液压缸试验台电控系统设计

　　1 前言

　　液压油缸是液压传动系统的一个重要执行元件，它可以将液压能转变为直线往复运动的机械能，它结构简单，工作可靠，在机械系统中得到了广泛应用。液压缸性能的好坏决定了整个液压系统的性能，因此对液压油缸的各项性能检测就显得尤为重要。传统的液压缸测试主要采用手工操作的方式，不仅劳动强度大，而且工作效率低，测试数据精度也不高。针对这些问题，本文设计了一种计算机控制的液压缸试验台，保留了手动控制的同时增加了计算机自动控制方式，便于从传统控制方式到自动控制方式的过度。

　　2 试验台的结构和功能

　　本液压试验台主要由三大部分组成：液压系统，电气控制系统，数据的采集与显示系统，通过本试验台可以完成液压油缸的出厂检验，包括对油缸的启动压力测试、往复性能测试、耐压测试、泄露量测试和报表打印等。

　　2.1 液压系统

　　液压系统主要包括液压油箱总成1套、液压油泵及电动机组3台套、压力调节和压力输出及回油总管系统、测试接口管路及液压阀。通过高压软管，将被测油缸接入液压管路，系统中每台油泵的出口压力可以通过接入的溢流阀进行手动调节，压力大小主要采用机械式压力表进行测量和显示。

　　2.2 电气控制系统

　　电气控制系统的核心为计算机和PLC，可以分别通过试验台面板和人机界面对每台液压泵的起、停控制，过载保护，液压缸的加载控制，故障报警等功能。由于电机的容量比较大，控制中采用Y-△启动方式。另外，通过对相关电磁阀的控制可以实现对液压总管压力的加载或卸载，控制油缸连杆的伸出或缩回等功能。控制方式有手动操作和计算机控制操作两种。

　　2.3 数据采集与显示系统

　　显示系统由试验台操作面板显示和计算机人机界面显示组成。系统中数据的采集主要是通过各个传感器来完成的，传感器获取的数据分别传送至数字显示单片机和数据采集卡，分别用于试验台操作面板数字显示和人机界面显示。试验台面板上除了有7个压力表和4个数码表外，还指示了系统中电动机及溢流阀的工作状态，报警状况等。在上位机界面中，系统元件的工作状态则由数据采集卡不断更新显示。

　　3 电气控制系统设计

　　3.1 设计方案

　　在整体的设计中，选用计算机和PLC作为控制的核心，采用主从式控制方式。即计算机作为上位机进行集中的监控，通过软件完成可视化人机界面的设计、数据库的建立、报表的打印等功能；PLC作为下位机，完成对现场数据的不断采集和输出控制。上位机和PLC之间通过RS232转RS485转换接头连接，整个系统方案的原理框图如图1所示，为了实现上位机的实时监控，各个传感器的数据通过数据采集卡传送至计算机。另外传感器的数据也要传送到单片机，以便于试验台面板上的数字显示。