TC-GY02型智能化液压传动综合测控系统

TC-GY02型智能化液压传动教学综合实验台是根据现代实验教学特点，征集广大学科教师对实验的建议，吸收国内外先进的液压实验教学特点，精心设计而成，满足教育部普通高等院校本科机械专业液压传动课程最新教学大纲要求，完成指定的液压传动课程演示、实验、实践和设计内容；采用快速接插式高压软油管的油路连接；综合运用液压技术、PLC控制技术、传感器测量技术等多学科技术，保证实验综合测控系统的多种功能性和多学科技术应用的综合性；实验台采用开放、灵活的结构形式，能够达到培养和提高学生动手能力、设计能力、综合运用能力以及创新能力的目的。

TC-GY02型智能化液压传动综合测控系统在TC-GY01型的基础上，增加了智能化测试与分析手段，流量、压力及转速等参数均采用传感器测量，通过数据采集卡和计算机连接，实现计算机智能数据采集、分析、处理、即时显示、曲线自动生成等功能。是跟踪现代化液压工业发展，实现机电液一体化教学的新型液压传动与控制综合实验台。

一、主要特点：

1. 柜体采用SPCC冷扎板焊成，坚固美观，表面采用中温磷化防锈漆、平光漆，静电喷涂。

2. 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；

3. 快速而可靠的工业快换接头插拔式连接方式(每个接头都配有带自锁结构的单向阀,即使实验过程中接头未接好而脱落，亦不会有压力油喷出，保证实验安全），并带有安全锁功能防止实验过程中接头脱节，特殊的密封接口，保证实验组装方便、快捷，拆接不漏油，清洁干净。

4. 具有多样化的实验控制方式。实验回路应具有机械控制、传统的继电器控制、先进的PLC自动控制等多种控制技术，能让实验者全方位、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；

5. 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；

6. 可编程控制器PLC（用户自选品牌：西门子、三菱、欧姆龙等）控制单元进行电气控制，技术先进，完全与工业现场零距离，控制方式可软件编程。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；

7. 实验台模块化设计，具有高可靠性、高安全性和较长的使用寿命；

8. 气动、液压仿真控制软件，其界面可清楚的展示液压元器件的内部结构以及液压回路的工作过程。通过该软件，用户可以在计算机上进行气动、电气气动、液压、电气液压知识的学习以及回路的设计、测试和模拟。该软件强大的仿真功能可以实时显示与软件连接的实际控制回路的动作。

9. 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；

10. 具有稳定可靠的数据采集系统，以确保实验中数据准确可靠，且I/O通道可根据需要自行扩展；保证数据准确，系统稳定并能根据需要描绘实时曲线、生成 表、生成X-Y曲线等；

11. 应具有稳定可靠的液压供油系统。液压油泵的运行噪声应达到国家允许的标准限，液压供油系统绝对安全可靠；

12. 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。在规定压力范围内安全、稳定工作，并带有压力过载保护装置，防止学生误操作，造成人身伤害，带有漏电保护装置，电气控制带有过流保护，防止误操作损坏设备。

二、实验项目

一）常用液压元件的性能测试：液压泵、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀等性能测试。

1. 液压泵的特性测试:

1) 液压泵的空载性能测试；

2) 液压泵的效率特性测试（容积效率、总效率）。

2. 溢流阀的特性测试:

1) 溢流阀压力阶跃响应特性曲线的测试；

2) 溢流阀的动静态特性测试。

3. 减压阀的特性测试:

1) 减压阀的静态特性测试（调压范围、压力振摆等）；

2) 减压阀的压力-流量特性曲线的测试；

3) 减压阀动态特性测试（升压时间、卸荷时间、过渡时间等）。

4. 调速阀的特性测试:

1) 变负载速度-负载特性和功率特性的测试；

2) 恒负载工况下，功率特性测试。

5. 节流阀速度负载特性测试:

1) 变负载速度-负载特性和功率特性的测试；

2) 恒负载工况下，功率特性测试。

二） 液压基本回路实验

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)变量泵调压回路

2.减压回路：

1)一级减压回路；

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.单向同步回路：

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；

12.二次进给回路（调速阀串、并联的二次进给回路）

13.蓄能器的应用

三） 液压系统设计实验

四）学生自行设计、组装的扩展液压回路实验；（可扩展上百种实验）

五）可编程序控制器（PLC）电气控制，机电液一体控制实验形式；

1．PLC的指令编程，梯形图编程等基础知识学习应用；

2．PLC编程软件的学习及使用；

3．PLC与计算机的通讯，在线调试、监控；

六）PLC、液压综合实验项目

七）智能化数据采集系统实验：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、实验装置组成

实验装置由实验工作平台、元器件抽屉、油管支架、电脑平台、计算机控制系统、数据采集系统、液压泵站、常用液压元件、电气测控单元等几部分组成。

一） 实验工作台

实验装置由实验工作台、液压泵站、常用液压元件、电气测控单元等几部分组成。实验工作台钢制，操作平台表面采用亮面拉丝不锈钢材质包覆，平台背面内焊接式6mm厚槽钢板，在做双缸对顶试验时，不会造成平台表面拉伸变形。平台表面内外落差5mm（操作侧高，排油口低），平时做实验时滴漏油液可以方便快速的从排油口排出并回收入油箱（油箱带有过滤 ），大部分厂家都是冷轧板表面喷塑，缺点，掉漆、变色发黄，不易清洁。结构牢固可靠，外观美观。实验安装面板为带“T”沟槽形式的铝合金型材结构，可以方便、随意地安装液压元件，搭接实验回路。模块化结构设计，配有安装的底板，实验时可以随意在通用铝合金型材板上，组装回路操作简单方便。

实验工作台配有油管支架及集油盆；以及电脑支架等。

工作台尺寸：长×宽×高=2430mm×660mm×1800mm

实验台重量：约450KG

二）液压泵站

系统额定工作压力：6Mpa。（最大可至7Mpa）

（1）电机—泵装置（2台）

A、定量叶片泵：公称排量8mL/r，容积效率 90%；

定量叶片泵驱动电机：三相交流电压，功率2.2 KW，转速1450r/min；

B、变量叶片泵：低压变量叶片泵，公称排量8.3mL/r，压力调节范围 4～7Mpa；运行时噪音≦40DB;

变量叶片泵电机：三相交流电压，功率1.5KW，转速 1450r/min；

（2）油箱：公称容积80L；附有液位、油温指示计，滤油器，安全阀等

（3）安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准。

三）常用液压元件

（1）液压元件采用模块化结构设计，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工业插拨式快速接头的油管进行坚实、密封的连接，方便地搭接各种液压回路。液压底板上的油路接口、名称、图形符号采用激光打印刻录，更加清晰美观。

（2）所采用的液压元件及模块，结构功能独立，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）。

（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），以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，方便实验室的管理。

（5）液压元件采用标准工业元件（每套不少于22个液压阀，含液压站部分），主要液压元件为国内知名品牌的液压阀件；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。

（6）液压连接高压软管设有闭式专用取放结构，充分考虑了既要取用方便，又要防尘和承接油管滴漏油的问题。

（7）实验台中的液压执行元件—-单杆活塞液压缸有2只，缸径不小于φ40mm，行程不小于200mm，可以牢固固定在实验台台面上承载，与实验台为方便的可拆卸式活动连接。可以满足各项相关实验在最大负载下进行对顶加载实验的要求。

四）电气测控单元

可编程序控制器(PLC)：采用日本三菱FX3Sa-20MR系列可编程序控制器（PLC），I/O口20点，继电器输出形式，电源电压：AC 220V/50Hz；并配有与计算机通讯的连接线缆。

控制电压为DC24V，输出点不少于8点，设有手动，自动，顺序等控制功能，安全可靠，方便灵活；配有压力传感变送器、流量变送器及表头、转速传感器及表头、功率变送器及表头等测量工具。

五）数据采集系统

*）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：0-10Mpa 2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）转速传感器 精度等级：0.5级 量程：0-5000r/min 2只

*）数据采集系统（包含计算机、数据采集卡、数据采集信号连接电缆）

计算机采用品牌计算机，主流配置

数据采集卡采用的是凌华12位精度、32通道的AD卡作为数据采集板卡，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 表，绘制任意XY轴的动态曲线，并且有曲线打印功能，数据 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。