TC-GY02型智能化液壓傳動(dòng)綜合測控系統(tǒng)
TC-GY02型智能化液壓傳動(dòng)教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)臺是根據(jù)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，征集廣大學(xué)科教師對實(shí)驗(yàn)的建議，吸收國內(nèi)外先進(jìn)的液壓實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)而成，滿足教育部普通高等院校本科機(jī)械專業(yè)液壓傳動(dòng)課程教學(xué)大綱要求，完成指定的液壓傳動(dòng)課程演示、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和設(shè)計(jì)內(nèi)容；采用快速接插式高壓軟油管的油路連接；綜合運(yùn)用液壓技術(shù)、PLC控制技術(shù)、傳感器測量技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)，保證實(shí)驗(yàn)綜合測控系統(tǒng)的多種功能性和多學(xué)科技術(shù)應(yīng)用的綜合性；實(shí)驗(yàn)臺采用開放、靈活的結(jié)構(gòu)形式，能夠達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力、綜合運(yùn)用能力以及創(chuàng)新能力的目的。
TC-GY02型智能化液壓傳動(dòng)綜合測控系統(tǒng)在TC-GY01型的基礎(chǔ)上，增加了智能化測試與分析手段，流量、壓力及轉(zhuǎn)速等參數(shù)均采用傳感器測量，通過數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能數(shù)據(jù)采集、分析、處理、即時(shí)顯示、曲線自動(dòng)生成等功能。是跟蹤現(xiàn)代化液壓工業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化教學(xué)的新型液壓傳動(dòng)與控制綜合實(shí)驗(yàn)臺。
一、主要特點(diǎn)：
1. 柜體采用SPCC冷扎板焊成，堅(jiān)固美觀，表面采用中溫磷化防銹漆、平光漆，靜電噴涂。
2. 系統(tǒng)全部采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用液壓元件，使用安全可靠，真正工業(yè)化。所有液壓閥均采用國際先進(jìn)的力士樂技術(shù)液壓元件，性能參數(shù)應(yīng)完全符合工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；
3. 快速而可靠的工業(yè)快換接頭插拔式連接方式(每個(gè)接頭都配有帶自鎖結(jié)構(gòu)的單向閥,即使實(shí)驗(yàn)過程中接頭未接好而脫落，亦不會有壓力油噴出，保證實(shí)驗(yàn)安全），并帶有安全鎖功能防止實(shí)驗(yàn)過程中接頭脫節(jié)，特殊的密封接口，保證實(shí)驗(yàn)組裝方便、快捷，拆接不漏油，清潔干凈。
4. 具有多樣化的實(shí)驗(yàn)控制方式。實(shí)驗(yàn)回路應(yīng)具有機(jī)械控制、傳統(tǒng)的繼電器控制、先進(jìn)的PLC自動(dòng)控制等多種控制技術(shù)，能讓實(shí)驗(yàn)者、多層次的深入了解液壓系統(tǒng)的控制多樣化，以鍛煉學(xué)生的靈活應(yīng)用能力；
5. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有很好的擴(kuò)展性能。實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的元器件采用標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換接頭，其配置方案可根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選配，即實(shí)驗(yàn)臺具有很好的增減兼容性；
6. 可編程控制器PLC（用戶自選品牌：西門子、三菱、歐姆龍等）控制單元進(jìn)行電氣控制，技術(shù)先進(jìn)，完全與工業(yè)現(xiàn)場零距離，控制方式可軟件編程。能與PC機(jī)通訊。系統(tǒng)具有自動(dòng)化控制、在線編程監(jiān)控及故障檢測功能，能運(yùn)用PC機(jī)與PLC對液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的二次開發(fā)；
7. 實(shí)驗(yàn)臺模塊化設(shè)計(jì)，具有高可靠性、高安全性和較長的使用壽命；
8. 氣動(dòng)、液壓仿真控制軟件，其界面可清楚的展示液壓元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及液壓回路的工作過程。通過該軟件，用戶可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行氣動(dòng)、電氣氣動(dòng)、液壓、電氣液壓知識的學(xué)習(xí)以及回路的設(shè)計(jì)、測試和模擬。該軟件強(qiáng)大的仿真功能可以實(shí)時(shí)顯示與軟件連接的實(shí)際控制回路的動(dòng)作。
9. 配備先進(jìn)的高精度測量儀器，如高穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)測量儀器等；
10. 具有穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以確保實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，且I/O通道可根據(jù)需要自行擴(kuò)展；保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，系統(tǒng)穩(wěn)定并能根據(jù)需要描繪實(shí)時(shí)曲線、生成報(bào)表、生成X-Y曲線等；
11. 應(yīng)具有穩(wěn)定可靠的液壓供油系統(tǒng)。液壓油泵的運(yùn)行噪聲應(yīng)達(dá)到允許的標(biāo)準(zhǔn)限，液壓供油系統(tǒng)安全可靠；
12. 整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺具有高的安全性。實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)符合安全標(biāo)準(zhǔn)，所有電氣控制均有接地保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、缺相及相序保護(hù)裝置等功能，具有較高的安全使用性能。在規(guī)定壓力范圍內(nèi)安全、穩(wěn)定工作，并帶有壓力過載保護(hù)裝置，防止學(xué)生誤操作，造成人身傷害，帶有漏電保護(hù)裝置，電氣控制帶有過流保護(hù)，防止誤操作損壞設(shè)備。
二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
一）常用液壓元件的性能測試：液壓泵、溢流閥、節(jié)流閥、調(diào)速閥、減壓閥等性能測試。
1. 液壓泵的特性測試:
1) 液壓泵的空載性能測試；
2) 液壓泵的效率特性測試（容積效率、總效率）。
2. 溢流閥的特性測試:
1) 溢流閥壓力階躍響應(yīng)特性曲線的測試；
2) 溢流閥的動(dòng)靜態(tài)特性測試。
3. 減壓閥的特性測試:
1) 減壓閥的靜態(tài)特性測試（調(diào)壓范圍、壓力振擺等）；
2) 減壓閥的壓力-流量特性曲線的測試；
3) 減壓閥動(dòng)態(tài)特性測試（升壓時(shí)間、卸荷時(shí)間、過渡時(shí)間等）。
4. 調(diào)速閥的特性測試:
1) 變負(fù)載速度-負(fù)載特性和功率特性的測試；
2) 恒負(fù)載工況下，功率特性測試。
5. 節(jié)流閥速度負(fù)載特性測試:
1) 變負(fù)載速度-負(fù)載特性和功率特性的測試；
2) 恒負(fù)載工況下，功率特性測試。
二） 液壓基本回路實(shí)驗(yàn)
1.壓力控制回路：
1)溢流閥調(diào)壓回路；
2)溢流閥單級遠(yuǎn)程調(diào)壓回路；
3)變量泵調(diào)壓回路
2.減壓回路：
1)一級減壓回路；
3.卸荷回路：
1)M型三位四通電磁換向閥中位機(jī)能泄壓回路；
2)二位三通電磁換向閥卸荷回路；
3)采用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路
4.卸壓回路：
1)節(jié)流閥卸壓回路；
2)溢流閥閥卸壓回；
3)用順序閥的卸壓回路。
5.速度調(diào)節(jié)控制回路：
1)采用節(jié)流閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路；
2)采用節(jié)流閥的回油節(jié)流調(diào)速回路；
3)采用節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路；
4)采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路；
5)采用調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào)速回路；
6)采用調(diào)速閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路；
7)用變量泵和液壓缸組成的容積調(diào)速回路；
8)調(diào)速閥并聯(lián)的二次進(jìn)給回路；
9)調(diào)速閥串聯(lián)的二次進(jìn)給回路；
10)差動(dòng)連接增速回路；
6.單向同步回路：
1)節(jié)流閥控制的同步回路；
2)調(diào)速閥控制的同步回路。
7.方向控制回路：
1)換向閥控制換向回路；
2)順序閥控制的順序動(dòng)作回路；
3)行程開關(guān)控制的順序工作回路；
4)壓力繼電器控制的順序動(dòng)作回路
8.鎖緊回路：
1)換向閥閉鎖回路；
2)單向閥的鎖緊回路；
3)用液控單向閥的鎖緊回路；
4)用雙液控單向閥的鎖緊回路。
9.順序回路：
1)采用順序閥的順序動(dòng)作回路；
2)采用電氣行程開關(guān)的順序動(dòng)作回路；
3)采用壓力繼電器的順序動(dòng)作回路。
10.平衡回路：
1)采用順序閥的平衡回路；
2)采用液控單向閥的平衡回路；
3)采用單向調(diào)速閥的平衡回路；
4)采用單向節(jié)流閥的平衡回路；
11.緩沖回路：
1)采用溢流閥的緩沖回路；
2)用調(diào)速閥的緩沖回路；
3)用節(jié)流閥的緩沖回路；
12.二次進(jìn)給回路（調(diào)速閥串、并聯(lián)的二次進(jìn)給回路）
13.蓄能器的應(yīng)用
三） 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
四）學(xué)生自行設(shè)計(jì)、組裝的擴(kuò)展液壓回路實(shí)驗(yàn)；（可擴(kuò)展上百種實(shí)驗(yàn)）
五）可編程序控制器（PLC）電氣控制，機(jī)電液一體控制實(shí)驗(yàn)形式；
1．PLC的指令編程，梯形圖編程等基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)應(yīng)用；
2．PLC編程軟件的學(xué)習(xí)及使用；
3．PLC與計(jì)算機(jī)的通訊，在線調(diào)試、監(jiān)控；
六）PLC、液壓綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1．PLC、液壓同步運(yùn)行控制實(shí)驗(yàn)；
2．PLC、液壓聯(lián)鎖運(yùn)行控制實(shí)驗(yàn)；
3．PLC、行程開關(guān)順序回路；
4．PLC、行程開關(guān)油缸變速回路實(shí)驗(yàn)；
5．PLC、液壓計(jì)數(shù)控制實(shí)驗(yàn)；
6．PLC、液壓定時(shí)控制實(shí)驗(yàn)；
7．PLC、液壓安全保護(hù)控制實(shí)驗(yàn)；
8．PLC、液壓延時(shí)控制實(shí)驗(yàn)；
9．PLC、液壓多缸運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)；
七）智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、分析、處理、即時(shí)顯示、實(shí)驗(yàn)曲線自動(dòng)生成等功能實(shí)驗(yàn)。
*）氣壓、液壓仿真部分
包括下列內(nèi)容
氣動(dòng)、液壓設(shè)計(jì)和模擬仿真軟件。
氣動(dòng)教學(xué)影片
液壓教學(xué)影片
Windows 功能：拖拽，復(fù)制和粘貼，上下文連接菜單
可將軟件中的文本和圖形復(fù)制到Word 和Powerpoint
打印預(yù)覽，滿足各種格式比例并打印
幻燈片瀏覽：基本回路，動(dòng)畫組合演示，課程單元，支持多種Windows-兼容數(shù)據(jù)格式(doc, ppt, avi, 等)
氣動(dòng)和液壓基礎(chǔ)知識教學(xué)影片光盤
實(shí)時(shí)模擬
計(jì)算壓力和流量，電流和電壓
計(jì)算考慮所有摩擦損失時(shí)的活塞速度
計(jì)算節(jié)流點(diǎn)的壓力降
回路斷開和繪制錯(cuò)誤時(shí)的錯(cuò)誤信息
·推、拉負(fù)載下，各種缸的設(shè)計(jì)和模擬
·便于項(xiàng)目管理
詳細(xì)描述所有元器件，部分有彩色圖解
提供光盤介紹應(yīng)用實(shí)例
符合DINISO 1219 標(biāo)準(zhǔn)的元件庫
功能特點(diǎn)：
1、仿真軟件可與CAD功能和仿真功能緊密聯(lián)系在一起。FESTO軟件符合DIN電氣—液壓回路圖繪制標(biāo)準(zhǔn)，且可對基于元件物理模型的回路圖進(jìn)行實(shí)際仿真，使回路圖繪制和相應(yīng)液壓氣動(dòng)系統(tǒng)仿真相一致。
2、仿真軟件CAD功能是專門針對流體而特殊設(shè)計(jì)的，在繪圖過程中，F(xiàn)ESTO軟件能檢查各元件之間連接是否可行。
3、仿真軟件可用來自學(xué)、教學(xué)和多媒體教學(xué)液壓技術(shù)知識。液壓元件可以通過文本說明、圖形以及介紹其工作原理的動(dòng)畫來描述；各種練習(xí)和教學(xué)影片講授重要回路和液壓元件的使用方法。
4、仿真軟件界面直觀，易于學(xué)習(xí)（其幫助文件要十分詳盡并通俗易懂）。適合學(xué)生使用，使學(xué)生一方面可以更容易地理解液壓系統(tǒng)，另一方面可以馬上使用到設(shè)計(jì)的仿真和驗(yàn)證中去。
5、軟件提供了大量的液壓、氣動(dòng)、電氣標(biāo)準(zhǔn)元件圖庫
6、軟件還可發(fā)設(shè)計(jì)并繪制符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的回路圖，包括： 氣動(dòng)回路圖、液壓回路圖、電氣控制電路圖、氣-電控制回路、液電-控制回路。列出元件表并打印輸出圖紙。并且可以對回路中相關(guān)元件的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置
7、所設(shè)計(jì)的回路可進(jìn)行動(dòng)作仿真。包括：動(dòng)作的點(diǎn)動(dòng)、自動(dòng)、暫停等多種形式。而且軟件能夠判別回路設(shè)計(jì)是否正確，并給出提示。同時(shí)還可以生成報(bào)表，記錄各執(zhí)行元件的動(dòng)作情況。
四、實(shí)驗(yàn)裝置組成
實(shí)驗(yàn)裝置由實(shí)驗(yàn)工作平臺、元器件抽屜、油管支架、電腦平臺、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、液壓泵站、常用液壓元件、電氣測控單元等幾部分組成。
一） 實(shí)驗(yàn)工作臺
實(shí)驗(yàn)工作臺鋼制，結(jié)構(gòu)牢固可靠，外觀美觀。實(shí)驗(yàn)安裝面板為帶“T”溝槽形式的鋁合金型材結(jié)構(gòu)，可以方便、隨意地安裝液壓元件，搭接實(shí)驗(yàn)回路。
實(shí)驗(yàn)工作臺配有油管支架及集油盆；以及電腦支架等。
工作臺尺寸：長×寬×高=××
實(shí)驗(yàn)臺重量：約
二）液壓泵站 （600x450x300mm）
系統(tǒng)額定工作壓力：6Mpa。（可至7Mpa）
?。?）電機(jī)—泵裝置（2臺）
A、定量葉片泵：公稱排量8mL/r，容積效率90%；
定量葉片泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)：三相交流電壓，功率2.2KW，轉(zhuǎn)速1450r/min；
B、變量葉片泵：低壓變量葉片泵，公稱排量8.3mL/r，壓力調(diào)節(jié)范圍4～7Mpa；運(yùn)行時(shí)噪音≦40DB;
變量葉片泵電機(jī)：三相交流電壓，功率1.5KW，轉(zhuǎn)速1450r/min；
（2）油箱：公稱容積80L；附有液位、油溫指示計(jì)，濾油器，安全閥等
（3）安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合標(biāo)準(zhǔn)。
三）常用液壓元件
?。?）液壓元件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，液壓模塊能夠被方便、牢固地安裝到實(shí)驗(yàn)面板上。同時(shí)，模塊與模塊之間采用帶有可工業(yè)插撥式快速接頭的油管進(jìn)行堅(jiān)實(shí)、密封的連接，方便地搭接各種液壓回路。
?。?）所采用的液壓元件及模塊，結(jié)構(gòu)功能獨(dú)立，利于液壓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的擴(kuò)展和項(xiàng)目的研發(fā)（只需增加幾個(gè)相應(yīng)的液壓模塊就可）。
（3）模塊的制作材料除液壓元件及接頭外，其它采用輕質(zhì)、堅(jiān)固、耐用的金屬材料（鋁合金型材和工程塑料），以減輕液壓模塊本身重量，方便模塊的安裝、拆接。
?。?）配套液壓模塊存儲柜，學(xué)員或老師可方便地取出和保管這些液壓模塊，方便實(shí)驗(yàn)室的管理。
?。?）液壓元件采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)元件（每套不少于22個(gè)液壓閥，含液壓站部分），主要液壓元件為國內(nèi)知名品牌：華德液壓；每個(gè)液壓元件均配有油路過渡底板，可方便、隨意地將液壓元件安放在實(shí)驗(yàn)面板（鋁合金型材）上。
?。?）液壓連接高壓軟管設(shè)有閉式專用取放結(jié)構(gòu)，充分考慮了既要取用方便，又要防塵和承接油管滴漏油的問題。
?。?）實(shí)驗(yàn)臺中的液壓執(zhí)行元件----單桿活塞液壓缸有2只，缸徑不小于φ，行程不小于，可以牢固固定在實(shí)驗(yàn)臺臺面上承載，與實(shí)驗(yàn)臺為方便的可拆卸式活動(dòng)連接?？梢詽M足各項(xiàng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)在負(fù)載下進(jìn)行對頂加載實(shí)驗(yàn)的要求。
四）電氣測控單元
可編程序控制器(PLC)：采用日本三菱FX1S-20MR系列可編程序控制器（PLC），I/O口20點(diǎn)，繼電器輸出形式，電源電壓：AC 220V/50Hz；并配有與計(jì)算機(jī)通訊的連接線纜。
控制電壓為DC24V，輸出點(diǎn)不少于8點(diǎn)，設(shè)有手動(dòng)，自動(dòng)，順序等控制功能，安全可靠，方便靈活；配有壓力傳感變送器、流量變送器及表頭、轉(zhuǎn)速傳感器及表頭、功率變送器及表頭等測量工具。
五）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
*）測試用傳感變送器
?。?）壓力傳感變送器精度等級：0.2級 量程：0-10Mpa2只；
?。?）渦輪式流量傳感器精度等級：0.5級 量程：0/min1只；
?。?）功率變送器精度等級：0.5級 量程：0-5KW1只；
（4）溫度傳感變送器精度等級：0.5級 量程：-101套；
（5）轉(zhuǎn)速傳感器精度等級：0.5級 量程：0-5000r/min2只
*）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（包含計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)采集信號連接電纜）
計(jì)算機(jī)采用惠普品牌計(jì)算機(jī)，主流配置（雙核CPU，內(nèi)存，硬盤，19寸液晶）
數(shù)據(jù)采集卡采用的是凌華12位精度、32通道的AD卡作為數(shù)據(jù)采集板卡，數(shù)據(jù)采集軟件對這一系列傳感器的輸出信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并實(shí)時(shí)描繪相關(guān)的曲線，生成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表，繪制任意XY軸的動(dòng)態(tài)曲線，并且有曲線打印功能，數(shù)據(jù)報(bào)表保存打印功能，各個(gè)傳感器參數(shù)設(shè)置功能等等。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能數(shù)據(jù)采集、分析、處理、數(shù)字顯示、曲線自動(dòng)生成及實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，符合未來液壓控制的發(fā)展趨勢。
