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TC-GY05型液壓伺服控制實驗系統

    TC-GY05型液壓伺服控制實驗系統是根據部分高校和科研機構客戶的特殊需求,按照高等院校電液比例伺服系統有關實驗規范要求設計而成。伺服系統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、負載質量塊、蓄能器、液壓控制閥、電液比例溢流閥、油源系統、實驗臺、計算機測控系統等裝置組成的閉環控制系統,可以實現對雙出桿液壓缸在負載作用下的位置伺服控制和比例壓力控制。該實驗臺要求能對系統各參數進行實時監測和控制,并滿足在頻率信號作用下具有一定的響應速度和控制精度。該實驗系統能滿足高等院校的實驗教學及科研開發要求。并可以根據現場的實際需要經升級后增加新的實驗項目,具有良好的可擴展性。
一、系統功能介紹:
1、能完成電液位置伺服系統的閉環控制,當輸入信號(電信號)為±10V、3HZ的正弦信號作用下,最大負載和最快運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,當輸入信號(電信號)為±10V、3HZ的正弦信號作用下,壓力控制精度為0.1Mpa。
3、系統能自動對壓力傳感器、位移傳感器進行標定,顯示定標方程和采樣數據,并測定電液伺服閥和電液比例閥的靜態特性曲線;
4、系統的輸出量(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)等函數信號進行變化,且滿足精度和速度指標;
5、系統控制界面能設定并顯示輸入信號大小和形式、負載情況和控制曲線要求,根據控制函數要求自動完成系統的輸出控制。并自動完成控制和實時監測狀態下的自動數據(壓力、流量、位移、負載力、輸入信號、反饋信號等)采樣和生成、動態曲線(位移控制、壓力控制、伺服閥內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)生成和參數分析,并能將參數進行匯總進行圖、表打;
6、能對控制系統進行PID校正,各參數可在控制界面上設定,并能自動比較校正前后各控制參數的變化(壓力、流量、位移、負載力、輸入信號、反饋信號等);
7、系統在故障情況下能自動報警并停機,同時顯示故障原因,如過濾器壓差過大、油溫過高、泵無法正常出油等。
8、系統能對控制要求進行任意設定,如連續壓力或位移控制、定位控制、卸壓控制等。
二、實驗系統組成:

1.油源系統
1)系統采用一個油箱,二套油泵系統組成,液壓加載系統兼作為油液的循環過濾裝置;
2)二套油泵采用二套獨立的油源過濾系統采用粗過濾加精過濾方式,精過濾器的過濾精度達到5目;
3)油源系統采用有效的冷卻裝置,在最高工作壓力條件下連續工作油液的溫度保持在600C以下;
4)非工作狀態下,液壓系統能快速卸荷;
2.液壓缸基本參數:
名稱
內徑(mm)
桿徑
(mm)
有效行程(mm)
最高工作
壓(Mpa)
最高速度
(mm/s)
備注
伺服油缸
125
80
200+40(200mm為控制行程)
11
80
雙出桿缸,活塞中間位置為零位
加載缸
63
45
120
8
80
 
3. 負載質量塊
  共 M=100kg。以小車帶質量塊形式拖動負載。
4、阻尼負載
阻尼器負載,最大粘性阻尼力100N(伺服缸運動速度最大時)
5、相應的位移傳感器、壓力傳感器、壓力表、油溫傳感器等
相應的位移傳感器、壓力傳感器等傳感器精度達到千分之四及以上。油泵輸出壓力、伺服油缸兩側的控制壓力等進行實時顯示和監測。油溫傳感器的精度達到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。
系統全部采用標準的工業用液壓元件,使用安全可靠,真正工業化。所有液壓閥均應采用國際先進的力士樂技術液壓元件,性能參數應完全符合工業應用標準;
7. 整個實驗臺具有高的安全性。實驗臺設計符合國家安全標準,所有電氣控制均有接地保護、過載保護、短路保護、漏電保護、缺相及相序保護裝置等功能,具有較高的安全使用性能。
三、電氣控制系統:
1.系統采用西門子PLC CPU1516-3 PN/DP進行伺服位置閉環控制和伺服油缸的比例壓力開環控制,可以對位置和壓力信號進行實時采集和控制。
2. 強電控制---實驗臺強電控制部分隱藏于電氣控制柜中,電路應設有過載保護、短路保護、接地保護、漏電保護、缺相及相序保護裝置等功能,使用安全可靠;
3. 配備先進的高穩定性、高精度測量儀器,如壓力傳感變送器,渦輪式流量傳感器,位移傳感變送器等。
四、典型實驗項目:
1) 液壓伺服油缸的運動參數的測定;
2) 電液伺服閥的標定和性能參數的測定;
3) 電液位置伺服控制系統的系統組成和基本參數測定;
4) 電液位置伺服控制系統的響應特性分析;
5) 電液位置伺服控制系統的 PID 校正;
6) 電液力伺服控制系統的系統組成和基本參數測定;
7) 電液力伺服控制系統的響應特性分析;
8) 電液力伺服控制系統的 PID 校正;
9) 電液力比例控制系統的系統組成和基本參數測定;
10)電液力比例控制系統的響應特性分析;
11)電液力比例控制系統的 PID 校正;
12)電液伺服閉環控制系統的 PLC 控制;
13)電液比例控制系統的 PLC 控制。
、設備參數
(1)電機—泵裝置(2臺)
定量葉片泵-電機1臺:
定量葉片泵:公稱排量16.6mL/r,容積效率 90%; 
電機:三相交流電壓,功率3.75KW,轉速1450r/min;
變量柱塞泵-電機1臺:
泵:高壓柱塞泵,公稱排量 37.8mL/r
電機:三相交流電壓,功率15KW,轉速 1450 r/min;
(2)冷卻器:1臺。
壓力:1.4Mpa;流量:60L/min;功率:65W;電源:220V;
工作臺尺寸:1900mm×800mm×1800mm;
泵站尺寸:1200x600x300mm,公稱容積120L;附有液位、油溫指示計,濾油器等。

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