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(tǒng)、電氣傳動系統(tǒng)、測控系統(tǒng)組成。

（1）液壓試驗臺的發(fā)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(fā)展的推動下取得了快速的發(fā)展。伴隨著計算機輔助測試系統(tǒng)CAT技術的發(fā)展與成熟，計算機輔助測試系統(tǒng)在液壓測試中得到了廣泛的應用，幾乎出現(xiàn)在所有的液壓元件的測試試驗臺上。

現(xiàn)代液壓CAT測控系統(tǒng)總體上呈現(xiàn)出一定的發(fā)展趨勢與特點，可歸結(jié)為以下幾點。

①測控過程智能化。在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中，硬件上采用智能化儀表及控制器，軟件上采用神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、專家系統(tǒng)等人工智能算法，測控系統(tǒng)運行過程中，無需現(xiàn)場操作人員過多參與，系統(tǒng)除了能夠按照既定的程序執(zhí)行試驗流程、采集試驗數(shù)據(jù)外，還能在發(fā)生突發(fā)狀況時及時作出響應，并實現(xiàn)對測試裝置的故障診斷與維護。

②測控技術網(wǎng)絡化。隨著測控系統(tǒng)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(tǒng)已具備了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸能力。由于大型測控系統(tǒng)中各測試節(jié)點分布范圍較廣，測試裝置間需要具備更強的數(shù)據(jù)傳輸能力，因而推動了計算機網(wǎng)絡技術與測試技術的結(jié)合，有力地促進了液壓測控系統(tǒng)遠程監(jiān)控及遠程故障診斷功能的發(fā)展。

③測控系統(tǒng)柔性化。現(xiàn)代測控系統(tǒng)與傳統(tǒng)以硬件為主的測控系統(tǒng)不同，其使用標準化軟件進行上、下位機系統(tǒng)界面的組態(tài)，并構(gòu)建系統(tǒng)通信網(wǎng)絡，系統(tǒng)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(diào)整設置便可實現(xiàn)系統(tǒng)不同的測控功能。

此外，傳統(tǒng)液壓CAT系統(tǒng)采用相對低級的編程語言開發(fā)，編程難度大，開發(fā)周期長，C#、C++和Delphi等語言的出現(xiàn)簡化了編程過程，在一定程度上縮短了系統(tǒng)的開發(fā)時間，推動了液壓CAT系統(tǒng)技術的發(fā)展；面向?qū)ο蟮膱D形化編程語言LabVIEW的問世進一步促進了CAT技術的發(fā)展，虛擬儀器技術以其融合計算機資源的強大能力，實現(xiàn)了部分硬件的軟件化，從而增加了測試軟件系統(tǒng)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(yè)控制技術的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集處理、過程控制、柔性測試及信息傳輸?shù)燃夹g逐步交叉結(jié)合，軟件化儀器的性能將實現(xiàn)更深層次的突破，虛擬儀器技術也必將在液壓CAT系統(tǒng)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(tǒng)對周圍環(huán)境的污染、開發(fā)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(gòu)

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

PLC在系統(tǒng)中采集低速通道的數(shù)據(jù)，并將各處傳感器的數(shù)據(jù)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(shù)進行實時監(jiān)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(diào)速、急停等控制。

上位機是整個測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，基于微型計算機的數(shù)據(jù)處理能力和高速運算，上位機可以顯示試驗參數(shù)，對數(shù)據(jù)進行分析，并輸出試驗結(jié)果。

傳感器是將現(xiàn)實生活中的壓力、溫度、振動等物理信號按照規(guī)律轉(zhuǎn)化為電信號，通過將電信號調(diào)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(yè)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(zhuǎn)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(tǒng)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(jiān)測控制界面上設定設備運轉(zhuǎn)需要的各種參數(shù)，顯示當前被測液壓泵及馬達的各項運行參數(shù)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(wǎng)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(yōu)良的重載設計和先進的開環(huán)矢量控制功能。網(wǎng)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(wǎng)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(tǒng)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。