基于LabVIEW的调节阀流量特性实验平台设计
- 格式:pdf
- 大小:466.72 KB
- 文档页数:3
实验二电动调节阀的流量特性测试实验任何一个最简单的控制系统也必须由检测环节、调节单元及执行单元组成。
执行单元的作用就是根据调节器的输出,直接控制被控变量所对应的某些物理量,例如液位、温度、压力和流量等参数,从而实现对被控对象的控制目的。
因此,完全可以说执行单元是用来代替人的操作的,是工业自动化的“手脚”。
电动调节阀是本实验装置的执行单元之一。
一.电动调节阀工作原理执行器按照使用能源的种类,可分为气动、液动和电动三种,本装置采用的是智能型单座调节阀。
顾名思义它是由电动执行器进行操作的,它接受调节器的输出电流4~20mA信号,并转换为相应的输出轴直线位移,去控制调节机构以实现自动调节。
电动调节器的优点则是能源采用方便,信号传输速度快,传输距离远等。
执行器由执行机构和调节机构两部分组成。
执行机构是执行器的推动装置,它可以按照调节器的输出信号量,产生相应的推力,以带动智能调节阀的主推动轴产生直线位移,主推动杆总位移为16mm,控制单座调节阀0~100%的开度连续变化。
而调节机构(调节阀)是执行器的调节装置,它受执行机构的操纵,可以改变调节阀阀芯与阀座间的流通面积,以达到最终调节被控介质的目的。
本执行器的结构如图1所示,电动执行器首先接受来自调节器的输出信号,以作为执行器的输入信号即执行器的动作依据;该输入信号送入信号转换单元,转换信号制式后与反馈的执行机构位置信号进行比较,其差值作为执行机构的输入,以确定执行机构的作用方向和大小;执行机构的输出结果再控制调节器的动作,以实现对被控介质的调节作用;其中执行机构的输出通过位置发生器可以产生其反馈控制所需要的位置信号。
图1 电动执行器的工作原理从上述描述和图1可知,电动调节阀执行机构的动作构成了负反馈控制回路,这是提高执行器调节精度、保证执行器工作稳定的重要手段。
为保证电动执行器输出与输入之间呈现严格的比例关系,必须采用比例负反馈构成闭环控制回路,图2为本套装置的电动执行器的工作原理示意图:图2 电动执行器原理图其中Ii表示输入电流,θ表示输出轴转角,两者存在如下关系:??K?Ii (1)1K是比例系数。
基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统1. 系统简介基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统是一种用于实时监测和控制压力的自动化设备。
该系统采用先进的LabVIEW编程语言,通过各种传感器、执行器和控制器的组合,实现对压力的精确测量、控制和调节。
本文档将详细介绍系统的组成、工作原理、功能特点以及应用领域,以便用户更好地了解和使用该系统。
1.1 系统目标自动化测试流程:构建一套自动化测试流程,涵盖比例压力控制阀的初始化、功能测试、性能测试等各环节,降低人工操作带来的误差和不确定性。
精准的压力控制:利用LabVIEW的实时控制和数据处理能力,实现对比例压力控制阀精确的压力控制,确保测试结果的一致性和可靠性。
综合性能评估:系统不仅能够进行单一测试项目的评估,还能够综合分析比例压力控制阀的整体性能,包括响应速度、精度、稳定性等指标。
测试报告生成与数据管理:系统自动生成详细的测试报告,并存储所有测试数据,以便后续分析和管理。
通过构建数据库或数据管理系统,实现数据的长期跟踪和趋势分析。
友好的用户界面:采用直观的用户界面设计,使操作人员能够便捷地执行测试任务,降低操作难度。
可扩展性与可维护性:系统设计考虑模块化思路,确保系统的可扩展性和可维护性,以适应未来比例压力控制阀测试的新需求和技术更新。
安全性保障:确保测试过程中的电气安全、压力安全以及软件系统的稳定运行,避免意外事故的发生。
1.2 系统功能1比例压力控制:系统能够实现压力按照预设比例进行精确控制,确保测试过程中的精确性和可重复性。
实时监测与反馈:系统采用实时数据采集技术,对压力、流量等关键参数进行连续监测,并提供反馈信息,以便用户及时了解测试状态并作出相应调整。
数据记录与处理:系统自动记录测试过程中的各项数据,并提供方便的数据查看、分析和处理功能,以便用户更好地了解测试结果和优化系统性能。
自动化测试流程:系统支持自动化测试流程,可按照预设条件自动进行多次测试,减少人工操作,提高测试效率。
872016.02建设机械技术与管理阀控马达实验台是综合性实验装置,集机械、液压及仪表为一体,对液压马达和阀的性能进行测试。
该实验台采用变量泵对系统进行供油,采用电液比例阀作为控制元件,液压马达作为执行元件,各类传感器作为反馈元件,构成闭环控制回路,提高了液压马达实验台的测试性能,满足了液压马达的测试要求。
LabVIEW 是一种图形化编程语言的开发软件,在LabVIEW 开发环境中,用户无需进行繁琐的代码编写,而是选用交互式用户界面控件,采用数据流编程方式,建立自动化系统,完成软件的设计,极大缩短了开发周期。
本论文基于LabVIEW 设计开发了阀控马达实验台测控软件,利用开发的测控软件,可模拟生成控制信号,实现对电液比例阀的控制,电液比例阀通过输入的电信号比例的调节输出的流量,实现对马达输出参数的闭环控制。
1 阀控马达液压实验台组成及原理阀控马达液压实验台由液压泵、电液比例阀、液压马达和各类传感器组成。
该实验台采用电液比例阀对系统流量和压力进行控制,应用电比例技术实现对液压马达各项性能参数的检测和控制。
电液比例阀控马达液压系统原理如图1所示,电动机1驱动恒压式轴向柱塞变量泵2工作,作为系统的动力机构。
溢流阀4的主要作用是限定系统的工作压力,电液比例阀7和液压马达9组成了阀控马达系统的主油路,而温度传感器5、压力传感器6、双向流量计8、转速传感器10、放大器、工控机、A/D(D/A)转换器组成了系统的反馈回路。
放大器接收控制器的输出信号,进行功率放大后控制电液比例阀的比例电磁铁,比例电磁铁上的电信号发生变化,磁通量发生变化,阀芯产生位移,阀的开口发生改变,从而流量发生改变。
如果液压马达9上的负载发生变化,传感器就会将数据以反馈信号的形式经过A/D 转换器传输到工控机进行处理,再经过D/A 转换器将信号进行转换输出,经过放大器进行放大处理,最后将反馈信号输入到电液比例阀上,改变阀芯位移,形成闭环反馈,提高液压马达的控制精度。
LabVIEW在工业自动化控制系统开发中的应用案例工业自动化控制系统在现代工业生产中扮演着至关重要的角色,实现了生产过程的智能化和高效化。
LabVIEW作为一种广泛应用于工业自动化领域的工具和平台,具备强大的数据采集、处理和控制能力,为工程师提供了一种高效、灵活的开发环境。
本文将通过几个实际案例,介绍LabVIEW在工业自动化控制系统开发中的应用。
案例一:温控系统温控系统是工业生产过程中常见的控制系统之一。
通过温度传感器采集物体的温度,并通过控制器实现对温度的控制。
LabVIEW可以通过内置的模块化功能块和丰富的工具箱,快速搭建温控系统。
在LabVIEW中,可以利用数据采集器模块连接温度传感器,实时采集温度数据。
通过编写程序,可以对采集到的数据进行处理和分析。
同时,借助LabVIEW的控制模块,可以实现对恒温设备的控制,调整温度参数,实现精确的温度控制。
案例二:流量控制系统流量控制是工业生产过程中的关键环节,对于液体或气体的流动进行控制和调节,保证生产过程的稳定性和效率。
LabVIEW提供了丰富的工具和函数库,可用于流量控制系统的开发。
在LabVIEW中,可以通过连接流量传感器,实时采集流量数据。
借助LabVIEW的图形化编程环境,可以设计图形界面,实时显示流量数据,并进行实时监控和分析。
通过对流量控制阀门的控制,可以调节流量大小,实现流量控制系统的自动化。
案例三:PLC控制系统PLC(可编程逻辑控制器)在工业自动化领域中广泛应用,用于控制设备运行和监控生产过程。
LabVIEW不仅可以与PLC进行通信和数据交换,还可以将其作为控制器使用。
在LabVIEW中,可以通过连接PLC,实时获取PLC的输出信号和状态信息。
借助LabVIEW强大的数据处理和分析功能,可以对PLC 的输出信号进行逻辑运算和控制判断。
通过编写程序,可以实现对PLC的控制,调整设备的运行状态和参数,实现自动化控制。
案例四:远程监控系统远程监控系统是工业自动化控制的一个重要方面,它可以实现对生产过程的远程监控和操作。
徐林兵等:一种基于LakVIXW的比例流量阀性能试验台33一种基于LakVIXW的比例流量阀性能试验台徐林兵姜克壮邢科礼金侠杰(上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海腾液液压机电设备技术工程有限公司,上海201201)摘要:介绍了一种大流量的比例流量阀在恒压差情况下的稳态性能测试方法。
开发了一套基于LakVIXW的比例流量阀试验台。
采用变频电机加比例溢流阀联合稳压的策略,并能通过CAN总线实现比例放大器PWM驱动频率,颤振频率和颤振幅值的独立调节。
最终结合LakVIXW绘制比例流量阀的输入信号-输出流量特性曲线、流量-阀压降特性曲线和阶跃响应曲线。
关键词:比例流量阀;稳态性能;试验台;CAN总线中图分类号:TH15&52+2文献标识码:A国家标准学科分类代码:477.2739DO【:7.15988/kt.1224-6948.4228.4.412A Performance Test Bench of Proportional Flow Valve Based on LabVIEWXU Linkina JIXNG Kezhuaxa XIXG Keii JIN XiajicAbstract:A steaky-state peUbunakca test method for larye-tow pupoUiooX tow wlvv unker caostakt pres-suu diVerenca is mtuduceS.A set of pupoUionX tow wlvv test bench has been SevelooeS baseS on Lak-VIEW.The stratesy of combikeS Uequenca convvrsion motor with propoUionat reliel wlvv is akopteS to stkidze pussuu.Also j the CAN bus realizeS the inkepenkent resulatiok of PWM dUvina fuquekcy,chatter fuquekcy ank chatter amplituUe of pupoUionat amplifier3Finalty combikeS with LakVIXW,the input signat-output tow charac-teUstic cnuv,tow-w O v pressure dup characteUstic cnuv and step resuonso cnuv of the propoUionat tow w O v were duwk3Keywoas:propoUionat tow w I w;steaky-state perfounakca;test bench;CAN bus4引言比例流量阀是如今工程机械中使用的重要液压元件,在起重机、叉车、注塑机等速度控制机构中都有广泛应用。