液压泵自动测试系统研究设计

　　1　引言

　　随着计算机、传感器技术的广泛应用,液压泵性能测试逐步转向计算机辅助测试方法,该方法操作简便、工作稳定,但在压力调定过程中人为因素的影响仍然存在,影响了测量数据的准确性。为了解决这个问题,本文以液压泵CAT试验台为例,运用先进的数控技术,使整个测试过程能自动进行。

　　2　系统工作原理

　　设计的液压泵自动测试系统是在原试验台基础 上改造而成的,压力调定分为手动和自动两种方式。该液压泵自动测试系统主要由液压系统、控制系统、数据采集系统等组成。补油泵通过整流阀组为被试泵提供低压大流量油液,其压力由低压电液比例溢流阀控制。被试泵的输出油液经高压比例溢流阀回油箱,通过调节高压比例溢流阀的电流控制被试泵的出口压力。试验时将被试泵的进出油口与截止阀接通,然后启动补油泵电机,调定低压比例溢流阀,待压力稳定后再启动主电机,调节高压比例溢流阀;待出口压力稳定后,进行数据采集,采集结束后先关闭主电机,再关闭补油泵电机。

　　3　控制系统

　　控制系统主要由电机控制、压力控制和安全控制组成。利用数字控制技术对控制系统进行改造,电机开关和压力调定按程序进行控制,实现整个测试过程的自动化。其原理如图1。

　　(1)电机控制

　　主要是启动补油泵电机、启动被试泵电机和转速扭矩仪的调零电机。双向泵测试时控制被试泵电机正反转。我们选用研华PCL2735数字输出卡,利用其12路继电器输出功能进行控制,通过控制D/D板的输出字,驱动中间继电器进而控制接触器,实现电机自动控制。此外,还实现了手动/自动功能的切换和两路转速扭矩仪信号的切换。

　　(2)压力控制

　　通过D/A转换输出0~5V的电压信号,经过比例放大器滤波放大后V/I转换输出,驱动比例溢流阀,控制系统的压力值。通过对输出电压的线性控制,实现压力平缓变化,避免了油压冲击对系统的破坏。同时采集的压力信号对电流控制进行反馈,形成闭环控制,实现自校准功能,以提高压力控制精度。

　　(3)安全控制

　　为了保证继电器输出的可靠性,除了在中间继电器硬件连接中使用互锁功能外,在软件中引入自校准功能。利用PCL2735的输出监视功能,每秒读一次继电器输出的状态字,并与写状态字进行比较,如果输出有误,立即重写状态字。同时通过应急机制和人机交互手段,处理突发异常情况,有效避免了系统的误动作,保证了系统运行可靠。

　　4　数据采集系统

　　该系统硬件主要由压力、温度、流量传感器,转速扭矩仪及相应的二次仪表, A/D模拟量输入板(PCL2813B), PTO开关量输入板(PCL2733),工控机,交流稳压电源,打印机,仪表柜等组成。