就可以打开了。本例中，设置字体大小都是四号，流速表选用橘黄色，压力表选用蓝色，溢流阀调定压力选用红色。接下来设置液压泵的工作参数(cānshù)。双击液压泵打开参数设置对话框，在BasicData中设置Displacement值为8in3/rev。注意在这里单位也是可以改变的，不同的单位对应的排量值是需要经过换算的。在做别的设计的时候要仔细考虑一开始设计所选用的单位，以免因为单位造成结果的变化。基本参数修改完之后点击Apply，在左侧明细栏中选择DisplayedInformation，检查RatedFlow前是否有打勾，如果没有就打上。然后点击应用关闭(guānbì)。这样我们液压泵的设置就完成了。再接着按住Shift键，双选两个可变节流阀，双击打开参数设置对话框，在TechnicalData中改变Opening的值，本例中两个节流阀的开口大小都是100%。设置完成。到现在，所有的设置都已经完成（图3.18），准备开始模拟仿真。图3.18所有(suǒyǒu)元器件参数设置完成首先(shǒuxiān)AutomationStudio™是一个仿真软件，作为一个系统的仿真，首要就是确认仿真的目的。虽然之前的模型搭建环节中似乎没有考虑这个问题的必要，但是一旦模型搭建完毕(wánbì)，就要好好考虑是什么目的驱使一个设计人员进行仿真，仿真完毕之后是希望得到怎么样的一个结果？其实这个问题才是开始一个项目的核心问题，贯穿着整个建模到仿真到数据分析的始终。正因为这个核心的问题，各种各样的建模结果才变得可能，各种各样的数据才有意义。本例，我们希望得到液压缸在系统工作的时候(shíhou)液压杆伸缩的曲线，以及液压杆伸缩时速度变化的情况。在仿真阶段，我们需要使用到模拟(mónǐ)工具栏。首先，在模拟工具栏中点击会出现绘图仪界面（图3.19），然后点击液压缸将其拖入绘图仪之中，这时会弹出对话框（图3.20），在LinearSpeed与LinearPosition前打勾，点击0K。下一步打开Properties，将其中LinearPosition参数的ScaleMax改为16图（3.21）。设置完毕之后，在模拟工具栏中点击，开始仿真。图3.19绘图仪图3.20对话框图3.21Y轴参数(cānshù)选择开始仿真之后(zhīhòu)，绘图仪上开始出现速度(sùdù)与位移曲线，鼠标点击换向阀拨杆可以(kěyǐ)调节换向阀的工作位。仿真结果(jiēguǒ)如图3.22所示。仿真过程如图3.23所示。仿真结束之后点击停止仿真过程。绘图仪中的曲线可以作为结果输出。之后(zhīhòu)，我们将可变节流阀换成流量可调的止回节流阀。在Hydraulic>FlowValves>Restrictors>WithCheckValve库中可以找到VariableNon-returnThrottleValve。将它拖选到工作空间里图（3.24），替换(tìhuàn)原来可变节流阀所在的位置。这两个止回节流阀的放置方法(fāngfǎ)也有一定的讲究，对于位于左边的这个止回节流阀，图3.22速度(sùdù)位移曲线图图3.23仿真(fǎnɡzhēn)过程中图3.24拖选流量(liúliàng)可调的止回节流阀点击(diǎnjī)右键，在弹出的列表(lièbiǎo)中找到Transformation，在下一级的菜单(càidān)里面依次点击VerticalFlip与HorizontalFlip，意为垂直翻转与水平翻转。之后双选两个止回节流阀，双击打开参数设置对话框进行参数设置，将Diameter设置为0.5mm。接着从Hydraulic>MeasuringInstruments>Others中拖选PressureIndicator（压力指示器）到工作空间，单位设置为Psi。如图3.25。开始仿真。图3.25使用(shǐyòng)止回节流阀的回路本例详尽(xiángjìn)的阐述了AutomationStudio™软件(ruǎnjiàn)的操作方法以及(yǐjí)该软件的仿真方式(fāngshì)。剩下的就是读者对不同的元器件库的探索，了解不同的库对自身设计产品的帮助。在机电液一体化设计中，熟练而高效的使用各种库才能做出简洁高效的产品。在AutomationStudio™软件课程中，我们出生于机械专业的读者不熟悉的是软件的操作方法，软件的建模方式以及软件的仿真手段。但是需要牢记的是，任何软件其来源与基础即是实际生产上的需要，是对于现实生活的虚拟。所以建议读者在使用软件的时候要勤查字典，对于元器件库中看不懂的英文要转换成中文来理解，会发现它其实就是我们业已掌握的元器件。所以，各位学习机电的同学还是要扎实的回归到原有《液压与气压传动》、《机床传动》等专业课程之中，将专业课的课程与AutomationStudio™软件课程相互比对，交叉学习。这样才能事半功倍的学好这门课。接下来，再分析几个典型的实例，帮助同学更好的理解软件的操作与软件仿真(fǎnɡzhēn)的意义。3.2实例二：电控回路(huílù)的搭建。本例所设计的电控回路(huílù)，主回路还是使用上例搭建好的液压回路。为了实现电气控制，原有的机械换向阀要替换成电磁换向阀。双击打开三位四通(sìtōnɡ)机械换向阀参数设置界面（图3.26），首先(shǒuxiān)点击图3.27中图3.264/3换向阀元件参数界面红框标注的机械手柄，再用界面右上角的Delete键将其删除。接下来双击图3.28中用红框标注出来的问号，会弹出一个元件库，其中可以根据不同的控制方式选图3.27删除(shānchú)机械手柄取控制手柄。因为本例是使用电气控制的，所以要选用(xuǎnyòng)电磁换向阀，其图标如图3.29中红框标示。选取(xuǎnqǔ)之后，因为该位置太靠上，需要调整到与换向阀的下边齐图3.28修改(xiūgǎi)控制手柄平。这时可以点击(diǎnjī)参数修改界面的图标，实现选取的零部件的上下左右移动。图3.29各种(ɡèzhǒnɡ)可供选用的部件这时，问号原来(yuánlái)所处位置会出现一个新的问号图标，同样双击打开它，在部件库中找到SpringReturn，即是弹簧。如图3.30中红框所标示。图3.30选取(xuǎnqǔ)回复弹簧了解电磁换向阀的同学(tóngxué)知道它的结构特点，剩下的就是按上述操作过程，将换向阀的另一侧也设置成上述的情形(qíngxing)。最后的样子如图3.31所示。图3.31电磁(diàncí)换向阀设置完成接下来我们将要拖选一系列元器件到工作空间，用以搭建(dājiàn)控制回路。进入Hydraulic>Sensors>Others库中拖选两个MechanicalPositionSensor到工作(gōngzuò)空间，会弹出图3.32所示对话框，在Tagname一栏中输入该行程开关的名字，本例中第一个行程开关使用WAYOUT的标签名，第二个行程开关使用WAYBACK的标签名。在工作空间中的安放位置如图3.34所示。图3.32修改(xiūgǎi)变量对话框另注，刚拖选到工作(gōngzuò)空间里的机械(jīxiè)位置传感器需要(xūyào)调整，留给读者(dúzhě)自己完成。接着(jiēzhe)进入ElectricalControl(JICStandard)>PowerSources库中，拖选PowerSupply24Volts和Common(0Volts)进入工作空间，安放位置如图3.34所示。值得注意的是ElectricalControl(JICStandard)是一个新的库，括号里的意思是该库中的元器件图标使用美国标准。而位于其下方还有一个ElectricalControl(IECStandard)，其意为使用国际标准的元器件库。首先这两个库都是用作电气控制的库，涉及到电路设计，继电器选用的都需要进入这个库中寻找。跟涉及液压系统设计都需要使用液压库相仿。该库本书并未作出详细的介绍，但是根据原先液压库的介绍和 使用方法 消防栓的使用方法指针万用表的使用方法84消毒液使用方法消防灭火器使用方法铁材计算器使用方法 ，读者应该可以掌握本库的操作方法。至于其库中不同项目的含义以及其包括的元器件种类，读者可以勤查字典做深入了解，培养自身的自学能力。目前我们只对于本例使用到的元器件做一个解释与翻译。刚刚我们拖选的PowerSupply24Volts是24V电源，Common(0Volts)为公共端，相对电势零点。进入ElectricalControl(JICStandard)>Switches库中，拖选两个NormallyOpenPush-button到工作空间，依次输入Tagname为START和STOP。NormallyOpenPush-button意为常开开关。摆放位置如图3.34所示。进入ElectricalControl(JICStandard)>OutputComponents库，拖选两个Coil进入工作空间，依次输入Tagname为CR1和CR2。Coil意为线圈。摆放如图3.34。进入ElectricalControl(JICStandard)>OutputComponents库，拖选两个SolenoidDC/AC进入工作空间，依次输入Tagname为SOL1和SOL2。SolenoidDC/AC意为交直流螺线管。摆放如图3.34。进入ElectricalControl(JICStandard)>Contacts库，拖选四个NormallyOpenContact和一个NormallyClosedContact进入工作空间，NormallyOpenContact意为常开接触器，NormallyClosedContact意为常闭接触器。摆放位置如图3.34。进入(jìnrù)ElectricalControl(JICStandard)>Contacts库，拖选Push-buttonAuxilContact,NormallyOpen与Push-buttonAuxilContact,NormallyClosed进入工作空间。Push-buttonAuxilContact,NormallyOpen意为连杆控制的常开按钮接触器，Push-buttonAuxilContact,NormallyClosed意味连杆控制的常闭按钮接触器。进入ElectricalControl(JICStandard)>SensorSwitches库，拖选一个NormallyOpenLimitSwitch和一个NormallyCloesdLimitSwitch进入工作空间(kōngjiān)。NormallyOpenLimitSwitch意为常开限位开关，NormallyCloesdLimitSwitch意为常闭限位开关。这两个开关因为位于SensorSwitches库即传感器开关库，所以是需要跟一开始拖选的两个机械位置传感器做连接使用的，双击打开常开限位开关的参数修改界面（图3.33），在InternalLinks中点选WAYOUT传感器，点击(diǎnjī)变亮的Link按图3.33链接(liànjiē)限位开关到位置传感器钮，完成链接。类似(lèisì)的打开常闭限位开关的参数修改界面，在InternalLinks中点选WAYBACK传感器，完成链接。刚刚前面拖选到工作(gōngzuò)空间的四个接触器还没有进行(jìnxíng)参数设置，现在双击常开接触器打开，因为接触器是要和线圈一一对应的，所以在InternalLinks中分别(fēnbié)选取CR1和CR2点击Link完成链接。其中两个常开接触器链接到CR1，两个(liǎnɡɡè)常开接触器链接到CR2。剩下(shènɡxià)的一个常闭接触器与CR2形成链接。Push-buttonAuxilContact,NormallyOpen也需要进行链接操作，双击打开之后将它与START完成链接，Push-buttonAuxilContact,NormallyClosed与STOP完成链接。现在完成线路的连接，最后的连接图由图3.34所示。最后还剩下电磁换向阀两侧还有两个问号，这时双击电磁换向阀，弹出图3.35所示的链接对话框，将图3.35中黑色所示的两元器件完成链接。将剩下的两个元器件也完成链接。之后就可以进行仿真了（图3.36）。图3.34控制回路接线图图3.35电磁换向阀的电路(diànlù)链接图3.36仿真(fǎnɡzhēn)过程中仿真开始之后，点击START液压缸开始自动动作，按下STOP即可让系统停止。在仿真过程中，点击节流阀还可以(kěyǐ)调节液流的大小，控制液压缸伸缩的快慢。通过这个系统的实践，读者还可以在其之上进行改进深入，以达到更好的学习效果。 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 总结（1）三、AutomationStudio™实例分析任何软件都需要反复的使用才能熟练的掌握其使用的方法（2）上一章简单的介绍了AutomationStudio™软件的基本操作，这一章就是通过实例分析的方法加深理解，熟记操作方法，掌握软件应用的核心，为以后创造性的设计打下基础（3）正因为这个核心的问题，各种各样的建模结果才变得可能，各种各样的数据才有意义