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TC-GY05型液压伺服控制实验系统

    TC-GY05型液压伺服控制实验系统是根据部分高校和科研机构客户的特殊需求,按照高等院校电液比例伺服系统有关实验规范要求设计而成。伺服系统由位置控制伺服油缸、加载液压缸、电液伺服阀、位移传感器、压力传感器、负载质量块、蓄能器、液压控制阀、电液比例溢流阀、油源系统、实验台、计算机测控系统等装置组成的闭环控制系统,可以实现对双出杆液压缸在负载作用下的位置伺服控制和比例压力控制。该实验台要求能对系统各参数进行实时监测和控制,并满足在频率信号作用下具有一定的响应速度和控制精度。该实验系统能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、系统功能介绍:
1、能完成电液位置伺服系统的闭环控制,当输入信号(电信号)为±10V、3HZ的正弦信号作用下,最大负载和最快运行速度条件下控制精度为±0.2mm。
2、能完成电液比例压力控制,当输入信号(电信号)为±10V、3HZ的正弦信号作用下,压力控制精度为0.1Mpa。
3、系统能自动对压力传感器、位移传感器进行标定,显示定标方程和采样数据,并测定电液伺服阀和电液比例阀的静态特性曲线;
4、系统的输出量(活塞位移、伺服缸输出压力)能按照输入的阶跃、斜坡、正弦(最大控制频率为3.5Hz)等函数信号进行变化,且满足精度和速度指标;
5、系统控制界面能设定并显示输入信号大小和形式、负载情况和控制曲线要求,根据控制函数要求自动完成系统的输出控制。并自动完成控制和实时监测状态下的自动数据(压力、流量、位移、负载力、输入信号、反馈信号等)采样和生成、动态曲线(位移控制、压力控制、伺服阀内泄漏量随控制压力和阀芯位移变化特性、伺服阀的压力和流量特性、比例阀的压力特性等)生成和参数分析,并能将参数进行汇总进行图、表打印;
6、能对控制系统进行PID校正,各参数可在控制界面上设定,并能自动比较校正前后各控制参数的变化(压力、流量、位移、负载力、输入信号、反馈信号等);
7、系统在故障情况下能自动报警并停机,同时显示故障原因,如过滤器压差过大、油温过高、泵无法正常出油等。
8、系统能对控制要求进行任意设定,如连续压力或位移控制、定位控制、卸压控制等。
二、实验系统组成:

1.油源系统
1)系统采用一个油箱,二套油泵系统组成,液压加载系统兼作为油液的循环过滤装置;
2)二套油泵采用二套独立的油源过滤系统采用粗过滤加精过滤方式,精过滤器的过滤精度达到5目;
3)油源系统采用有效的冷却装置,在最高工作压力条件下连续工作油液的温度保持在600C以下;
4)非工作状态下,液压系统能快速卸荷;
2.液压缸基本参数:
名称
内径(mm)
杆径
(mm)
有效行程(mm)
最高工作
压(Mpa)
最高速度
(mm/s)
备注
伺服油缸
125
80
200+40(200mm为控制行程)
11
80
双出杆缸,活塞中间位置为零位
加载缸
63
45
120
8
80
 
3. 负载质量块
  共 M=100kg。以小车带质量块形式拖动负载。
4、阻尼负载
阻尼器负载,最大粘性阻尼力100N(伺服缸运动速度最大时)
5、相应的位移传感器、压力传感器、压力表、油温传感器等
相应的位移传感器、压力传感器等传感器精度达到千分之四及以上。油泵输出压力、伺服油缸两侧的控制压力等进行实时显示和监测。油温传感器的精度达到0.5度。
6、控制阀
电液伺服阀采用MOOG D661系列,比例溢流阀的有效压力控制范围为0-12Mpa。
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;
7. 整个实验台具有高的安全性。实验台设计符合国家安全标准,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、电气控制系统:
1.系统采用西门子PLC CPU1516-3 PN/DP进行伺服位置闭环控制和伺服油缸的比例压力开环控制,可以对位置和压力信号进行实时采集和控制。
2. 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、漏电保护、缺相及相序保护装置等功能,使用安全可靠;
3. 配备先进的高稳定性、高精度测量仪器,如压力传感变送器,涡轮式流量传感器,位移传感变送器等。
四、典型实验项目:
1) 液压伺服油缸的运动参数的测定;
2) 电液伺服阀的标定和性能参数的测定;
3) 电液位置伺服控制系统的系统组成和基本参数测定;
4) 电液位置伺服控制系统的响应特性分析;
5) 电液位置伺服控制系统的 PID 校正;
6) 电液力伺服控制系统的系统组成和基本参数测定;
7) 电液力伺服控制系统的响应特性分析;
8) 电液力伺服控制系统的 PID 校正;
9) 电液力比例控制系统的系统组成和基本参数测定;
10)电液力比例控制系统的响应特性分析;
11)电液力比例控制系统的 PID 校正;
12)电液伺服闭环控制系统的 PLC 控制;
13)电液比例控制系统的 PLC 控制。
、设备参数
(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16.6mL/r,容积效率 90%; 
电机:三相交流电压,功率3.75KW,转速1450r/min;
变量柱塞泵-电机1台:
泵:高压柱塞泵,公称排量 37.8mL/r
电机:三相交流电压,功率15KW,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;
工作台尺寸:1900mm×800mm×1800mm;
泵站尺寸:1200x600x300mm,公称容积120L;附有液位、油温指示计,滤油器等。

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