專利名稱：采用pxi總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓泵性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動力元件具有十分重要的地位，它的性能對整個液壓系統(tǒng)的性能有著巨大的影響，液壓泵能否正常穩(wěn)定工作關(guān)系到整機系統(tǒng)能否達到設(shè)計和作業(yè)要求。所以，對于液壓泵性能的精確測試有著非常重要的意義，而當(dāng)前，液壓傳動系統(tǒng)又正朝著高壓、高速、大流量和高功率方向發(fā)展，因而，研制具有一定測試精度和自動化程度的高功率高壓泵性能試驗臺就顯得尤為重要。隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展及其應(yīng)用的不斷推廣，對液壓泵等液壓元件的性能測試要求越來越高，傳統(tǒng)的測試方法顯得不夠完善、精度較低，而且自動化程度不夠。為提高測試精度，加快測試速度，將液壓技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)和測試技術(shù)相結(jié)合的液壓元件計算機輔助測試CAT (Computer Aided Test)系統(tǒng)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)。本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)一種采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，包括被測泵，其特征在于還包括基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機、兩塊NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡和一塊NI PXI-6514工業(yè)級IO卡；所述的基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的AI通道采集被測泵的壓力、溫度、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號， 利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的計數(shù)器對試測泵流量脈沖信號進行采集，利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的AO通道對液壓系統(tǒng)中的比例溢流閥、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥進行控制；所述的基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機利用所述NI PXI-6514工業(yè)級IO卡對驅(qū)動被測泵的電機運行狀態(tài)，過濾器堵塞，油箱液位開關(guān)量信號進行采集，同時輸出開關(guān)信號對各類閥、電機進行控制。本發(fā)明的硬件系統(tǒng)作用是對液壓泵工作性能進行檢測，以辨別產(chǎn)品好壞，并為液壓泵的結(jié)構(gòu)改進設(shè)計提供理論依據(jù)，所以對泵性能的測試范圍、測試速度和測試精度都有相當(dāng)高的要求，而本發(fā)明開發(fā)出的采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)滿足這一要求。其具有如下優(yōu)點
1.所研發(fā)的液壓泵性能試驗臺功率高，可達200KW，并采用了功率回收補償方式；系統(tǒng)壓力和流量分別可達40MPa和300L/min，有較大的測試范圍。2.由于系統(tǒng)壓力較高，試驗臺加載部分采用直動溢流閥(20MPa和40MPa)和比例溢流閥(40MPa)相結(jié)合的方式進行手動分級調(diào)壓和計算機自動加載，以提高加載的精度和自動化程度；同時，由于流量較大，系統(tǒng)設(shè)置了大、小兩路流量計，對于不同的流量采用相應(yīng)的流量計進行測量，以提高測試精度。
3.所研發(fā)的測試臺的計算機輔助測試系統(tǒng)采用了虛擬儀器這一最先進的技術(shù)，節(jié)省了硬件投入；結(jié)合了 PXI總線結(jié)構(gòu)和繼電器技術(shù)，實現(xiàn)了手動/自動的同時操作，直接反饋；所述測試臺也可以實現(xiàn)一鍵式全自動化，以提高測試速度。4.所研發(fā)的高壓泵性能測試臺的計算機輔助測試系統(tǒng)是基于LabviewQ. 0圖形化語言開發(fā)的，并采用了 NI公司的最先進的數(shù)據(jù)采集卡，擴展性強，開發(fā)周期短，大大提高了系統(tǒng)的測試精度和測試速度。本硬件測試系統(tǒng)設(shè)計合理，技術(shù)先進，控制方便，試驗全面，為泵的出廠檢查，性能分析提供了一流的平臺，具有較大的使用價值和推廣價值，其為高校的科研會帶來更多的成果。


圖1是本發(fā)明硬件系統(tǒng)原理架構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下，結(jié)合附圖對發(fā)明的具體實施做進一步的闡述。如圖1所示，本實施例提供一種采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，包括被測泵，其特征在于還包括基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機、兩塊NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡和一塊NI PXI-6514工業(yè)級IO卡；所述的基于PXI總線機結(jié)構(gòu)的控制主機利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的AI通道采集被測泵的壓力、溫度、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號，利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的CTR計數(shù)器對被測泵流量脈沖信號進行采集，利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的AO通道對液壓系統(tǒng)中的比例溢流閥、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥進行控制；所述的基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機利用所述NI PXI-6514工業(yè)級IO卡對被測泵的電機運行狀態(tài)，過濾器堵，油箱低液位開關(guān)量信號進行采集，同時輸出開關(guān)信號對各類閥、電機進行控制。PXI (面向儀器系統(tǒng)的PCI擴展)是一種由NI公司發(fā)布的堅固的基于PC的測量和自動化平臺。PXI結(jié)合了 PCI的電氣總線特性與CompactPCI的堅固性、模塊化及Eurocard 機械封裝的特性發(fā)展成適合于試驗、測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用的機械、電氣和軟件規(guī)范。本實施例的該硬件系統(tǒng)共需要5路模擬量輸入，3路模擬量輸出，3路脈沖輸入， 23路開關(guān)量輸入，20路開關(guān)量輸出。其主要包括基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機、兩塊NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡和一塊NI PXI-6514工業(yè)級IO卡；該基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機包括供電機箱和控制器，該機箱采用NI PXI-1042Q安靜型8槽通用交流供電PXI 3U 機箱，控制器采用NI PXI-8106酷銳2雙核2. 16GHZ控制器。另外，本發(fā)明實施例中，還進一步包括一塊NI PXI-6251 M系列數(shù)據(jù)采集卡，該數(shù)據(jù)采集卡包括2路16位模擬輸出、16 路模擬輸入、M條數(shù)字I/O線和32位計數(shù)器，其可作為系統(tǒng)的拓展卡使用。NI PXI-6238數(shù)據(jù)采集卡具有2路模擬輸出(OmA到20mA)，16位分辨率，采樣率達 500kS/s ；8路模擬輸入(士20mA);2個計數(shù)器/定時器，32位分辨率，80MHz ；數(shù)字觸發(fā)；6路數(shù)字輸入和4路數(shù)字輸出，24V源極電壓。本發(fā)明利用PXI-6238的AI通道采集系統(tǒng)壓力、 溫度、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號，利用計數(shù)器對流量脈沖信號進行采集，利用AO通道對比例溢流閥、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥進行控制。NI PXI-6514工業(yè)級IO卡，光學(xué)組隔離的32路漏/源輸入(士30 VDC)，光學(xué)組隔離的32路源輸出(士30 VDC)，單通道端口 350 mA，所有通道均為75mA，看門狗，可編程的上電狀態(tài)，變化檢測，輸入濾波器，高電流驅(qū)動，高可靠性的工業(yè)特性工業(yè)24V邏輯閾值。利用PXI-6514對系統(tǒng)的電機運行狀態(tài)，過濾器堵，油箱低液位等開關(guān)量信號進行采集，同時輸出開關(guān)信號對各類閥、電機進行控制。本發(fā)明的硬件系統(tǒng)主要任務(wù)包括模擬輸出、模擬輸入、脈沖輸入、數(shù)字輸出和數(shù)字輸入，下面，我們對各硬件要完成的任務(wù)做簡要說明。模擬輸出該測試硬件系統(tǒng)模擬輸出包括控制比例溢流閥來調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力、控制變頻器來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速、控制電動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)被測泵進油口的真空度，信號都是電流型的，標(biāo)準(zhǔn)電流4 20mA。具體的1)對比例溢流閥的控制，由于比例溢流閥電磁線圈的驅(qū)動電流比較大，而我們采集卡輸出的都是標(biāo)準(zhǔn)電流，所以需要在溢流閥前連接個數(shù)字放大器。 PXI6238-1的模擬輸出端AOO的正負(fù)端子向數(shù)字放大器提供12 20mA的電流，通過內(nèi)部電流放大后向比例溢流閥的線圈兩端輸送電流，通過調(diào)節(jié)PXI6238-1的輸出電流，從而最終調(diào)節(jié)比例溢流閥的輸出壓力。2)對變頻器的控制，由于變頻器本身就可外接4 20m電流對其頻率進行調(diào)節(jié)，這里直接由PXI6238-2的模擬輸出端AOO的正負(fù)端子向變頻器上輸入 4 20mA的電流，對應(yīng)改變變頻器的輸出頻率0 50HZ，從而實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速0 3000r/ min范圍內(nèi)無級調(diào)速。3)對電動調(diào)節(jié)閥的控制，由于電動調(diào)節(jié)閥靠內(nèi)置電機調(diào)節(jié)，電機所需電流比較大，所以也需要在其前面連接伺服放大器對其電流進行放大，同時也實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)，保證調(diào)節(jié)閥能上下調(diào)節(jié)，輸出4 20mA的電流對應(yīng)調(diào)節(jié)閥的0 40mm行程，實現(xiàn)真空度的調(diào)節(jié)。模擬輸入該測試硬件系統(tǒng)的模擬輸入主要是對壓力、溫度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號進行采集，從而實現(xiàn)虛擬儀器的實時顯示。具體的1)對被測泵輸入壓力的采集，該試驗臺對輸入壓力(負(fù)壓)的采集采用了 NS-K負(fù)壓傳感器，它將-100KP 100KP的壓力轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的 4 20mA，該PXI6238-1的模擬輸入端口 AIO對該傳感器的電流輸出端進行采集。2)對被測泵輸出壓力的采集，該試驗臺對輸出壓力(正壓)的采集采用了 NS-I壓力傳感器，它將0 50MP的壓力轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的4 20mA，該PXI6238-1的模擬輸入端口 AIl對其電流輸出進行采集。3)對試驗溫度的采集，該試驗臺采用的是SBWZ/R型現(xiàn)場顯示式溫度變送器。由于試驗過程中需要對溫度實時監(jiān)控，并能高溫報警顯示，該溫度變送器能將0-100°C轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的4 20mA電流，PXI6238-1的模擬輸入端口 AI2串聯(lián)在電路中對其電流進行采集。4) 對轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的采集，該試驗臺采用的是JC轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，配合二次儀表JW-3扭矩儀實現(xiàn)。扭矩儀能將傳感器發(fā)出的兩路波形轉(zhuǎn)換成4 20mA電流，對應(yīng)扭矩0 1000N. m和轉(zhuǎn)速0 3000r/min，并同時能現(xiàn)場直接顯示。利用PXI6238-1的模擬輸入端口 AI3連接扭矩儀上模擬輸出口和GND端對扭矩的4 20mA電流進行采集；PXI6238-1的模擬輸入端口 AI4連接扭矩儀上模擬輸出口和GND端對轉(zhuǎn)速的4 20mA電流進行采集。脈沖輸入該測試硬件系統(tǒng)的脈沖輸入是對三路流量的進行采集，實現(xiàn)虛擬儀表的同步顯示。本實施例試驗臺選用的齒輪LC型流量計，該流量計分別為LC25流量計、LC40 流量計和LC50流量計，它們具有機械儀表直接顯示，當(dāng)有液壓油通過時，會帶動內(nèi)部齒輪旋轉(zhuǎn)，外部表盤上指針對應(yīng)旋轉(zhuǎn)，同時該流量計還帶有GF發(fā)信器，發(fā)出的脈沖的頻率與流量的大小成正比。當(dāng)流量接分別連接24V電源時，利用PXI6238-1的定時器和PXI6238-2的定時器分別對LC25流量計、LC40流量計和LC50流量計發(fā)出的脈沖的頻率的進行采集。由于每個流量計的精度不一樣，發(fā)出單個脈沖所代表的流量不一樣，所以當(dāng)流量一樣的時候， 三個流量計的發(fā)信器所發(fā)出的頻率不一樣。數(shù)字輸出該測試硬件系統(tǒng)的數(shù)字輸出主要是對電機、加熱器、冷卻器的啟停，換向閥的切換進行控制，實現(xiàn)自動化的控制。從采集卡的數(shù)字輸出端口輸出高電平，從而使繼電器對應(yīng)的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，線圈得失電，從而控制電氣件。數(shù)字輸入測試硬件系統(tǒng)的數(shù)字輸入主要是對電機運行狀態(tài)，報警燈狀態(tài)，過濾器狀態(tài)等進行采集，從而虛擬布爾量燈可以同步顯示，并讓其他電器元件做出相應(yīng)的動作。比如高溫報警時，冷卻器自動打開。從采集卡的數(shù)字輸入端口對各個電機的運行狀態(tài)、換向閥的工作位置、過濾器的是否堵塞的狀態(tài)、液位的高低狀態(tài)等一系列狀態(tài)顯示燈進行采集，能對其進行實時的監(jiān)控。當(dāng)顯示燈處于亮的狀態(tài)，數(shù)字輸入端口會采集到高電平，觸發(fā)虛擬燈亮，當(dāng)顯示燈處于滅的狀態(tài)，數(shù)字輸入端口會采集到低電平，觸發(fā)虛擬燈熄滅。下面我們對該硬件系統(tǒng)實現(xiàn)的功能進行簡單說明該基于PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試硬件系統(tǒng)主要包括PXI總線結(jié)構(gòu)的搭建和測試系統(tǒng)電路控制設(shè)計。通過二者的結(jié)合，主要實現(xiàn)以下功能1.動力系統(tǒng)電機的控制及其對其功率補償；2.壓力系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)、控制與采集；3.調(diào)速系統(tǒng)電機速度的調(diào)節(jié)、控制與采集；4.流量系統(tǒng)流量計的選擇與流量采集；5.溫控系統(tǒng)油液溫度的采集，控制及報警；6.過濾系統(tǒng)過濾電機的控制及堵塞報警；7.液位系統(tǒng)漏收回收電機的控制及液位顯示。1.動力系統(tǒng)電機的控制及其對其功率補償
如附圖1，該試驗臺采用200KW大功率電機，并對其進行功率補償，減少能耗，電機能實現(xiàn)0 3000r/min無級調(diào)速，從而滿足不同的被測泵，也滿足泵在不同的轉(zhuǎn)速下的試驗，對泵進行較全面的性能檢測。(U200KW主電機啟停按下電機啟動按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常開觸點時，使繼電器得電并自鎖，控制電路接通，使主電路中觸點閉合，主電路接通，200kw電機啟動，同時狀態(tài)指示燈亮，表示電機在運行。當(dāng)按下停止按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常閉觸點時，控制電路斷開，繼電器失電，主電路中觸點斷開，電機停止運行，同時運行指示燈熄滅。(2)主電機功率補償當(dāng)按下功率補償啟動按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常開觸點時，繼電器得電并自鎖，觸點閉合，控制功率回收電磁閥得電，液壓馬達工作，開始功率回收，同時狀態(tài)指示燈亮。當(dāng)按下停止功率補償按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常閉觸點時，控制電路斷開，繼電器失電，觸點斷開，控制功率回收電磁閥失電，液壓馬達停止工作，停止功率回收，同時狀態(tài)指示燈滅。2.壓力系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)、控制與采集
如附圖1，為本試驗臺的系統(tǒng)壓力可達40MP，由于系統(tǒng)壓力較高，試驗臺加載部分采用直動溢流閥(20MPa和40MPa)和比例溢流閥(40MPa)相結(jié)合的方式進行手動分級調(diào)壓和計算機自動無級加載；對系統(tǒng)壓力的測試采用一次機械儀表直接顯示和通過傳感器向計算機測試系統(tǒng)輸入信號的二次虛擬儀表顯示，提高整個系統(tǒng)的自動化程度。(1)加載與卸載控制當(dāng)按下加載按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常開觸點時，繼電器得電并自鎖，觸點閉合，加載電磁閥得電，后面才能對其加載，同時加載狀態(tài)指示燈亮。當(dāng)按下停止加載按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常閉觸點時，控制電路斷開，加載電磁閥失電，液壓回路直接卸載，同時加載狀態(tài)指示燈滅。三個溢流閥選擇的切換是通過改變電磁換向閥工作位置來實現(xiàn)的1)20MP直動溢流閥的選擇，當(dāng)按下選擇該溢流閥的按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常開觸點時，繼電器得電并自鎖，觸點閉合，控制20MP直動溢流閥電磁閥得電，從而對液壓回路進行20MP加載，同時該狀態(tài)指示燈亮。此時保證控制40MP比例溢流閥的繼電器處于斷開狀態(tài)，控制40MP比例溢流閥的換向閥不得電。40MP比例溢流閥的選擇和40MP直動溢流閥的選擇如上一樣。(2)無級調(diào)壓通過PXI6238的模擬輸出端口輸出12 20mA給數(shù)字放大器，電流經(jīng)放大后通向比例溢流閥電磁鐵線圈的兩端。當(dāng)輸入電流不同時，電磁鐵推力不同，從而改變閥芯所處位置，實現(xiàn)壓力的調(diào)節(jié)。(3)輸出壓力測試1)有壓力表直接測試，2)通過壓力傳感器講壓力轉(zhuǎn)換為電流信號，NI采集卡6238對其電流信號進行采集，虛擬儀表顯示與機械儀表同步顯示，并加以比較。3.調(diào)速系統(tǒng)電機速度的調(diào)節(jié)、控制與采集
速度實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)如附圖1，該試驗臺采用的是200KW高功率異步交流電機，其速度可在0 3000r/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。試驗電機的無級調(diào)速是通過變頻器來控制的。電機的調(diào)速分手動和自動調(diào)節(jié)，手動是通過變頻器上的旋鈕改變電壓，對速度進行調(diào)節(jié)；自動是通過NI數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸出通道輸入4 20mA的電流，對應(yīng)變頻器 0-50HZ的頻率來無級調(diào)節(jié)速度，只需對泵的參數(shù)設(shè)置好，會自動調(diào)節(jié)到所需要的速度。4.流量系統(tǒng)流量計的選擇與流量采集
該試驗臺對能流量在0 300L/min范圍內(nèi)進行測量，采用大，小流量計精確測試。控制選擇流量計的電磁換向閥的切換(1)選擇無流量計，當(dāng)按下無流量計選擇按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常開觸點時，繼電器得電并自鎖，觸點閉合，控制無流量計換向閥得電，同時其指示燈亮，表示油路是經(jīng)過無流量計處。此時，繼電器的常閉出點處于斷開狀態(tài)，從而保證另外兩路有流量計的支路處于斷開狀態(tài)。選擇40 流量計和50流量計亦是如此。流量測試該試驗臺選用的齒輪LC型流量計，該流量計既有機械儀表直接顯示， 當(dāng)有液壓油通過時，會帶動內(nèi)部齒輪旋轉(zhuǎn)，外部表盤上指針對應(yīng)旋轉(zhuǎn)。該流量計還帶有GF 發(fā)信器，發(fā)信的頻率與流量的大小成正比。通過NI采集卡6238的計時器輸入端子采集流量計的發(fā)信器所發(fā)出的頻率，通過程序的計算轉(zhuǎn)化為計算機上虛擬儀表的實時顯示。由于采用的大、小兩路流量計，可以根據(jù)實際流量的大小進行選擇，大小流量計的測試精度，即發(fā)出的單個脈沖所代表的流量，這樣可以保證不同情況下的精確和快速測量。5.溫控系統(tǒng)油液溫度的采集，控制及報警
如附圖1，該試驗臺要實現(xiàn)在不同溫度的條件下能的性能試驗，有高溫試驗，低溫試驗等，所以在液壓系統(tǒng)中我們采用了冷卻器和加熱器來控制試驗溫度。加熱器啟停的控制當(dāng)按下加熱器啟動按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給接觸器的常開觸點時，接觸器得電并自鎖，其觸點閉合，控制加熱器的主電路接通，加熱
7器開始加熱，其指示燈亮；當(dāng)按下停止加熱器按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給接觸器的常閉觸點時，控制電路斷開，接觸器失電，觸點斷開，控制加熱器的主電路斷開，加熱器停止加熱，其指示燈滅。冷卻水電機啟?？刂飘?dāng)按下啟動冷卻水電機按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給接觸器的常開觸點時，得電并自鎖，其觸點閉合，控制冷卻器的主電路接通，冷卻器開始工作，其指示燈亮；當(dāng)按下停止按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給接觸器的常閉觸點時，控制電路斷開，失電，觸點斷開，控控制冷卻器的主電路接通，冷卻器停止工作，其指示燈滅。6.過濾系統(tǒng)過濾電機的控制及堵塞報警
隨著試驗時間的增加，油液會受到一定的污染，為了對液壓油能有一定的凈化，該試驗臺有過濾溫控系統(tǒng)。由小電機和齒輪泵作為動力將回到油箱的液壓油經(jīng)過二級過濾后送到被試泵的出口，過濾精度均不低于20um，保證進入被試泵的液壓油清潔度較高。過濾電機啟停控制當(dāng)啟動過濾電機按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給接觸器的常開觸點時，得電并自鎖，其觸點閉合，控制過濾電機的主電路接通，過濾系統(tǒng)開始開始工作，其指示燈亮；當(dāng)按下停止按鈕或PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給接觸器的常閉觸點時，控制電路斷開，失電，其觸點斷開，控制過濾電機的主電路斷開，過濾系統(tǒng)停止工作，其指示燈滅。過濾器堵塞報警當(dāng)過濾器的濾膜上的油液顆粒度等級較低時，液壓油通過過濾器的壓力會增加，當(dāng)超過0. 3MP時，帶MV電壓過濾器的發(fā)信器會發(fā)出型號，使得內(nèi)部觸點閉合，電路接通，從而是報警燈亮。同時PXI6514的數(shù)字輸入端口對報警燈亮這一高平信號進行采集，使得虛擬燈同時顯示報警。當(dāng)油液清潔度較好時，不足產(chǎn)生0. 3MP的壓力時，過濾器的發(fā)信器不會發(fā)出信號，報警燈不顯示。該試驗臺設(shè)置了 7處過濾器，對液壓油的最高精度可檢測到1. 6um，報警連接電路屬并聯(lián)。7.液位系統(tǒng)漏收回收電機的控制及液位顯示
在液壓系統(tǒng)中，總會有一定的泄漏油，為了對這些泄漏油進行回收再利用，減少能源的損失。該試驗臺設(shè)置了漏油回收系統(tǒng)。對泄露油進行收集讓其流入漏油回收的油箱，當(dāng)液壓油收集到一定程度后，再將其有回收泵輸送到主油箱中，進行過濾再利用。漏油回收電機啟停它又兩種控制方式，一種是人為控制，一種是液位繼電器的自動切換。人為控制的原理如主電機的啟停一樣，當(dāng)按下啟動回收電機按鈕或PXI6514 的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常開觸點時，接觸器得電并自鎖，控制電路接通，使主電路中觸點閉合，主電路接通，漏油回收電機啟動，同時其指示燈亮；當(dāng)按下停止按鈕或 PXI6514的數(shù)字輸出端輸出高電平給繼電器的常閉觸點時，控制電路斷開，失電使主電路中觸點斷開，電機停止運行，同時其指示燈滅。液位繼電器的自動切換，在漏油回收油箱中安裝有兩個液位繼電器，一個是在液位低處的常閉觸點，一個是液位高處的常開觸點。當(dāng)隨著回收的油箱收集的油液越來越多時，到達液位高的繼電器時，它的常開觸點閉合，液位指示燈亮，繼電器線圈得電，使其得電并自鎖，使主電路中觸點閉合，主電路接通，漏油回收電機啟動，開始向主油箱回收抽油。當(dāng)油液越來越少時，到達液位低處的繼電器時，它的常閉觸點斷開，線圈失電，漏油回收電機的控制電路斷開，主電路中觸點斷開，電機停止運行。主油箱液位顯示本系統(tǒng)采用IJD型液位控制繼電器對主油箱液位進行監(jiān)測和控制，它是一種新型液面高度電發(fā)訊控制裝置，工作時浮子隨液面升高或降低，當(dāng)液面將浮子升上或降到發(fā)訊位置時，繼電器動作常閉觸點閉合，常開觸點斷開或常閉觸點斷開，常開觸點閉合，以實現(xiàn)自動停機或報警有兩個液位繼電器控制。當(dāng)油液到達高位時，液位繼電器常開觸點閉合，液位高指示燈亮，當(dāng)油液處于低位時，液位繼電器常閉觸點閉合，液位低指示燈亮。同時PXI6514的數(shù)字輸入口對其燈的狀態(tài)進行采集，實現(xiàn)虛擬等的同步顯示?；赑XI總線結(jié)構(gòu)的液壓泵性能測試系統(tǒng)是綜合運用傳統(tǒng)液壓技術(shù)、計算機技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、測試技術(shù)研制開發(fā)的一種綜合試驗檢測裝置。PXI (面向儀器系統(tǒng)的PCI 擴展)是一種由NI公司發(fā)布的堅固的基于PC的測量和自動化平臺。PXI結(jié)合了 PCI的電氣總線特性與CompactPCI的堅固性、模塊化及Eurocard機械封裝的特性發(fā)展成適合于試驗、 測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用的機械、電氣和軟件規(guī)范。PXI擴展性很好，最多可以擴展到255 個機箱和上千個模塊，而且結(jié)構(gòu)可靠，在抗振動、抗沖擊、電磁兼容、便攜性等方面的性能都不錯。同時，PXI總線結(jié)構(gòu)可以完美的結(jié)合虛擬儀器，減少硬件投入，改善實驗環(huán)境，提高測試精度。所以基于PXI總線結(jié)構(gòu)開發(fā)的液壓泵計算機輔助測試系統(tǒng)正成為當(dāng)今工程應(yīng)用、 科研開發(fā)的熱點，代表了未來液壓泵CAT的發(fā)展趨勢_。綜上，研制出一套基于PXI總線結(jié)構(gòu)的虛擬儀器技術(shù)的先進，控制方便，試驗全面的中高壓液壓泵試驗臺的測控系統(tǒng)，為泵的出廠檢查，性能分析提供了一流的平臺，具有較大的使用價值和推廣價值。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，包括被測泵，其特征在于還包括基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機、兩塊NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡和一塊NI PXI-6514工業(yè)級IO卡；所述的基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的AI通道采集被測泵的壓力、溫度、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號，利用所述NI PXI-6238 M 系列數(shù)據(jù)采集卡的計數(shù)器對測試泵流量脈沖信號進行采集，利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的AO通道對試驗臺液壓系統(tǒng)中的比例溢流閥、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥進行控制； 所述的基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機利用所述NI PXI-6514工業(yè)級IO卡對驅(qū)動被測泵的電機運行狀態(tài)，過濾器堵塞，油箱低液位開關(guān)量信號進行采集，同時輸出開關(guān)信號對各類閥、電機進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，其特征在于還進一步包括一塊NI PXI-6251 M系列數(shù)據(jù)采集卡，其包括2路16位模擬輸出、16路模擬輸入、M條數(shù)字I/O線和32位計數(shù)器，其作為系統(tǒng)的拓展卡使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，其特征在于所述控制主機包括供電機箱和控制器，所述供電機箱采用NI PXI-1042Q安靜型8槽通用交流供電PXI 3U機箱，所述控制器采用NI PXI-8106酷銳2雙核2. 16GHZ控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，其特征在于所述利用所述NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡的AO通道控制比例溢流閥來調(diào)節(jié)被測泵的輸出壓力、控制變頻器來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速、控制電動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)被試泵進油口的真空度，該控制信號都是電流型的，且是標(biāo)準(zhǔn)電流Γ20πιΑ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，其特征在于所述的比例溢流閥和NI PXI-6238 M系列數(shù)據(jù)采集卡之間連接有一數(shù)字放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，其特征在于對轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的采集，該該硬件系統(tǒng)采用的是JC轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，配合二次儀表JW-3 扭矩儀實現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，其特征在于所述硬件系統(tǒng)采用^(JD型液位控制繼電器對主油箱和漏油回收油箱的液位進行監(jiān)測和控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用PXI總線技術(shù)的高壓泵性能測試臺的硬件系統(tǒng)，包括基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機、兩塊NIPXI-6238M系列數(shù)據(jù)采集卡和一塊NIPXI-6514工業(yè)級IO卡；所述的基于PXI總線結(jié)構(gòu)的控制主機利用所述數(shù)據(jù)采集卡的AI通道采集被測泵的壓力、溫度、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號，利用CTR計數(shù)器對被測泵流量脈沖信號進行采集，利用該采集卡的AO通道對液壓系統(tǒng)中的比例溢流閥、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥進行控制；利用工業(yè)級IO卡對驅(qū)動被測泵的電機運行狀態(tài)，過濾器堵塞，油箱液位開關(guān)量信號進行采集，同時輸出開關(guān)信號對各類閥、電機進行控制。本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，能高效、精確的完成對高壓泵的性能測試。
文檔編號F04B51/00GK102562564SQ20121000687
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者張偉, 陳傳銘, 陳元貴, 陳淑梅, 黃惠 申請人:福州大學(xué)