TC-GY05型液壓伺服控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

一、概述:

  TC-GY05型液壓伺服控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是根據(jù)部分高校和科研機(jī)構(gòu)客戶的特殊需求，按照高等院校電液比例伺服系統(tǒng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)規(guī)范要求設(shè)計(jì)而成。伺服系統(tǒng)由位置控制伺服油缸、加載液壓缸、電液伺服閥、位移傳感器、壓力傳感器、負(fù)載質(zhì)量塊、蓄能器、液壓控制閥、電液比例溢流閥、油源系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)等裝置組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雙出桿液壓缸在負(fù)載作用下的位置伺服控制和比例壓力控制。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求能對(duì)系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，并滿足在頻率信號(hào)作用下具有一定的響應(yīng)速度和控制精度。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能滿足高等院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科研開(kāi)發(fā)要求。并可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要經(jīng)升級(jí)后增加新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具有良好的可擴(kuò)展性。

二、主要特點(diǎn)：

1、能完成電液位置伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，當(dāng)輸入信號(hào)（電信號(hào)）為±10V、3HZ的正弦信號(hào)作用下，最大負(fù)載和最快運(yùn)行速度條件下控制精度為±0.2mm；

2、能完成電液比例壓力控制，當(dāng)輸入信號(hào)（電信號(hào)）為±10V、3HZ的正弦信號(hào)作用下，壓力控制精度為0.1Mpa；

3、系統(tǒng)能自動(dòng)對(duì)壓力傳感器、位移傳感器進(jìn)行標(biāo)定，顯示定標(biāo)方程和采樣數(shù)據(jù)，并測(cè)定電液伺服閥和電液比例閥的靜態(tài)特性曲線；

4、系統(tǒng)的輸出量（活塞位移、伺服缸輸出壓力）能按照輸入的階躍、斜坡、正弦（最大控制頻率為3.5Hz）等函數(shù)信號(hào)進(jìn)行變化，且滿足精度和速度指標(biāo)；

5、系統(tǒng)控制界面能設(shè)定并顯示輸入信號(hào)大小和形式、負(fù)載情況和控制曲線要求，根據(jù)控制函數(shù)要求自動(dòng)完成系統(tǒng)的輸出控制。并自動(dòng)完成控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)狀態(tài)下的自動(dòng)數(shù)據(jù)（壓力、流量、位移、負(fù)載力、輸入信號(hào)、反饋信號(hào)等）采樣和生成、動(dòng)態(tài)曲線（位移控制、壓力控制、伺服閥內(nèi)泄漏量隨控制壓力和閥芯位移變化特性 、伺服閥的壓力和流量特性、比例閥的壓力特性等）生成和參數(shù)分析，并能將參數(shù)進(jìn)行匯總進(jìn)行圖、表打??；

6、能對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行PID校正，各參數(shù)可在控制界面上設(shè)定，并能自動(dòng)比較校正前后各控制參數(shù)的變化（壓力、流量、位移、負(fù)載力、輸入信號(hào)、反饋信號(hào)等）；

7、系統(tǒng)在故障情況下能自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)，同時(shí)顯示故障原因，如過(guò)濾器壓差過(guò)大、油溫過(guò)高、泵無(wú)法正常出油等；

8、系統(tǒng)能對(duì)控制要求進(jìn)行任意設(shè)定，如連續(xù)壓力或位移控制、定位控制、卸壓控制等。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

1、液壓伺服油缸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定；

2、電液伺服閥的標(biāo)定和性能參數(shù)的測(cè)定；

3、電液位置伺服控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和基本參數(shù)測(cè)定；

4、電液位置伺服控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析；

5、電液位置伺服控制系統(tǒng)的 PID 校正；

6、電液力伺服控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和基本參數(shù)測(cè)定；

7、電液力伺服控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析；

8、電液力伺服控制系統(tǒng)的 PID 校正；

9、電液力比例控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和基本參數(shù)測(cè)定；

10、電液力比例控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析；

11、電液力比例控制系統(tǒng)的 PID 校正；

12、電液伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)的 PLC 控制；

13、電液比例控制系統(tǒng)的 PLC 控制。

四、實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成：

1、平臺(tái)部分：實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)鋼制，操作平臺(tái)表面采用亮面拉絲不銹鋼材質(zhì)包覆，內(nèi)外落差5mm（操作側(cè)高，排油口低），平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)滴漏油液可以方便快速的從排油口排出并回收入油箱（油箱帶有過(guò)濾網(wǎng)），大部分廠家都是冷軋板表面噴塑，缺點(diǎn)，掉漆、變色發(fā)黃，不易清潔。液壓底板上的油路接口、名稱、圖形符號(hào)采用激光打印刻錄，更加清晰美觀。   工作臺(tái)尺寸（約）：長(zhǎng)×寬×高=1580mm×750mm×1800mm；

2、油源系統(tǒng)：

1）系統(tǒng)采用一個(gè)油箱，二套油泵系統(tǒng)組成，液壓加載系統(tǒng)兼作為油液的循環(huán)過(guò)濾裝置；

電機(jī)—泵裝置（2臺(tái)）：

定量葉片泵-電機(jī)1臺(tái)：

定量葉片泵：公稱排量16.6mL/r，容積效率 90%； 

電機(jī)：三相交流電壓，功率3.75KW，轉(zhuǎn)速1450r/min；

變量柱塞泵-電機(jī)1臺(tái)：

泵：高壓柱塞泵，公稱排量 37.8mL/r；

電機(jī)：三相交流電壓，功率15KW，轉(zhuǎn)速 1450 r/min；

2）二套油泵采用二套獨(dú)立的油源過(guò)濾系統(tǒng)采用粗過(guò)濾加精過(guò)濾方式，精過(guò)濾器的過(guò)濾精度達(dá)到5目；

3）油源系統(tǒng)采用有效的冷卻裝置，在最高工作壓力條件下連續(xù)工作油液的溫度保持在600C以下；

4）非工作狀態(tài)下，液壓系統(tǒng)能快速卸荷。

3、負(fù)載質(zhì)量塊：共 M=100kg。以小車帶質(zhì)量塊形式拖動(dòng)負(fù)載；

4、阻尼負(fù)載：阻尼器負(fù)載，最大粘性阻尼力100N（伺服缸運(yùn)動(dòng)速度最大時(shí)）；

5、相應(yīng)的位移傳感器、壓力傳感器、壓力表、油溫傳感器等；相應(yīng)的位移傳感器、壓力傳感器等傳感器精度達(dá)到千分之四及以上。油泵輸出壓力、伺服油缸兩側(cè)的控制壓力等進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)測(cè)。油溫傳感器的精度達(dá)到0.5度；

6、控制閥：:電液伺服閥采用MOOG D661系列，比例溢流閥的有效壓力控制范圍為0-12Mpa；系統(tǒng)全部采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用液壓元件，使用安全可靠，真正工業(yè)化。所有液壓閥均應(yīng)采用國(guó)際先進(jìn)的力士樂(lè)技術(shù)液壓元件，性能參數(shù)應(yīng)完全符合工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；

7、整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有高的安全性。實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，所有電氣控制均有接地保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、缺相及相序保護(hù)裝置等功能，具有較高的安全使用性能。

五、電氣控制系統(tǒng)：

1、系統(tǒng)采用西門子PLC CPU1516-3 PN/DP進(jìn)行伺服位置閉環(huán)控制和伺服油缸的比例壓力開(kāi)環(huán)控制，可以對(duì)位置和壓力信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和控制；

2、強(qiáng)電控制---實(shí)驗(yàn)臺(tái)強(qiáng)電控制部分隱藏于電氣控制柜中，電路應(yīng)設(shè)有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、接地保護(hù)、漏電保護(hù)、缺相及相序保護(hù)裝置等功能，使用安全可靠；

3、配備先進(jìn)的高穩(wěn)定性、高精度測(cè)量?jī)x器，如壓力傳感變送器，渦輪式流量傳感器，位移傳感變送器等。