油缸实时检测系统控制策略研究

　　1 前言

　　油缸作为液压系统的执行元件之一，广泛应用于装载机、挖掘机、旋挖钻机等工程机械上。其性能不但直接决定了液压系统的可靠性，而且影响着设备的正常运行和维护，因此检测油缸性能是否达到设计要求是很有必要的[1]。但现有的测试系统不仅测试项目有限，而且检测手段和技术落后、检测精度低。针对油缸需要检测多个项目的特点，设计全面检测油缸的新型试验台^{[1 ～3]}和研制自动检测控制系统^[4]，初步实现了对油缸试验数据高效率、高精度采集和实时显示。但对油缸各个项目测试方法以及如何采取最佳的控制策略去实现对油缸的检测则少有研究。该油缸实时测试系统为湖南山河智能机械股份有限公司设计，可对从低压到高压等各种型号与规格的油缸进行型式试验和出厂试验。它是利用PLC( programmable logic controller，可编程控制器) 和CoDeSys 组态软件将计算机控制、检测技术、计算机网络技术与液压控制系统有效地结合起来的新型检测系统。笔者针对油缸测试项目多的特点，采用测试项目模块化，同时提出相应的控制策略来完成油缸的检测。

　　2 检测系统技术方案

　　本油缸试验台能对流量在616 L/min，最高测试压力60 MPa 以下的各类油缸进行测试，实时检测系统则需对油缸试验台和油缸进行实时监控，这就要求测试系统不仅要采集油缸的各类测试数据，还要实时显示油缸性能参数以及试验台的运行状态和故障情况。

　　参照液压系统原理图，制定电磁铁工作循环表，设计电路接线图，定义系统的I/O 分配表，通过RS232 串口实现PLC 与上位机之间的通信。根据检测项目，采用测试项目模块化设计，利用CoDeSys组态软件编写、调试控制程序。与其他控制器相比，INTELCONTROL 的 PLC 自带A / D、D / A 转化、数字输入/输出以及计数器装置，这就很大程度上简化了检测系统的复杂性，也为程序的编写提供了更大的方便。同时利用VB6. 0 进行人机交互界面的开发，完成检测数据的处理和显示，解决实时显示问题。最后实现对油缸的高精度、高效率检测和油缸性能参数的实时显示。图1 为液压油缸试验台控制系统结构图。

　　3 控制策略研究

　　测试液压油缸时，有两种控制策略。a. 以液压缸运行过程为主轴来组织测试项目，应尽可能地把被测项目有机地组织在油缸运行过程中，在油缸一次来回运动中完成所有测试项目; b.以每个试验项目为中心，使每测试一个项目时，让油缸按试验项目所要求的状态来运行。根据实际情况需要手动、自动两种操作方法，所以不能把上述两种控制策略彻底分割，而是把它们结合起来运用。在设计自动控制程序时，考虑运用第一种控制策略，而在设计手动控制程序时，考虑运用第一种和第二种控制策略相结合的方法来检测油缸。