伺服比例液压综合测控系统

       TC-GY04T型智能电液比例伺服测控实验设备是根据部分高校和科研机构客户的特殊需求，按照国家标准《电液伺服阀试验方法》、《电液比例阀试验方法》高等院校电液比例伺服系统有关实验规范要求设计而成。可以实现对液压传动控制中的电液伺服控制系统的实验教学及研究。针对研究液压伺服控制系统特性而开发的实验测试设备。
可以满足高等院校的实验教学及科研开发要求。并可以根据现场的实际需要经升级后增加新的实验项目，具有良好的可扩展性。 
      一、实验内容：
掌握实验的基本技能，进一步了解机电一体化技术及计算机辅助测试即CAT技术的应用，提高学生测试技能和动手能力。了解电液伺服阀的静态特性和动态特性，并掌握其性能测试的实验分析方法。了解电液伺服阀控液压缸系统(开环、闭环)在正弦输入和阶跃输入时的响应特性,加深对反馈控制的理解。了解常规液压阀的性能、典型液压控制回路等。

二、实验设备特点
1. 系统全部采用标准的工业用液压元件，使用安全可靠，真正工业化。所有液压阀均应采用国际先进的力士乐技术液压元件，性能参数应完全符合工业应用标准；
2. 具有多样化的实验控制方式。实验回路具**械控制、传统的继电器控制、先进的PLC自动控制等多种控制技术，能让实验者*、多层次的深入了解液压系统的控制多样化，以锻炼学生的灵活应用能力；
3. 实验设备具有很好的扩展性能。实验设备中的元器件采用标准化转换接头，其配置方案可根据具体的实验要求进行选配，即实验台具有很好的增减兼容性；
4. 可编程控制器（PLC）能与PC机通讯。系统具有自动化控制、在线编程监控及故障检测功能，能运用PC机与PLC对液压控制系统进行深入的二次开发； 
5.  有丰富的教学仿真软件。能对常用的典型液压回路进行仿真/监控，并能在监控屏幕上以图片颜色区分或文字形式，直观清晰地显示出每一个阀心的动作、流体流向、压力、执行元件动作情况。
6. 配备先进的高精度测量仪器，如高稳定性的数据测量仪器等；
7. 具有稳定可靠的液压供油系统。液压油泵的运行噪声达到国家允许的标准限，液压供油系统**安全可靠；
8. 整个实验台具有高的安全性。实验台设计符合标准，所有电气控制均有接地保护、过载保护、短路保护、漏电保护、缺相及相序保护装置等功能，具有较高的安全使用性能。
三、实验设备（装置）组成部份
实验设备(装置) 包括：实验工作台、液压元件、电气控制单元、数据采集系统等几部分。
1. 实验工作台 
实验工作台采用平台式钢质结构，配集油槽，表面喷塑，结构牢固可靠，外观美观元件安装方式采用“T”型槽口方式，便于液压阀安装，并备有螺丝固定；液压油路应采用带开闭式快换接头的高压油管，能方便地随意地按照实验原理图搭接实验回路。液压缸放置方式为平台面固定安装结构，便于实验双杠对**。
工作台尺寸：1800mm×800mm×1100mm；
泵站尺寸：1200x600x300mm，公称容积120L；附有液位、油温指示计，滤油器等。
2、液压泵站 
系统额定工作压力：6.3Mpa。（较大可至7Mpa）
（1）电机—泵装置（2台）
定量叶片泵-电机1台：
定量叶片泵：公称排量10mL/r，容积效率 90%；  
电机：三相交流电压，功率2.20KW，转速1450r/min；
定量叶片泵-电机1台：
泵：高压叶片泵，公称排量 10mL/r，压力 7Mpa
电机：三相交流电压，功率3.0KW，转速 1450 r/min；
（2）冷却器：1台。
压力：1.4Mpa；流量：60L/min；功率：65W；电源：220V；
3. 液压元件
以北京华德力士乐系列液压阀元件为主，配置详见配置清单。
油路搭接采用开闭式快换接头，拆接方便，不漏油。
1）液压元件制作成模块化结构，液压模块能够被方便、牢固地安装到实验面板上。同时模块与模块之间采用带有可插拨式快速接头的油管进行坚实、密封的连接，这样可方便地搭接各种液压回路。
2）采用液压元件模块化，有利于液压实验项目的扩展和项目的研发（只需增加几个相应的液压模块就可）。不采用固定板式结构。
3）模块的制作材料除液压元件及接头外，其它采用轻质、坚固、耐用的金属材料（铝合金型材和工程塑料），减轻液压模块本身重量，方便模块的安装、拆接。
4）配套液压模块存储柜，学员或老师可方便地取出和保管这些液压模块。大大方便实验室的管理。
5）液压元件采用标准工业元件，以北京华德液压元件为主（采用力士乐技术），每个液压元件均配有油路过渡底板，可方便、随意地将液压元件安放在实验面板（铝合金型材）上。
伺服执行机构：电液伺服阀，额定压力10Mpa，流量15L/min；双作用液压伺服缸，额定压力14MPa，行程200mm，出力200kg；装有位移传感器和力传感器，位移传感器，量程200mm，精度0.5%，力传感器，量程200kg，精度0.5%；压力传感器，4只，量程10Mpa，精度0.5%。
阀驱动器：与电液伺服阀配套。
伺服控制器：PID控制算法，两通道AO，4通道AI。
4. 电气测控单元
(1)可编程序控制器(PLC)---日本三菱PLC，FX3SA-20MR，I/O口20点，继电器输出形式，电源电压：AC 220V/50Hz，控制电压为DC24V；
(2)继电器控制单元---继电器控制设置手控、自动两总控制方式，控制电压为DC24V，使用安全可靠；
(3)强电控制---实验台强电控制部分隐藏于电气控制柜中，电路应设有过载保护、短路保护、接地保护等功能，使用安全可靠；
(4)控制电路---所有控制电路均为DC24V控制，且控制直流电源自带短路保护，外部连接控制导线均为高绝缘保护的连接导线。
5.数据采集系统
（1）测试用传感变送器
1）压力传感变送器    精度等级：0.2级  量程：0-25Mpa       4只；
2）涡轮式流量传感器  精度等级：0.5级  量程：0-10L/min      1只；
3）功率变送器        精度等级：0.5级  量程：0-5KW         1只；
4）温度传感变送器    精度等级：0.5级  量程：-10-150摄氏度  1套；
5）位移传感变送器	  精度等级：0.2级  量程：0-200mm       1套。
6）力传感变送器      精度等级：0.2级  量程：0-5000N        1套。
（2）数据采集系统
数据采集系统采用的是凌华12位精度、16通道的AD输入,2通道DA输出，作为数据采集板卡；配置的传感器都是精度等级在0.5级以上的高精度传感器（压力传感变送器、涡轮式流量传感器、温度变送器、位移传感器变送器、功率变送器等），各传感变送器都带标准信号输出，传感器外部连接电缆均使用屏蔽效果良好的**电缆，保证了数据采集的精度。数据采集软件对这一系列传感器的输出信号进行数据采集，并实时描绘相关的曲线，生成实时数据报表，绘制任意XY轴的动态曲线，并且有曲线打印功能，数据报表保存打印功能，各个传感器参数设置功能等等。实现计算机智能数据采集、分析、处理、数字显示、曲线自动生成及实时监控等功能，符合未来液压控制的发展趋势。
   （3）主流品牌计算机：双核CPU，内存4G，硬盘500G，19寸液晶显示器
四、实验台应完成的主要实验项目 
一）常用液压元件的性能测试
1) 液压泵的特性测试
2) 液压缸特性测试
3) 溢流阀的特性测试
4) 节流阀速度负载特性测试
5) 调速阀的特性测试
6) 减压阀的特性测试
7) 三位四通换向阀特性测试
二）液压系统回路实验：
1）压力控制回路：
1．溢流阀调压回路；
2．溢流阀单级远程调压回路；
3．多级溢流阀调压回路；
2）减压回路：
1．减压回路；
3）卸荷回路：
1．M型三位四通电磁换向阀中位机能泄压回路；
2．二位三通电磁换向阀卸荷回路；
3．采用先导式溢流阀的卸荷回路。
4）卸压回路： 
1．节流阀卸压回路；
2．溢流阀阀卸压回；
3．用顺序阀的卸压回路。
5）速度调节控制回路：
1．采用节流阀的进油节流调速回路；
2．采用节流阀的回油节流调速回路；
3．采用节流阀的旁路节流调速回路；
4．采用调速阀的进油节流调速回路；
5．采用调速阀的回油节流调速回路；
6．采用调速阀的旁路节流调速回路；
7．用变量泵和液压缸组成的容积调速回路；
8．调速阀并联的二次进给回路；
9．调速阀串联的二次进给回路；
10．差动连接增速回路；
6）同步回路：
1．节流阀控制的同步回路；
2．调速阀控制的同步回路。 
7）方向控制回路：
1．换向阀控制换向回路；
2．顺序阀控制的顺序动作回路；
3．行程开关控制的顺序工作回路；
4．压力继电器控制的顺序动作回路
8）锁紧回路：
1．换向阀闭锁回路；
2．单向阀的锁紧回路；
3．用液控单向阀的锁紧回路；
4．用双液控单向阀的锁紧回路。
9）顺序回路：
	1．采用顺序阀的顺序动作回路；
2．采用电气行程开关的顺序动作回路；
3．采用压力继电器的顺序动作回路。
10）平衡回路：
1．采用顺序阀的平衡回路；
2．采用液控单向阀的平衡回路；
3．采用单向调速阀的平衡回路；
4．采用单向节流阀的平衡回路；
11）缓冲回路：
1．采用溢流阀的缓冲回路；
2．用调速阀的缓冲回路；
3．用节流阀的缓冲回路；
三）数据采集系统实验：可进行实验数据采集、分析、处理、即时显示、实验曲线自动生成等功能实验。
四）学生自行设计、组装的扩展性液压回路实验
五）液压系统设计实验
六）电液比例伺服液压测控实验：
1、比例阀的性能测试：
1) 比例溢流阀的控制特性测试；
2) 比例溢流阀的负载特性测试；
3) 比例溢流阀的动态特性测试；
4) 比例调速阀的控制特性测试；
5) 比例调速阀的节流特性测试；
6) 比例调速阀动态特性测试。
2、液压比例系统控制相关实验：
1)电磁比例溢流阀的稳压控制回路实验；
2)电磁比例溢流阀压力控制系统；
3)电磁比例方向阀的换向回路；
4)电磁比例调速阀的调速控制回路；
5)比例调速控制系统的液压马达速度控制实验；
6)比例系统的简单液压闭环控制实验等
3、计算机控制电液比例位置系统的设计性实验
1）计算机在电液比例压力控制系统的作用；
2）系统动态分析原理和时域参数的测试方法；
3）数字PID控制器结构参数对系统动态性能的影响；
4）电液比例速度控制系统的性能实验；
5）常用PID控制器类型和算法；
6）数字PID控制器结构
4、伺服阀的性能测试
1）电液伺服阀静态特性试验：空载流量与输入电流、压力增益、流量饱和、内泄漏、零点分辨率、零飘等。
2）电液伺服阀动态特性试验：频率响应（幅频特性和相频特性）、瞬态响应等。
3）电液伺服力控制系统动态性能实验（阀控缸）：
（1）频率响应特性（系统伯德图-对数幅频特性和相频特性）；
（2）阶跃响应特性（上升时间、峰值时间、调整时间、**调量、稳态误差等）；
（3）系统参数改变对动态性能影响。
4）电液伺服位置控制系统动态性能实验（阀控缸）：
（1）频率响应特性（系统伯德图-对数幅频特性和相频特性）；
（2）阶跃响应特性（上升时间、峰值时间、调整时间、**调量、稳态误差等）；
（3）系统参数改变对动态性能影响。
（4）经典数字PID 控制实验：PID 控制参数对系统动态特性影响、PID 控制器的结构组合形式、积分分离PID控制器。
（5）状态反馈控制器实验：状态反馈控制器的结构的反馈系数设计、系统动态特性等。
（6）智能PID 控制器实验：自适应PID 控制器结构、参数优化设计、系统动态特性等。
并配有软件控制系统。