液压综合实验台的研究与开发

　　1 液压节流调速实验系统的原理及组成

　　为了研究方便，设计了一个液压节流调速实验台，将进口节流调速、出口节流调速和旁路节流调速组合在一起。 合理选择液压元件的型号和性能参数对教学实验系统是十分重要的，实验系统原理如图 1 所示，此实验台可方便地实现 3 种调速方法的快速换接。

　　加载方法采用无源加载，把电液比例溢流阀安装在加载回路的回油路上。 电液比例溢流阀的电磁推力大小与通入比例电磁铁的电流成正比，因此改变电流的大小，即可调节溢流阀压力的大小。

　　2 液压控制系统的组成及原理

　　液压控制系统的硬件设计遵循模块化、结构化的设计原则， 根据硬件的功能划分成不同的模块，使每一个模块都能独立工作，模块之间通过接口接在一起，这样有利于在开发过程中对硬件进行调试和改进，同时也提高了系统的可靠性。

　　（1）控制检测系统的组成

　　系统控制检测部分的组成：计算机、A/D 和 D/A数据采集集成板 PCL－812PG、32 路隔离数字量 I/O卡 PCL－730、压力传感器、速度传感器。 其组成及原理如图 2 所示。

　　A/D 和 D/A 数据采集集成板 PCL－812PG 是一款多功能模拟量及数字量 I/O 卡。 它提供了 5 种用于 PC/AT 及其兼容系统上最常用的测量和控制功能：A/D 转换、D/A 转换、数字量输入、数字量输出和计数器/定时器。

　　32 路隔离数字量 I/O 卡 PCL－730 提供了 23 路隔离数字量输入和输出通道(16 个 DI 通道和 16 个DO 通道) 及 32 个 TTL 数字量输入和输出通道(16个 DI 通道和 16 个 DO 通道)。 其隔离通道能提供2500VDC 的保护。 PCL－730 提供了一个 IRQ 可跳线选择的 PC 中断。

　　压力传感器选择 OEM-2 型传感器，其量程为 0～1.5 MPa，线性度为 0.2％，重复度<0.1％，迟滞<5 MV。

　　速度传感器选择 SD-400 型传感器， 速度范围为 0～1 m/s，工作范围为 0～500 mm，线性度为 3％，灵敏度 500 mV/m/s。

　　放大器选择 E-BM-AC-01F 型电子放大器，最大功率为 40 W，输入信号为 0～10 V，有波型功能。

　　（2）调速系统的控制过程

　　进口节流调速实验的实验方法：在进行进口节流调速实验时，启动计算机控制系统和液压泵的电动机，使计算机控制系统和液压泵运行，此时泵处于卸载状态；使开关阀Ⅱ、Ⅲ的电磁铁 DT 通电，打开开关阀，开关阀Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的电磁铁 DT 断电，关闭开关阀； 同时使三位四通换向阀的电磁铁 1DT通电、2DT 断电； 二位二通换向阀的电磁铁 5DT 通电、3DT 和 4DT 断电。 液压泵输出的油液经过进口节流阀调节后，进入工作液压缸的左腔，右腔回油，液压缸的活塞杆外伸，当计算机发出加载指令控制信号时，通过 D/A 转换，经放大，驱动比例溢流阀加载，使加载液压缸的右腔回油，左腔通过二位二通吸液阀进油。 通过速度传感器测得工作液压缸的活塞杆外伸速度（速度差）和压力传感器检测工作液压缸两腔的压力（压力差），其输出的速度（速度差）和压力（压力差）值经 A/D 转换、放大后输入到计算机中。 从而检测出进口节流调速回路的动态特性。打开开关阀Ⅰ、Ⅲ，关闭开关阀Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ；使三位四通换向阀的电磁铁 1DT 断电、2DT 通电； 二位二通换向阀的电磁铁 4DT 通电、3DT 和 5DT 断电。工作液压缸的活塞杆快速缩回，此时比例溢流阀不加载。 在停止实验时，液压泵又不停止工作，二位二通卸载阀的电磁铁 3DT 通电，使液压泵卸荷。 各个换向阀电磁铁的“通”、“断”工作情况见表 1；加载和检测情况见表 2；开关阀的“开”、“关” 工作情况见表 3。 出口节流调速实验的实验方法和旁路节流调速实验的操作方法基本和进口节流调速实验的实验方法相同。