基于LabVIEW的组合式液压实验台通用测试平台

1、第27卷第7期 2008年7月实验室研究与探索RESEARCH AND EXPL0lRATION IN LABORATORYVoI.27No.7 Jul.2008基于LabVIEW的组合式液压实验台通用测试平台陈远玲, 李中山, 黄炳琼, 秦钢年(广西大学机械工程学院,广西南宁530004摘 要:采用虚拟仪器技术,以LabVlEW为平台,结合组合式多功能液压实验台的特点,开发了一套计 算机辅助测试系统。该系统不仅能满足常见的几个验证性实验的测试要求,同时面向学生的设计性、创 新性实验,具有较好的通用性、灵活性和扩展性,为学生素质培养提供了一个良好的技术平台。关键词:LabVIEW;液压实验;计

2、算机辅助测试;通用性;灵活性中图分类号:G482文献标识码:A 文章编号:10067167(200807007203Versatile Measurement and Control System forAssembled Hydraulic Experimental PIatfOrm Based on LabVI EWCHEN Yuanling,LI Zhongshan,HUANG Bingqiong, Qm G0增一nian(College of Mechanical Engineering,Guangxi University,Nanning 530004,ChinaAbstract:A

3、 computeraided system of hydraulic measurement and control was set up to fit the multifunctional hydraulic instrument.The systemis based on virtual instrument relying on LabVIEWs operative platform.It can not only meet the requirementsof common experimental testing,but also supply the module of meas

4、urement and control for the expefi-ment.It is a versatile,flexible technological platform for student quality cultivation.Key words:LabVIEW;hydraulic experiment;CAT;versatile;flexibleCLC number:G482Document code:A Article ID:10067167(200807一0072031引 言虚拟仪器技术比传统的电子仪器更为通用,在组 建和改变仪器的功能和技术性能方面更为灵活、更为 经济。

5、虚拟仪器以软件为核心,其软件又以美国NI 公司的LabVIEW虚拟仪器软件开发平台最为常 用【2引。我们在原有实验台的基础上,引入先进的 虚拟仪器技术,以LabVIEW软件为工具,依据液压课 程实验教学大纲,开发研制了液压实验台的测试与控 制系统。2硬件系统2.1组合式液压实验教学平台收稿日期:20080102作者简介:新世纪广西高等教育教学改革工程(编号:242作者简介:陈远玲(1964一,女,广西柳州人,副教授,主要从事液 压传动与控制方面的教学和科研工作。glil:c如dI 5 Tel.我校液压实验室购买的快速组合式综合实验台, 由泵站、带卡槽的插件板.以及各种

6、带快速接头的液压 元件和各种长度的带快速接头的胶管,学生可自己动 手,快速地搭建实验系统,组合出数十种液压功能回 路。2.2测控系统主要由各种传感器(含变送器、行程开关、信号 调理电路、继电器、数据采集卡、PC等硬件组成。图I 为测控系统硬件组成框图31】【引。传感器选用AK-4型压力传感器,测量范围为0. 10MPa,输出电压为0-SV。LWGY-6流量传感器,输出 电压为0.12V。BK-2F型转矩传感器输出电压为0-5 V。SR0005.1B转速传感器输出电压为0-5V。选用研 华pcL-818L型采集卡用于数据采集和输出数字信号 实现对电磁阀开关动作的控制。3软件设计软件按模块化设计。

7、其中包含常规的验证性实验 万 方数据第7期 陈远玲,等:基于LabVlEW的组合式液压实验台通用测试平台 73各类传感器 电磁换向阀各 流 电 泵(电磁铁点 量 动 输 f开 f关压 机 出 J继电器端子J力 转 转,速. ,矩, tl研华pcL一818L多功能数据采集卡±.叫接口1.1打印机|工 叫接口I 叫显示器l控机 叫接口I 叫键盘l叫接口l 叫磁盘1图1测试控制系统硬件组成模块,也包含了设计性实验模块。验证性实验包括:液 压泵性能实验、溢流阀静动态特性实验、节流调速回路 性能实验。设计性实验由学生自行设计,自选元件,自 己接管,自行调试、测试和分析。常做的有多缸顺序动 作控

8、制回路,速度换接回路,差动连接回路,双泵供油 回路,卸荷回路,多级调压回路、平衡回路等等。3.1验证性实验软件设计I儿引各验证性实验都有固定的测试项目。测试模块的 软件设计依据这些固定的测试内容设计。兹以液压泵 性能测试为例介绍软件系统的前面板以及框图程序。 虚拟仪器操作面板是测控系统与用户交流信息的 桥梁,通过面板上的按钮、开关以及显示窗口可以很 方便地观察实时检测的结果以及操作控制系统的工作 情况。液压泵性能试验的测控前面板如图2所示,主 要包括压力、流量、转矩、转速等参数的实时显示;压力 流量特性曲线、压力效率曲线显示;采集数据及其计算 参数结果显示;采样设置以及试验操作按钮等。图2泵性

9、能测试前面板程序运行以后,程序会显示系统的日期、时间,操 作者可以输入自己的姓名,并且可以进行采样设置。 实验过程中,可以直观观察压力、流量、转矩几个主要 参数的变化情况。点击“数据采集”按钮,可以采集并 显示压力、流量、转矩、转速以及计算得到的容积效率、 总效率等数据,并且显示相关的特性曲线。测试过程 中可以随时的点击“复位”按钮,系统会把各种数据以 及特性曲线显示初始化。得到满意的数据以后,点击 “保存实验数据”按钮,系统会以电子表格的文件格式 将数据保存在程序的目录下。操作者可以点击“打印 结果”按钮把相关的数据以及曲线打印出来存档。 主程序框图面如图3所示。在框图程序中,从左 到右,从

10、上倒下依次为(1复位模块;(2保存模块; (3打印模块;(4通道设置模块;(5采集流量模块; (6图形、实验数据显示模块。图3泵性能测试主程序框图3.2设计性实验软件设计M】【”设计性回路主要涉及对电磁阀的控制,以及各种 回路压力的动态响应,流量、速度的测量等。因此显示 模块包括电磁阀的控制模块、压力一速度模块、压力.时 间模块、速度-时间模块等,操作者可根据需要在这些 模块中切换。对电磁阀的控制分手动控制和自动控制两种方 式。手动控制是指在操作面板上手动按下按钮,由计 算机控制电磁铁的动作。这种方式主要用于动态特性 实验。自动控制的信号则来自行程开关。选择自动控 制方式时,操作界面如图4所示

11、。操作者首先根据设 计要求设定各个电磁阀和行程开关的动作顺序,然后 点击“开始运行”按钮,各个控制元件会顺次运行。 如果需要计算活塞的行进速度,可装上行程开关, 当活塞触发行程开关时。计时”栏里就显示运行时间。 “行程距离”由操作者在操作界面上输入,运行时间由 软件中的计时模块测出。由此得出液压缸运动的平均 速度。这种设计方法,在满足本科生一般的实验要求 的基础上,可免去位移传感器,降低了设备成本。 万 方数据74实验.室研究 与探 索 第27卷 4结 语图4设计性实验前面板特征。因此也为学生提供了一个良好的综合训练平台。图5设计性实验主程序框图(1本测试系统操作界面直观、友好,数据存储方 参

12、考文献(References:便,可打印输出。(2系统不仅能满足常见的几个验证性实验的测 1李光提李汝莘康景峰基于虚拟仪器技术的液压泵试验测控系试要求,同时还能面向学生的设计性、创新性实验,较E2芸纂鬈篙:#尝拿茎翥蓑:=琶压测试系统设计,流好地发挥了组合式实验台的特点。学生不但可以搭建 体传动与控制,2007(6. 出自行设计的液压回路,还能方便地对自己设计的回 32黄建龙,刘明哲等.液压综合试验台及其监控系统的研究J,液 路进行性能测试和分析。压与气动,2007(Io.(3实验平台为软硬件系统提供了很好的扩展接 4李光提_虚拟仪器在QCS003型液压实验台上的开发及应用口。随着实验台硬件配

13、置的进一步扩展,测控软件还 黑芸妻套磐嚣蓑嚣二篡拼装cAT实验台.液需要不断地完善。压与气动,2007(10. (4将虚拟仪器技术应用于液压实验检测系统, 6雷振山.LabVIEW7E,p。实用技术教程M.北京:中国铁道集液压技术、电子电路技术、传感检测技术、计算机控 出版社,2004.制技术等众多技术于一体,具有显著的机电液一体化C7Roben HBis“。PLa“V1Ew7ExPress实用教程M北京:电子工业出版社.2006.(上接第71页参考文献(References:倪应华.虚拟现实技术在Authorware课件中的应用J.微机发展,2003。13(11:57-58.方桂花.刘龙样,

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