电液轴控制器(HNC)在伺服缸测试系统中的应用

　　引言

　　伺服缸在现代工业生产中有着广泛的应用,尤其是在冶金行业,它的作用非常重要,其性能的好坏和使用的寿命直接关系到产品质量和效率。在生产中,大多伺服缸出现故障后并不是不可再度利用,通过故障分析,再经过维修和测试,达到使用技术指标和技术性能后仍可继续使用。伺服缸测试系统就是用来测试伺服缸的技术特性,其功能主要包括两部分:一是对伺服阀的性能进行测试;二是对伺服缸的特性进行测试。伺服缸的测试除了完成与普通缸相同的耐压测试、泄漏测试、行程测试等外,还要测试伺服缸的启动摩擦力、控制特性、动态响应特性、输入输出特性等,由于伺服缸是非标准件,不同类型的伺服缸的规格和所采用的传感器就各不相同,这就为测试带来了很大难度,针对伺服缸的测试指标和测试难题,采用了电液轴控制器HNC作为控制器来搭建伺服缸测试系统。

　　HNC控制器是由控制器,用于编程和故障诊断的WINPED软件和通讯线组成。如图1所示,HNC具有丰富的外部接口,它同时具有模拟量(X2)和数字量(X1)输入输出通道,增量式和绝对式编码器接口(X3),带有串行口(X4)与计算机进行通信,还可通过多种总线形式(ProfibusDB,CANopen, INTERBUS-S)与其他HNC或上位机进行通信。HNC固化了液压控制的所有功能,通过计算机和WINPED软件调用标准语言进行编程和设置参数,利用数据线,将程序发送到控制器中,把一个伺服缸视为液压轴,就可实现对液压轴的控制。HNC可实现液压轴的多种控制,包括闭环位置控制、闭环速度控制、精确定位刹车控制、闭环力和压力控制(可实现压力控制和位置控制的切换)、同步控制等。HNC的程序和参数设置具有很大的柔性,根据不同的测试要求和传感器类型在WINPED软件中编写需要的程序和设置相应的传感器信号,就可以用来检测各种不同类型的伺服缸,控制器中由于控制参数已经固化好了,因此只要在软件相应的位置放上合适的参数,就可以完成系统参数的设定,不需要设定PID参数,系统会自动调整,如不合适,可再根据实际系统调整PID参数,特别适合于搭建伺服缸通用测试平台(硬件和软件)。

　　1　基于HNC的伺服缸测试系统

　　伺服缸测试系统主要由伺服阀测试试验台和伺服缸测试试验台组成。

　　伺服阀试验台是用来对各种类型伺服阀和比例阀的性能进行测试的系统,包括阀的流量特性,压力特性,泄漏特性等。

　　伺服缸测试试验台是用来检测伺服缸的以下几个基本特性:

　　(1)试运转　调整系统压力,使被试液压缸在无负载工况下启动,并且全行程往返数次,以排尽缸内空气;

　　(2)耐压试验　将被试液压缸分别处于两个行程极限位置,分别向工作腔内输入公称压力1. 5倍的油液,保压2 min;