1、用途及方案
電液伺服強度系統(tǒng)用于對座椅的骨架、靠背等部件的強度及疲勞測試,同時可以完成部分性能測試。根據(jù)試驗標(biāo)準(zhǔn)的要求。確定如下試驗方案及實現(xiàn)方式。如下為試驗方案示意圖。
系統(tǒng)組成:
數(shù)字伺服控制系統(tǒng)(含軟件) 1套
液壓伺服作動器 (集成位移傳感器) 2套
液壓伺服油源 1套
液壓分油器 1套
MOOG伺服閥 2套
力傳感器 2只
位移傳感器 3只
電氣控制柜 1套
機械框架 1套
其他附件 1套
2、技術(shù)參數(shù)
序號 | 類別 | 要 求 | 精 度 |
1 | 速度范圍 | 0-400mm/s | ±1mm/s |
2 | 控制方式 | 按速度加載,達到規(guī)定的位移和外力后進行下一步動作 | N/A |
3 | 通道控制 | 力與位移可無擾切換 | N/A |
4 | 通道數(shù)量 | 2個液壓伺服控制通道,配置三個數(shù)據(jù)采集通道。 | |
5 | 曲線輸出 | 可同時輸出:力-時間,力-位移,位移-時間,且位移傳感器可與力傳感器整合成力與位移曲線;可輸出速度曲線。 | N/A |
6 | 驅(qū)動載體 | 液壓伺服作動器,行程400mm | N/A |
7 | 力傳感器 | 10KN(2個) | 0.1% FS |
8 | 位移傳感器 | 位移傳感器:行程400mm(3個) | 0.1%FS |
9 | 使用溫度 | 0 to +45°C | N/A |
10 | 動力需求 | AC 380V±10%,120A | |
11 | 保護裝置 | 含力值與位移值上下限保護命令及急停開關(guān) | N/A |
12 | 控制方式 | 電器柜一體化控制 | N/A |
3、設(shè)備構(gòu)成
1)、控制器
控制器選用我公司自主研發(fā)的同時適用于電動伺服系統(tǒng)的伺服控制器,可以按照客戶的測試要求進行靈活配置??刂葡到y(tǒng)主要由進行實時任務(wù)處理的控制器和具有友好界面的PC機人機接口軟件兩部分組成。PC機與控制器通過USB2.0進行連接和高速數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率高達480Mb/s,滿足試驗系統(tǒng)控制的實時性要求。USB2.0接口具有便于接插,使得人機接口軟件同時適用于工控機和筆記本電腦。
控制器后面板 控制器前面板
特點:
基于高速DSP,運算速率高,閉環(huán)頻率單通道達10KHz,兩通道可達2千赫茲
優(yōu)化的PIDF的算法,可以通過系統(tǒng)設(shè)置,假如速度前饋或輔助反饋。
內(nèi)部硬件采用全隔離的方式,抗干擾。
板卡采用歐式插卡方式,便于設(shè)備維護和升級。
軟硬件均基于模塊化設(shè)計,方便通道管理和擴展。
模塊:
模擬信號調(diào)理模塊
用于對位移和力信號進行調(diào)理,并送入CPU進行處理,參與實時的閉環(huán)運算。信號調(diào)理模塊AD分辨率為18位,過采樣可達19位。數(shù)據(jù)采樣頻率為49.152KHz。
數(shù)字輸入輸出模塊
用于開關(guān)量輸入輸出控制,對其他開關(guān)信號進行監(jiān)控,并實現(xiàn)自動停機和緊急停機的功能。
伺服驅(qū)動模塊
用于輸出驅(qū)動驅(qū)動器電壓信號。根據(jù)系統(tǒng)的性能要求進行配備。DA的分辨率為16位,數(shù)據(jù)輸出更新頻率為49.152KHz。
編碼器采集模塊
用于對編碼器的正交信號進行采集和處理,正交信號采樣時鐘10MHz。
步進電機驅(qū)動模塊
用于驅(qū)動步進電機的接口模塊。
性能參數(shù):
參 數(shù) | 規(guī) 格 |
站臺配置 | 最多4個獨立站臺 |
伺服控制 控制通道: 控制模式: 閉環(huán)頻率: |
最多4個 位移、載荷、應(yīng)變或其他信號 6.144KHz |
信號調(diào)理器 分辨率: 速率: |
19位(過采樣) 49.152 kHz |
信號發(fā)生器 頻率范圍: 波形: 時效 |
0.001 Hz到 600 Hz 正弦,方波,三角波,斜坡和其他自定義波形 >1000年 |
模擬輸入 分辨 率: 輸入通道: 輸入電壓: |
16位分辨率 每塊板卡2路或1路輸入(取決于3U或6U板卡) 22V峰-峰值 |
模擬輸出 輸出通道: 輸出電壓: 負載: |
每塊板卡2路或1路輸出(取決于3U或6U板卡) +/-10V 2000歐姆,1000皮法 |
數(shù)字I/O 輸入:
輸出: | 16路輸入/16路輸出(可選) 輸入On電壓 = 2.7-26 V (DC),光電隔離,隔離電壓2500V,輸入阻抗= 2.7K歐姆 集電極開路,30 V (DC) |
氣源 運行/停止觸點輸出: |
1 A DC24V |
電源 輸入電壓: 靜態(tài)電流: |
100-240VAC,47-63 Hz 3A 230 VAC |
2)、人機接口軟件
軟件主界面
此部分主要為客戶提供非常友好的用戶界面,可以對軟件進行配置、參數(shù)調(diào)整、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)庫管理。由以下幾部分組成(可以根據(jù)目前的試驗系統(tǒng)進行界面重新編寫):
1)、建站程序
負責(zé)用來配置控制器的板卡及通道進行配置,用來板卡的標(biāo)定參數(shù)及連接的已知傳感器,以及用來建立不同站臺(即子系統(tǒng)),管理每個子系統(tǒng)的資源利用情況,配合電氣系統(tǒng)完成每個子系統(tǒng)間互相獨立,且互不影響。
2)、操作界面
負責(zé)用來顯示用戶需要實時顯示的數(shù)據(jù)窗口及曲線,控制模式設(shè)定、振動頻率設(shè)置、PID參數(shù)調(diào)節(jié)等參數(shù)設(shè)置。
系統(tǒng)管理器 PIDF調(diào)節(jié)模塊
信號發(fā)生器模塊 計數(shù)模塊
信號發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和隨機波等。頻率范圍為0.001Hz到600Hz
計數(shù)模塊可以對信號發(fā)生的次數(shù)進行計數(shù)。
數(shù)字示波器模塊 數(shù)據(jù)記錄模塊
數(shù)字示波器可以對選擇信號實時進行顯示,功能類似于物理示波器。
數(shù)據(jù)記錄把選擇的通道進行數(shù)據(jù)記錄,設(shè)置記錄頻率,數(shù)據(jù)格式為txt格式,便于客戶導(dǎo)入到EXCEL中進行后續(xù)的分析處理。記錄數(shù)據(jù)頻率為6.144KHz
信號顯示器 流程編輯器
信號顯示器可以顯示系統(tǒng)中所有的信號。用戶可以隨意添加、刪除和修改。顯示類型為:瞬時值、值/最小值、峰谷值、平均值、有效值等。添加信號的個數(shù)不受軟件的限制。
流程編輯器可以根據(jù)自己的試驗步驟定義試驗流程,可以實現(xiàn)自動啟停油源、切換控制模式、調(diào)節(jié)信號發(fā)生器頻率等軟件包含的功能都可以在流程中進行調(diào)用,為客戶可以定義自己試驗流程提供了方便的接口。
標(biāo)定模塊
分為傳感器標(biāo)定和板卡標(biāo)定。標(biāo)定參數(shù)以虛擬TED的方式保存,便于軟件調(diào)用以及系統(tǒng)移植。
3)、液壓伺服作動器
采用自主設(shè)計的伺服作動器,額定推力10KN
工作壓力:21MPa
雙出桿活塞結(jié)構(gòu):行程±200mm(400mm總行程)
活塞、活塞桿表面鍍硬鉻,并進行表面拋光處理
內(nèi)置磁致伸縮位移傳感器,非接觸式測量。
4)、伺服閥
選用美國MOOG公司G761系列高性能二級流量伺服閥,充分保證作動器具有良好的動態(tài)響應(yīng)性;
流量20L/min(壓差7Mpa時),21MPa壓力;
作動器直接集成伺服閥座,結(jié)構(gòu)緊湊;
5)、液壓伺服油源
總流量70L/min,壓力21Mpa,總功率37kW,過濾精度3µ;
采用成熟技術(shù),按標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元生產(chǎn)制造,性能穩(wěn)定;
油泵電機組:2套
1套70L/min油泵電機組
油泵選用進口高壓油泵,采用漸開線內(nèi)嚙合齒輪傳動,軸向和徑向聯(lián)合加壓, 噪音低,具有優(yōu)良的耐久性和長壽命;
三相交流電機驅(qū)動,配置減振裝置(選用減振墊),以減小振動和噪音;
各油泵吸油口配置吸油過濾器及手動截至閥,便于調(diào)試和維修;
過濾系統(tǒng):
三級過濾,過濾精度3μ,保證伺服閥在高清潔度的環(huán)境下工作;
帶堵塞發(fā)迅報警裝置(DC24V),具有濾油器堵塞報警功能;
配置直列式水冷卻器,與回油管路相連,進行泵站的集中冷卻;
集中回油式水冷卻器,所有作動器的回油系統(tǒng)集中后經(jīng)過冷卻器冷卻流回油箱;
冷卻水用戶自備:壓力≥0.5MPa,流量≥40m3/h。
伺服油箱:全封閉油箱,配置溫度測量、空氣過濾、油位顯示等裝置;
泵站電氣控制系統(tǒng):
配置獨立式電氣控制柜,標(biāo)準(zhǔn)單元化設(shè)計制造,實現(xiàn)泵站系統(tǒng)的電氣控制功能;
電源:總功率37kW,AC380,50Hz,三相五線;
低壓延時順序控制油電機啟動,有效減小啟動沖擊,保證系統(tǒng)長期可靠工作;
配置泵站遠程控制箱(DC24V),遠程放置在試驗臺附近或控制室內(nèi),實現(xiàn)泵站的遠程控制與 監(jiān)控(油泵開/停、高/低壓切換、濾油器堵塞報警、液位過低報警、急停等),并直接與控制系統(tǒng)對接,由控制系統(tǒng)實現(xiàn)對泵站系統(tǒng)的管理。
6)、液壓分油器
通過流量:100L/min,壓力21MPa,過濾精度3μ;
作為連接油源與作動器系統(tǒng)的中繼站,進一步保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及液壓油的清潔性;
配精密濾油器帶堵塞發(fā)訊器(DC24V);
進/回油口配置蓄能器進行穩(wěn)壓;
配置液壓輸入/輸出接口(美國Park) 4路。
7)、位移傳感器
選用拉線位移傳感器,編碼器信號輸出,型號:STS-A-P-500。
8)、力傳感器
選用美國Interface的1100系列疲勞級力傳感器,量程:10KN,精度0.1% F.S.
9)、電氣控制柜
1、控制柜本體
選用19”鋁合金框架標(biāo)準(zhǔn)控制柜,堅固、美觀大方,電磁屏蔽性能優(yōu)良。
顯示器和鍵盤通過多自由度支架進行調(diào)節(jié)。
2、電腦系統(tǒng):采用研華IPC610H工控機。
3、UPS:APC 1000VA ups,ups的狀態(tài)可以通過伺服控制器進行監(jiān)控,當(dāng)UPS工作狀態(tài)不正常時,設(shè)備可以自動停機。
4、電氣控制盒:包含直流電源,繼電器板,控制開關(guān)動作,急停功能使用德國Pilz安全繼電器實現(xiàn)。
5、接插件:電氣連接器均采用美軍標(biāo)接插件或雷莫系列接插件。
9)、機械框架
機械框架選用鋼結(jié)構(gòu)框架和六自由度調(diào)整結(jié)構(gòu)組合而成,機械強度高,調(diào)整方便。
三、供貨周期
1、供貨周期為簽訂合同后90天。
2、交貨地點:
3、質(zhì)保期:12個月