二、實驗設備特點
1. 系統全部采用標準的工業用液壓元件,使用安全可靠,真正工業化。所有液壓閥均應采用國際先進的力士樂技術液壓元件,性能參數應完全符合工業應用標準;
2. 具有多樣化的實驗控制方式。實驗回路具有機械控制、傳統的繼電器控制、先進的PLC自動控制等多種控制技術,能讓實驗者全方位、多層次的深入了解液壓系統的控制多樣化,以鍛煉學生的靈活應用能力;
3. 實驗設備具有很好的擴展性能。實驗設備中的元器件采用標準化轉換接頭,其配置方案可根據具體的實驗要求進行選配,即實驗臺具有很好的增減兼容性;
4. 可編程控制器(PLC)能與PC機通訊。系統具有自動化控制、在線編程監控及故障檢測功能,能運用PC機與PLC對液壓控制系統進行深入的二次開發;
5. 有豐富的教學仿真軟件。能對常用的典型液壓回路進行仿真/監控,并能在監控屏幕上以圖片顏色區分或文字形式,直觀清晰地顯示出每一個閥心的動作、流體流向、壓力、執行元件動作情況。
6. 配備先進的高精度測量儀器,如高穩定性的數據測量儀器等;
7. 具有穩定可靠的液壓供油系統。液壓油泵的運行噪聲達到國家允許的標準限,液壓供油系統絕對安全可靠;
8. 整個實驗臺具有高的安全性。實驗臺設計符合國家安全標準,所有電氣控制均有接地保護、過載保護、短路保護、漏電保護、缺相及相序保護裝置等功能,具有較高的安全使用性能。
三、實驗設備(裝置)組成部份
實驗設備(裝置) 包括:實驗工作臺、液壓泵站、液壓元件、電氣控制單元、數據采集系統等幾部分。
1. 實驗工作臺
實驗工作臺采用平臺式與立式相結合的鋼質結構,配集油槽,表面噴塑,結構牢固可靠,平臺采用鑄鐵開“T”型槽口方式,便于液壓閥安裝,并備有螺絲固定;液壓油路應采用帶開閉式快換接頭的高壓油管,能方便地隨意地按照實驗原理圖搭接實驗回路。液壓缸可方便放置于立式平臺上,泵控馬達系統置于平面平臺上。
工作臺尺寸:長×寬×高=1580mm×750mm×1800mm
2. 液壓泵站
低噪音的工業用的液壓泵站(噪聲<65分貝),油箱容積120L;液壓泵站采用定量葉片泵、變量柱塞泵以及蓄能器。系統額定工作壓力:10.0Mpa。
(1)電機—泵裝置(2臺)
變量柱塞泵+驅動電機(7.5KW)1套
公稱排量: 25.0ml/r
額定壓力:10MPa
電源: AC380V ±10%,50Hz
定量葉片泵+驅動電機(3KW)1套
公稱排量:10ml/r
額定壓力:10MPa
電源AC380V ±10%,50Hz
(2)冷卻器:1臺
系統冷卻采用風冷方式,有效排除油溫過高影響實驗精度的問題。
(3)油箱:公稱容積120L;附有液位、油溫指示計,濾油器等。

3. 液壓元件
比例執行機構:電液比例換向閥,額定壓力大于10MPa,流量45L/min;雙作用液壓比例缸,額定壓力大于10MPa,行程200mm;液壓馬達BMM1-20,扭矩傳感器,量程±20N.m,精度1.0%;加載液壓泵CBB10;比例調速閥,電磁換向閥,溢流閥,減壓閥,順序閥,調速閥等。液壓元件均配有液壓油路底板,附有快換接頭,方便元件固定,油路搭接。
4. 電氣測控單元
(1)可編程序控制器(PLC)---日本三菱PLC,FX3SA-20MR,I/O口20點,繼電器輸出形式,電源電壓:AC 220V/50Hz,控制電壓為DC24V;PLC可同步控制虛擬軟件中3D液壓執行模塊(如挖掘機等)仿真實驗;
(2)繼電器控制單元---繼電器控制設置手控、自動兩總控制方式,控制電壓為DC24V,使用安全可靠;
(3)強電控制---實驗臺強電控制部分隱藏于電氣控制柜中,電路應設有過載保護、短路保護、接地保護等功能,使用安全可靠;
(4)控制電路---所有控制電路均為DC24V控制,且控制直流電源自帶短路保護,外部連接控制導線均為高絕緣保護的連接導線。
實驗臺操作平臺采用定制鑄鐵操作平臺,材質為高強度鑄鐵HT250,硬度在HB170-240.鑄鐵平臺經過兩次人工退火,具有不易磨損、耐高溫、耐腐蝕等特性。

6. 數據采集系統
(1)測試用傳感變送器
1)壓力傳感變送器 精度等級:0.2級 量程:0-10Mpa 4只;
2)渦輪式流量傳感器 精度等級:0.5級 量程: 40L/min 1只;
3)扭矩轉速傳感器變送器 精度等級:1.0級 量程:±20N.m 1只;
4)溫度傳感變送器 精度等級:0.5級 量程:-10-150攝氏度 1套;
5)位移傳感變送器 精度等級:0.2級 量程:0-200mm 1套。
6)力傳感變送器 精度等級:0.2級 量程:0-2000N 1套。
(2)數據采集系統
數據采集系統采用的是阿爾泰16位精度、32通道的AD輸入,4通道DA輸出,作為數據采集板卡;配置的傳感器都是精度等級在0.5級以上的高精度傳感器(壓力傳感變送器、渦輪式流量傳感器、溫度變送器、位移傳感器變送器、功率變送器等),各傳感變送器都帶標準信號輸出,傳感器外部連接電纜均使用屏蔽效果良好的專用電纜,保證了數據采集的精度。數據采集軟件對這一系列傳感器的輸出信號進行數據采集,并實時描繪相關的曲線,生成實時數據報表,繪制任意XY軸的動態曲線,并且有曲線打印功能,數據報表保存打印功能,各個傳感器參數設置功能等等。實現計算機智能數據采集、分析、處理、數字顯示、曲線自動生成及實時監控等功能,符合未來液壓控制的發展趨勢。
(3)主流品牌計算機:多核CPU,內存8G,硬盤1T,19寸液晶顯示器
四、實驗臺應完成的主要實驗項目
一)常用液壓元件的性能測試
1) 溢流閥的特性測試
2) 節流閥速度負載特性測試
3) 調速閥的特性測試
4) 減壓閥的特性測試
二)液壓系統回路實驗:
1)壓力控制回路:
2)減壓回路:
3)卸荷回路:
4)卸壓回路:
5)速度調節控制回路:
1.采用節流閥的進油節流調速回路;
2.采用節流閥的回油節流調速回路;
3.采用節流閥的旁路節流調速回路;
4.采用調速閥的進油節流調速回路;
5.采用調速閥的回油節流調速回路;
6.采用調速閥的旁路節流調速回路;
7.用變量泵和液壓缸組成的容積調速回路;
8.調速閥并聯的二次進給回路;
9.調速閥串聯的二次進給回路;
10.差動連接增速回路;
6)同步回路:
7)方向控制回路:
8)鎖緊回路:
9)順序回路:
10)平衡回路:
11)緩沖回路:
三)數據采集系統實驗:可進行實驗數據采集、分析、處理、即時顯示、實驗曲線自動生成等功能實驗。
四)學生自行設計、組裝的擴展性液壓回路實驗
五)液壓系統設計實驗
六)電液比例液壓測控實驗:
1)電液比例閥靜態特性試驗:空載流量與輸入電流、壓力增益、流量飽和、內泄漏、零點分辨率、零飄等。
2)電液比例閥動態特性試驗;
3)電液比例力控制系統動態性能實驗(閥控缸);
4)電液比例位置控制系統動態性能實驗(閥控缸);
5)電液比例調速閥的馬達調速、加載實驗(泵加載);
6)經典數字PID 控制實驗:PID 控制參數對系統動態特性影響、PID 控制器的結構組合形式、積分分離PID控制器。