构造变形模拟实验是一种通过实验装置提供应力加载，模拟再现多种断裂构造样式的物理实验方法。目前构造变形实验装置缺乏多方向、高精度的自动控制系统，限制了模拟实验向定量化、可重复性方向发展，同时模拟实验还存在过程复杂、时间跨度大、人力物力消耗明显等问题。课题依据相似理论及断层成因机制，设计开发了小型构造变形实验装置，该装置能够实现模型预制、构造变形、切割密封、油水充注等一体化操作，所形成的地质模型不需要二次搬运，可以实现地质模型的有效保护，并且具有结构紧凑，功能强大、操作方便等特点。根据系统控制要求，课题提出了小型构造变形实验装置的总体控制方案，开发了基于PLC和伺服系统的电气控制系统，实现了构造变形动力加载单元的精确控制，完成了系统硬件和软件的开发任务。硬件部分进行了设备选型、交流伺服系统电路、NC定位控制方案、便携式移动控制台硬件电路、电气控制柜设计。针对控制需求，基于模块化思想完成了上位机软件、PLC软件以及触摸屏软件系统的设计和开发工作，其中PLC软件系统主要包括主从PLC控制模块、机械设备保护模块、回零点及同步控制模块等。整个控制系统从上到下分为三层，降低了系统的复杂度，提高了通讯效率。上位机和触摸屏分别构成人机交互界面，可视化与可操作性增强，较好地实现了操作与实验需求的同步。采用PLC结合伺服驱动器构成NC伺服系统的方式，实现了动力加载单元的NC定位控制，提高了控制系统的精度。设计的“硬限位+软限位”双重机械设备保护模块，有效保证了电气控制系统的安全稳定运行。课题研制的小型构造变形实验装置电气控制系统经过一年多的运行检验，达到了系统设计要求，运行稳定，精度达标，为构造变形模拟实验提供了新的技术手段和实验平台。