虚拟仪器技术在电液比例阀计算机辅助测试系统中的应用研究

　　0 引言

　　电液比例控制技术的开发与普及,使工程系统的控制技术进入了现代控制工程的新行列,不同程度地确立了机电一体化的技术优势。它与传统的电液伺服技术相比,具有可靠和价廉的优点,近年来在很多领域都有普遍应用。电液比例阀是电液比例技术的关键元件之一,用于控制系统的压力、流量等参数随输入电信号成比例的变化。因而,电液比例阀具有良好的动、静态特性。在液压元件传统检测设备中,电液比例阀的检测难度较大,其实验工况是通过手调实现的,这种测试方法精度低、载荷大、效率低,工况点是有限的、离散的,实验结果是通过读取仪表的数值手抄到表格中的,不仅测试效率低,而且实验误差大,在一定程度上限制了产品的设计和制造。由于计算机软、硬件技术、通信技术、网络技术的发展,测试技术得以和计算机技术深层次的结合,推动了计算机辅助测试技术的不断进步。液压CAT的发展将遵循跟着计算机走、跟着通用软件和跟着网络标准走的指导思想。/软件就是仪器0这一思想,将得到进一步的体现和落实。虚拟仪器技术必将在液压CAT中得到进一步的应用和普及,它与数据采集、测试、过程控制、信息传输与通信等现代信息技术汇聚在一起,将使软件化仪器得到更广泛的使用。

　　1 虚拟仪器技术及LabVIEW软件

　　虚拟仪器(Virtual Instument, VI)是指以通用计算机作为核心的硬件平台,配以相应测试功能的硬件作为信号输入/输出的接口,利用仪器软件开发平台在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的功能,然后通过鼠标或键盘操作的仪器。借助一块通用的数据采集板,用户就可以通过软件构造几乎任意功能的仪器,可以是电压表、示波器、频谱分析仪或其它仪器,软件成了构建仪器的核心。因此,美国国家仪器公司提出了“软件即是仪器”的概念。

　　虽然传统的编程软件(VisualBasic, VisualC++,Delphi等)可以较好地编制系统的程序,但开发时间相对较长,所以笔者采用由美国NI公司开发的虚拟仪器软件LabVIEW, LabVIEW采用基于流程图的图形化编程方式,因此也被称为G语言(GraphicalLanguage),可以在不同操作系统下保持兼容,为数据的采集、分析、显示提供集成的开发工具,而且还可以通过DDE和TCP/TP实现共享,节约了80%的程序开发时间,而且速度几乎不受影响。事实上,LabVIEW已成为图形化编程语言的工业标准。图1为虚拟仪器软件LabVIEW的数据采集结构。

　　2 电液比例阀CAT系统的构建

　　2.1 电液比例阀测试系统的硬件

　　测试系统的硬件主要包括工业控制计算机(PACK610 (P4 214G 512M 80G))、比例阀专用测控仪、数据采集卡、PLC、压力传感器、流量传感器、温度传感器、信号调理装置等。其中模拟量部分用数据采集卡来完成,而开关量控制由PLC来完成。其中数据采集卡选用美国NI公司的PCI-6024板卡两块,它有8路差分模拟量输入, 2路模拟量输出,采样速率为200kS/s, 12bits, 2路计数, 8路数字I/O端。