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电液伺服技术在伺服油缸测试系统的应用

  • 摘要:伺服油缸测试系统可以用于测试伺服油缸的静态和动态特性,采用和利时LK大型PLC系统,测试系统可以接受传感器反馈信号有:4-20mA标准信号,SSI同步数字输出信号等,输出信号根据不同伺服阀可选-10V~10V电压信号或者-10mA~10mA电流信号。伺服油缸测试系统有开环控制和闭环控制两种方式,开环控制主要用于测试油缸的摩擦力、启动压力等静态特性。闭环控制方式用于测试伺服油缸阶跃响应等动态特性,测试精度和效果良好。

伺服油缸测试系统可以用于测试伺服油缸的静态和动态特性,采用和利时LK大型PLC系统,测试系统可以接受传感器反馈信号有:4-20mA标准信号,SSI同步数字输出信号等,输出信号根据不同伺服阀可选-10V10V电压信号或者-10mA10mA电流信号。伺服油缸测试系统有开环控制和闭环控制两种方式,开环控制主要用于测试油缸的摩擦力、启动压力等静态特性。闭环控制方式用于测试伺服油缸阶跃响应等动态特性,测试精度和效果良好。

关键词:电液伺服技术;PLC测试系统,高速输入输出。

实验台简介

1所示的为伺服油缸测试实验台,实验台主要由油源站、液压集成块和油缸组成。油源站为系统提供合适的压力油,伺服阀和压力传感器安装安装在液压集成块上,用于控制油缸和采集油压信号,位移传感器安装在液压缸上。


1:伺服油缸测试实验台

系统结构

伺服油缸测试系统的结构如图2所示,主要硬件有1LK207主控,2块高速伺服模块LK851,每块LK8514AI通道和2AO通道,18通道普通模拟量采集模块LK411,和4SSI传感器接口模块。可以同时对4个伺服油缸的测试和控制。


2:测试系统硬件结构

LK207主控:

l  LK207主控主要完成开环、闭环控制算法的实现和测试数据处理和记录

l  CPU工作频率533MHz

l  内置10Mbps/100Mbps以太网口

l  64MB SDRAM

l  内置RS232/RS485/MODEM接口

l  内置冗余PROFIBUS-DP主站接口

l  支持热插拔

l  LK207主控主要完成开环、闭环控制算法的实现和测试数据处理和记录

LK851高速伺服模块:

l  LK851主要输入4-20mA位移传感器信号和输出对伺服阀控制信号

l  4通道电压和/或电流输入、2通道电压和/或电流输出

l  输入信号:-10.25~10.25V/0~20.58mA

l  输出信号:-10.25~10.25V/-21mA~21mA

l  支持热插拔

LK411  AI模块

l  8通道普通AI,采集油缸两腔的油压

l  最大可测:0~20.58mA/4~20.58mA

l  支持PROFIBUS-DP从站协议

l  系统与现场通道隔离

l  支持热插拔

西门子ET200S从站SSI信号采集模块

SSI接口传感器采集油缸位移信号,通过ET200S从站上传到LK207主控。

系统原理

本系统采用软伺服控制,故灵活性高,系统原理如图3所示:


3:测试系统原理图

在闭环控制方式下,高速AI模块或者SSI模块采集油缸位移信号,经高速总线上传到LK207主控,位移信号与给定信号相减形成偏差信号,偏差信号经过比例放大通过高速AO通道输出伺服阀控制信号(电流或者电压),使得油缸充油或者泄油使油缸位置达到给定值。

在开环方式下,系统将切除液压缸位置反馈信号,直接输出伺服阀控制信号,控制伺服阀开度,来控制油缸。

人机界面和数据采集

人机界面采用PowerPro视图功能,组态如图4所示。可进行正弦波、三角波及阶跃响应测试。


4:测试界面

采用PowerPro采样跟踪功能来完成测试数据采样和记录,如图5所示为正弦波响应测试记录曲线,图中5条曲线从上倒下分别为正弦波给定油缸位置反馈油缸上腔压力油缸下腔压力


5:正弦波测试记录曲线

67所示的为系统三角波响应测试曲线和阶跃响应测试记录曲线。


6:三角波测试记录曲线


7:阶跃响应测试记录曲线

结论

电液伺服技术由于其控制响应块、控制精度高等优点广泛应用于各个领域。此系统采用和利时大型PLC控制系统,并结合公司在电液伺服控制方面大量工程应用实践,将液压控制和数据采集集成于同一系统,极大方便了伺服油缸的测试。

发布时间:2017年3月15日 9:57  人气:   审核编辑(刘全乐)
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