推荐一款电气软件协同的卧式拉力试验

更新时间:2017-02-06 来源:拉力试验机关闭

          拉力试验机是一种集机械、液压、电气、软件设计于一体的综合性试验仪器。电气设计不能只局限于电气,要与软件设计、机械设计一起协同设计,秉持先软件、后电气、再机械的设计原则,多引用新技术、新理念,设计出功能多、成本低、效率高的产品。

       为某研究所设计制造了一台卧式拉力试验机,该机采用拉压单空间结构,液压缸加荷、负荷传感器测力、微机控制显示并打印输出试验结果。这款拉力试验机拉伸和压缩功能采用两个不同的试验软件。

    1、传统电气设计方案

    拉力试验机电气部分主要功能包括油泵电机开关、油缸活塞前进后退限位、加速开关、差动准备开关、自动冷却、高温报警、液位报警和滤油器报警等。

        按照传统电气设计理念,可设计出如图1所示电路。当油缸活塞前进或后退到极限位置时,接近开关动作,油泵电机停机保护;自动冷却由电接点温控表的触点控制实现;加速功能和差动准备功能由两个电磁换向阀和两个电磁溢流阀来实现。

        由图1可知:

       (1)当油缸活塞前进或后退到极限位置时,限位保护油泵电机停机。想重新启动油泵就要先解除活塞的限位状态,因此限位机构必须是可调整的。调整限位机构位置,解除限位状态,启动油泵,调整活塞位置,限位恢复原位。

       (2)自动冷却控制是当电接点温控表ST1的上触点达到设定温度时开始冷却,当温度由高到低降至ST1的下触点设定温度时,自动冷却停止。

       (3)由于拉力试验机有拉伸和压缩两套试验软件。拉伸和压缩试验时油缸活塞的加载方向是不同的,对应的油源管路也不同。当拉力试验机进行拉伸试验时,电磁换向阀YVl处于断电状态,当拉力试验机进行压缩试验时,电磁换向阀YV1处于通电状态。电磁换向阀YV2是控制差动准备的,当拉力试验机软件处于调整状态时。拉伸调整状态下的前进差动时YV21通电,拉仲调整状态下的后退差动时YV22通电,当压缩调整状态下的前进差动时YV22通电。压缩调铭状态卜的后退差动时YV21通电;调整状态下的前进后退时电磁溢流阀YV3始终带电,当加速开时电磁溢流阀YV4通电。

    2、问题

        通过设计这款拉力试验机发现了一些问题:

       (1)可调整限位机构需要在机械设计上增加一些部件,而且每次限位保护解除后都需要币新启动电机。

       (2)自动冷却控制的电接点温控表由于油源生热缓慢,温控表指针上升缓慢,指针会出现来回振动,导致由其所控制的电路会出现频繁的通电断电。

       (3)电磁阀听有使用情况均在拉力试验机软件的开环调整状态下使用。当操作拉力试验机时.首先根据所做的试验进行拉伸压缩方向的选择.即旋动SA进行选择。当使用加速或差动准备时,需要判断软件是否在开环调筷状态下,然后再打开加速开和差动准备开,当做试验时一定要在确认加速和差动都关闭的情况下才可以点击试验开始。否则会导致试验失败。

    3、解决方案

    就以上问题,济南万测提出如下解决方案:

       (1)油缸活塞限位保护时油泵电机停机,还可以通过控制伺服阀输出来实现限位保护将接近升关的限位信号传给计算机,由计算机控制伺服阀的动作,限位时限位方向伺服阀不可输出,反方向伺服阀可输出动作。

       (2)将冷却开始的触点信号传给计算机,计算机通过定时检测此信号判断是否进行冷却,当接收到开始信号后,再由软件发出指令控制冷却装置。自动冷却的关闭与此过程相同。

       (3) 根据油路控制需要.采取了如下方法(见图2):

        当选择拉伸或压缩试验软件时,直接给电磁换向阀YVl一个信号,拉伸时则不通电,压缩时则给YVl通电。这样就可以去掉旋钮SA,简化部分电路。

        当需要使用加速和差动时,按钮不直接控制电磁换向阀和电磁溢流阀。而是将加速开关和差动准

    备开关的信号传递给计算机。由计算机来判断此时是拉伸状态还是压缩状态,是调整状态还是试验状态,油缸活塞是前进还是后退.由此给相应的电磁阀通电或断电。

        最终设计出如图2所小电路图.该设计实现了拉力试验机要求的所有控制功能而且操作简易快捷。

    4、结束语

      传统的电气、软件、机械的分离设计,复杂功能难以实现,方案修改工作量大,成本高,不符合现在拉力试验机的设计要求。电气、软件、机械的协同设计,在软件设计优先、其次电气设计、最后机械设计的原则下,提高了设计速度,降低了成本,符合机电一体化的设计趋势。

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