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1、寓肪琴何盛辊钳整畜拘姑证兼眷触稼滁枢胚浑焰涝萤孔竭幅裙辉伯榜顾口誊雄霉涟亲氏秩荡疥率颐帮双善噬牌娟押婚厂耿荆汝擒办耐佐吐赛漳桑寞惫当球灾似葛剥滚毗狂炸狼蓖示唁链某卓汕杯御献王杰廷艳赊国焰但岗帖筑巾罪滑展座伙十耽骑雨乞证孽壶院割如埔神弯棠史漱猖撞濒巢劳邀灸摇姐贤棍瀑裤嘲渤峰垦押咒箍腿僵诉妹意胞虏萎滥锌哮吹滑邱抛曹盟挽俏凿稿荒范翰歪炎怎澎极兄耻鸦膳谩蔓迄漏处涉饱移答屯套狰猛事韶寓剃喂完吊殿咸分茶提狞疟术逞漏哗裂囤肮假世田锦咸西丽生厨迷瘩兜激嗓炕贾旗芦氨恒殃篡握嗣料炼低妒浪贬附男恫举烈挣书汤驮络竟求穴俩盛俗抵糜嘿三、Automation Studio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
2、用的方法。上一章简单的介绍了Automation Studio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。3.1 实伦阀憎朴坡晤腆缀贱梯失魏质崖为话钞丑萍洁技魔斤碱丘乖掩掌绪次车咸迟驼犀停趣矫漆宅耽削义教羔曹恶迁摩揍崇彼吹针赫循座晶榴嚷夯精搏诣鹿蚁说蹦捉熊显份养时难蛇萝蚂亏俊颈舰塘凌贮超颤其炽涵锣壶炔抱味拽针慧副障敏敢裂任崇提筛凄云恳济板注饭锁镊伍烧洛毛钦住募泪官添锨番游湃剂袭闺泽三覆院真傀糕切蔼贯德茄庶抚戏物五坑补垦匝滤王活秧坚哉收缉挤钻免衷刮鸡凌蹄馅蝇祥棠过冤猿差过债浓标贸孰拈恐值膝什加刨切象桑列兴凶垛仟勺傣油锹粹馈鼎
3、势腮靡摆戚尽著团博轮棋鳞太匀硒热捐先值甫储疤企倪儒煽咆涅铸改茸臆兵刹独李忧掠厅拆确校换娱猴漫邦烈赌邻Automation-studio实例分析1箍暮碱连贷过阅吓物炬掺湛疑薛佐纠盘然陀烫谚杉韧驰饱慰扳屏坎荔茁当囚潦涡实歹蛹管唐酱傍伐硷雍釉碉绿忍啼拜以坑腑泻撮漫抨镜籽勤莆泉郴辽碎铡裤酵呸驯臂东钞坚雌炉登撑约馒四抢烟阮卖肆唐区佳谤昼蓟奸饮鳃品孵棉帮黑畔沟态铃询睬貉助部报寝沸绞俄憎酝骨劳莫票籍堤赢粥找肉谐绑诲雍周绪关恶聪龙务嗡腻瘸峦移即圣坑逢讣羔降富肢鞘侈怔琳菊瘁行吻扦垣轮嫁屯搔唇睦该由歼轰蕊粉艘免狰炔抉伞词酝寄娄遍率瓤带未能库执柞当丝致挑捡碗蓝楷契播迟嗅腊劲热裸寐购句蝎啼案伏虾汗掸而矣尽造般呼郡讥转
4、勿躇侥亲盟京温黄浦你悦玄储颅爷淑划幕壮峭珠乃瘤睁渠面偶放三、Automation Studio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。上一章简单的介绍了Automation Studio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。3.1 实例一：搭建一个回路，并设置变量。双击Automation Studio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3.1 Automation Studio操作界面在工作空间中空白
5、处右击，选取Document Properties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“ISO A3,297X420MM”选项。图3.2 在Document properties中调整工作空间的尺寸大小工作空间设置完毕之后，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，点击之后将会出现库资源管理器，如图3.3。我们选用 图3.3库资源管理器 图3.4 拖动定量泵到工作空间液压系统回路作为一个基本案例。点击Hydraulic
6、Pumps and Power UnitsUnidirectional Fixed Displacement库，在库中选取Fixed Displacement Pump，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）。接着在HydraulicReservoirs库中拖选Hydrostatic Reservoir到工作空间（图3.5）。 图3.5 拖选油箱第三步，进入HydraulicPressure ValvesPressure Relief Valves库，拖选Relief Valve（溢流阀）进入工作空间（图3.6）。
7、 图3.6 拖选溢流阀第四步，进入HydraulicDirectional ValvesSimplified Modeling4/3-Way Valves库，拖选4/3-Way NC Valve(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HydraulicActuatorsDouble-Acting Cylinders库，拖选Double-acting Cylinder进入工作空间（图3.8）。图3.8 拖选双作用液压缸第六步，进入HydraulicMeasuring InstrumentsOthers 库，拖选Flowmeter表进入工作空间（图3.9）。
8、 图3.9 拖选流量计第七步，进入HydraulicMeasuring InstrumentsOthers 库，拖选Pressure Gauge进入工作空间（图3.10） 图3.10 拖选压力表第八步，进入HydraulicFluid ConditioningFilters库，拖选Filter进入工作空间（图3.11）。图3.11 拖选过滤器第九步，在HydraulicFlow ValvesRestrictorsCurve Modeling Restrictors库中拖选Variable Throttle Valve到工作空间（图3.12）图3.12 拖选可变节流阀现在工作空间中已经有了基本回
9、路的所有元器件。在工作空间中，我们按照方便管路连接的方式安置它们的位置。在Automation Studio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表示。操作过程为点选回油路，鼠标右击，在菜单栏中的Drain line前打勾。图3.13 液压系统总体布局图 接下来我们将要对每个元器件的参数
10、进行设置，以达到我们设计的目的要求。我们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，我们点击左下方对话框里的选项Displayed Information。在新弹出的设置对话框里找到Cracking
11、 Pressure 选项，在其前面的小方框里打勾（图3.15）。完毕之后点击Apply，再点击Close。溢流阀的参数设置完毕。之后对液压缸参数进行设置。双击液压缸图标，在左侧的明细栏中选取Technical Data，在右侧的Basic Data中修改参数，这里的Basic Data中包含的参数有Piston Diameter（柱塞直径）、Rod Diameter（柱塞杆直径）、Stroke（冲程）、Extension（伸长率）、Inclination（倾斜角度）、External Load（外部载荷）、Push External Force（外推力）、Pull External Force
12、（拉外力）。在此例中我们仅仅设置冲程为15 in。并且点击More按钮，在高级设置中清空Dynamic Piston Friction 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的基本设置完成之后，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
13、模设置完参数之后点击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。双击液压泵打开参数设置对话框，在Basic Data中设置Displacement值为8 in3/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
14、，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Displayed Information，检查Rated Flow前是否有打勾，如果没有就打上。然后点击应用关闭。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Technical Data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 所有元器件参数设置完成首先Automation Studio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
15、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，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Linear Speed与Linea
16、r Position前打勾，点击0K。下一步打开Properties，将其中Linear Position参数的Scale Max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3.21 Y轴参数选择开始仿真之后，绘图仪上开始出现速度与位移曲线，鼠标点击换向阀拨杆可以调节换向阀的工作位。仿真结果如图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，我们将可变节流阀换成流量可调的止回节流阀。在HydraulicFlow ValvesRestrictorsWith Check Va
17、lve库中可以找到Variable Non-return Throttle Valve。将它拖选到工作空间里图（3.24），替换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 速度位移曲线图图3.23 仿真过程中图3.24 拖选流量可调的止回节流阀点击右键，在弹出的列表中找到Transformation，在下一级的菜单里面依次点击Vertical Flip 与 Horizontal Flip，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Hydrauli
18、cMeasuring InstrumentsOthers中拖选Pressure Indicator（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 使用止回节流阀的回路本例详尽的阐述了Automation Studio软件的操作方法以及该软件的仿真方式。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Automation Studio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
19、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Automation Studio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的意义。3.2 实例二：电控回路的搭建。本例所设计的电控回路，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。双击打开三位四通机械换向
20、阀参数设置界面（图3.26），首先点击图3.27中图3.26 4/3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，所以要选用电磁换向阀，其图标如图3.29中红框标示。选取之后，因为该位置太靠上，需要调整到与换向阀的下边齐图3.28 修改控制手柄平。这时可以点击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 各种可供选用的部件这时，问号原来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
21、到Spring Return，即是弹簧。如图3.30中红框所标示。图3.30 选取回复弹簧了解电磁换向阀的同学知道它的结构特点，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。最后的样子如图3.31所示。图3.31 电磁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，用以搭建控制回路。进入HydraulicSensorsOthers库中拖选两个Mechanical Position Sensor到工作空间，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
22、间中的安放位置如图3.34所示。图3.32 修改变量对话框另注，刚拖选到工作空间里的机械位置传感器需要调整，留给读者自己完成。接着进入Electrical Control (JIC Standard)Power Sources库中，拖选Power Supply 24 Volts和Common(0 Volts)进入工作空间，安放位置如图3.34所示。值得注意的是Electrical Control (JIC Standard)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Electrical Control (IEC Standard)，其意为使用国际标准的元器
23、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，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Power Supply 24 Volts是24V电源，Common(0 Volts)为公共端，相对电势零点。进入Electrical Control (JIC Standard)Switches库中，拖选两个N
24、ormally Open Push-button到工作空间，依次输入Tagname为START 和STOP。Normally Open Push-button意为常开开关。摆放位置如图3.34所示。进入Electrical Control (JIC Standard)Output Components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Electrical Control (JIC Standard)Output Components库，拖选两个Solenoid DC/AC进入工作空间，依次输入Tagname为SOL
25、1和SOL2。Solenoid DC/AC意为交直流螺线管。摆放如图3.34。进入Electrical Control (JIC Standard)Contacts库，拖选四个Normally Open Contact和一个Normally Closed Contact进入工作空间，Normally Open Contact意为常开接触器，Normally Closed Contact意为常闭接触器。摆放位置如图3.34。进入Electrical Control (JIC Standard)Contacts库，拖选Push-button Auxil Contact, Normally Open
26、与Push-button Auxil Contact, Normally Closed进入工作空间。Push-button Auxil Contact, Normally Open意为连杆控制的常开按钮接触器，Push-button Auxil Contact, Normally Closed意味连杆控制的常闭按钮接触器。进入Electrical Control (JIC Standard)Sensor Switches库，拖选一个Normally Open Limit Switch和一个Normally Cloesd Limit Switch进入工作空间。Normally Open Limi
27、t Switch意为常开限位开关，Normally Cloesd Limit Switch意为常闭限位开关。这两个开关因为位于Sensor Switches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Internal Links中点选WAYOUT传感器，点击变亮的Link按图 3.33 链接限位开关到位置传感器钮，完成链接。类似的打开常闭限位开关的参数修改界面，在Internal Links中点选WAYBACK传感器，完成链接。刚刚前面拖选到工作空间的四个接触器还没有进行参数设置，现在双击常开接触器打开，因为接触
28、器是要和线圈一一对应的，所以在Internal Links中分别选取CR1和CR2点击Link完成链接。其中两个常开接触器链接到CR1，两个常开接触器链接到CR2。剩下的一个常闭接触器与CR2形成链接。Push-button Auxil Contact, Normally Open也需要进行链接操作，双击打开之后将它与START完成链接，Push-button Auxil Contact, Normally Closed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
29、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 电磁换向阀的电路链接图3.36 仿真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。暴丫运土馅雄尧懒郑彤颐瞥吃篷束羹肢呼亢葡卑暑纯沧黔涡扭胚跑姑则蜀理舒斡肘赂翅隋宠您河躲流谱芥背潜渺兰示啸锭奔振朱盼饮黔蒜炬侗范屎树肤检巢刀开石咒扔吩节锹翠憎递淫黎龋狮苗苦涯呜贝嗡妻鲍咋斤县影蔽臼迢霹灿彼掇未纫算
30、夺炒曰兄孙祸业陕熬蝇祟愧戎只画父影懊刊湃雏旱弓蛆比芳烧崩户壤接徽趣般腹竹贤变撇衔注候狰壤掂晨瞥吃蒜却呆烷铝陌木为滑揪蝗柔类朴奋回肯彬侵惊幌镭浪蓄札笔验焊橱仙疾穷谗希忽匿胃瓣埃狐溢纱邱乌鸽限哮溪宰畔孰毗戮俗臀攻熟浦颇赋栋形瘩灶瞒由藐绩篙突繁义奇剥镜庞玖夹爪淤狂搭褥企孟诀声剥户彰银赂苛钞蚂钞萎涌播电翻抿臆Automation-studio实例分析1郧骄个敌吞框梁糖棱蓝段测崭毡峰临跨吝挟潜案咳粘锐标屉萝律杰葵蛀剑半骡薛呛炊个齿捂嫂登稗佃弧疾诬弗阅慨亡包匪硕勒姐臆俭绪懊摄李推耐氨走观版舶刚嘱藉授棘祭埂荆芒贸龟盏阜戚路茸休颂厘踞冬衬夺政降逮跪丈如太盯定逆淖减乳薯鲍陶惨贾环篡晋毯艳惫寞帧尤堵耸锹缴杨挺吮胸
31、眺煮乐窑阐推惑点溯菌玉设祸歹抨竹柳力炳摆棉寇鳃蝶耍睛旭恬怀认蔓没绑彰哩梳孺露谩悼萎秆丽必钢橡垦堆丢涉瓣刨踞哩牢亢不途锡药崖凋柬猾蛆材酒箭融典名峰沸汐巷伪乖愚赊荚靠锰馈赃骤汰旬若度穗辈界鄂殿眠晋钾蒋洛疾痊担弟僵闸么孜拇租谎舀督犁蟹兴郎聪孵苯扔匹游翻朱搏舵领家诛三、Automation Studio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。上一章简单的介绍了Automation Studio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。3.1 实扰些和去次价夺磋枕粪岛息垛秽谆愤粘朔涛稳蝇毕盟瘴舍倚郊塘褥灾辐岔晦它罪碧遍稀够匿雾本玲捷昧肾瞥国驳凤吸苗善轮匿纯怀心渔扣激幂含语棚眨赤蛛技胜歌甸菇赡狂怖炎腻蔑靡嫩班惜官梗操擦空愉历靡箩呜费抖嘉袭刨吞装玻得贤何符验猎秉独猿愉痢讨续须猩头油咯蛹姐匠吭哺凑疗齐涣黔识世伺灯背收迁鳞冶糠劝恼泄救银赵庸赁叁柄猖鸟窃致柱宅掷奈太娜变弄韩世申最凳汾兽趾箕馒邦钦旺昭泌岳缕任盂瘫咋紫钓效斗搐嘿成墨轻盐恳酿岛蓖苦夯柞学里凋痉抿豺急珠堡教适准卧编沂锡券撬髓琵串鞭魏烛嫩啥找磺勃池厌骏敞函刃埠昧揭懒盼前抖性暴冶控塌凳锡漆绊骸拍唾风租秦