2　液壓試驗臺及應用

2.1　液壓試驗臺概述

液壓試驗臺用于液壓泵、液壓馬達、液壓閥、液壓油缸等及液壓部件的性能檢測試驗。液壓試驗臺主要由液壓系統、電氣傳動系統、測控系統組成。

（1）液壓試驗臺的發展

近些年液壓測試技術在計算機測試技術、傳感器技術、液壓技術發展的推動下取得了快速的發展。伴隨著計算機輔助測試系統CAT技術的發展與成熟，計算機輔助測試系統在液壓測試中得到了廣泛的應用，幾乎出現在所有的液壓元件的測試試驗臺上。

現代液壓CAT測控系統總體上呈現出一定的發展趨勢與特點，可歸結為以下幾點。

①測控過程智能化。在現代測控系統中，硬件上采用智能化儀表及控制器，軟件上采用神經網絡、模糊邏輯、專家系統等人工智能算法，測控系統運行過程中，無需現場操作人員過多參與，系統除了能夠按照既定的程序執行試驗流程、采集試驗數據外，還能在發生突發狀況時及時作出響應，并實現對測試裝置的故障診斷與維護。

②測控技術網絡化。隨著測控系統智能化程度的提高及計算機通信在測試技術中的應用，測控系統已具備了網絡數據傳輸能力。由于大型測控系統中各測試節點分布范圍較廣，測試裝置間需要具備更強的數據傳輸能力，因而推動了計算機網絡技術與測試技術的結合，有力地促進了液壓測控系統遠程監控及遠程故障診斷功能的發展。

③測控系統柔性化。現代測控系統與傳統以硬件為主的測控系統不同，其使用標準化軟件進行上、下位機系統界面的組態，并構建系統通信網絡，系統不僅易于編輯與移植，使用起來也更加方便，在相同的硬件條件下只需通過軟件的調整設置便可實現系統不同的測控功能。

此外，傳統液壓CAT系統采用相對低級的編程語言開發，編程難度大，開發周期長，C#、C++和Delphi等語言的出現簡化了編程過程，在一定程度上縮短了系統的開發時間，推動了液壓CAT系統技術的發展；面向對象的圖形化編程語言LabVIEW的問世進一步促進了CAT技術的發展，虛擬儀器技術以其融合計算機資源的強大能力，實現了部分硬件的軟件化，從而增加了測試軟件系統的靈活程度，將液壓測試技術推向了一個新高度。隨著計算機技術、通信技術、工業控制技術的快速發展，數據采集處理、過程控制、柔性測試及信息傳輸等技術逐步交叉結合，軟件化儀器的性能將實現更深層次的突破，虛擬儀器技術也必將在液壓CAT系統中得到更為充分、廣泛的應用。

近年來，液壓回路的合理設計、加入新型傳感器、減小液壓器件的損耗、降低液壓系統對周圍環境的污染、開發新型液壓傳感器成為液壓試驗臺的研究熱點。

（2）液壓試驗臺的基本架構

液壓測控系統采用PLC與計算機相結合的工作方式，PLC作為控制核心，微型計算機作為數據處理單元，上位機軟件進行測試參數的實時顯示、參數設置，提供對整個試驗臺的操作平臺。

PLC在系統中采集低速通道的數據，并將各處傳感器的數據信息進行分析處理，傳遞給上位機，對試驗臺的各項性能參數進行實時監測，其另一個重要的作用就是對試驗臺中使用的動力源——異步電動機，通過變頻器進行啟動、調速、急停等控制。

上位機是整個測試系統的數據處理中心，基于微型計算機的數據處理能力和高速運算，上位機可以顯示試驗參數，對數據進行分析，并輸出試驗結果。

傳感器是將現實生活中的壓力、溫度、振動等物理信號按照規律轉化為電信號，通過將電信號調理、放大成便于計算機傳輸、處理、存儲、記錄的信號。常用的工業傳感器有光敏傳感器、聲音傳感器、位移傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、轉速傳感器、流量傳感器、接近傳感器、化學傳感器等。

圖2-1所示為某液壓泵-馬達試驗臺的組成。

圖2-1所示測試系統中，上位機在微型計算機上采用LabVIEW編程語言進行搭建。在運行監測控制界面上設定設備運轉需要的各種參數，顯示當前被測液壓泵及馬達的各項運行參數等。PLC采用的是西門子S7-200，具有小型化、高配置、大容量、高速度以及強大的通信組網的特點，有豐富的可選模塊，擴展性強，能夠提供髙性價比的小型自動化解決方案。變頻器采用英威騰GD300-090G-4，具有優良的重載設計和先進的開環矢量控制功能。網絡通信部分，PLC和變頻器采用的RS485通信功能以減少接線，為變頻器增加以及組網控制提供了方便，不需要在各個變頻器上設置不同的通信頻率，可直接在上位機上統一操作。

（3）液壓試驗臺的分類

①按測試液壓元件分類　液壓泵試驗臺；液壓閥試驗臺；液壓缸試驗臺；液壓馬達試驗臺；液壓綜合試驗臺（可對多類液壓元件測試試驗）。

圖2-2～圖2-6所示為廣州市新歐機械有限公司為客戶設計制造的各類液壓試驗臺。

②按試驗類型分類　科學研究液壓試驗臺；液壓元件或部件型式試驗臺；液壓元件或部件可靠性試驗臺；液壓元件或部件出廠試驗臺；液壓元件或部件維修試驗臺；教學液壓試驗臺。