1.1 概述

液壓傳動(dòng)技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分，而且液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說是一門新技術(shù)，隨著流體力學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓傳動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)技術(shù)、機(jī)電一體化的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，并且在工業(yè)生產(chǎn)、設(shè)備控制等方面都得到了廣泛應(yīng)用。液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)是生產(chǎn)和開發(fā)液壓元件和液壓系統(tǒng)的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備。傳統(tǒng)的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)容固定、控制方式單一。

隨著液壓技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的缺陷愈來愈明顯，已不能很好地適應(yīng)生產(chǎn)和研究的需要。為了可以更好的適應(yīng)教學(xué)的發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，以及滿足現(xiàn)代科研的需求，在傳統(tǒng)液壓試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，加入PLC先進(jìn)控制技術(shù)，構(gòu)建了由PLC作為下位機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，由PC作為上位機(jī)在線監(jiān)控的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液、計(jì)算機(jī)的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)處理的自動(dòng)化，實(shí)時(shí)監(jiān)控等。采用了由PLC控制技術(shù)來控制液壓試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)控制響應(yīng)快、智能化，學(xué)生不僅可以根據(jù)需求搭建各種液壓回路或液壓系統(tǒng)，還可以獨(dú)立的進(jìn)行液壓設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、編寫PLC程序、等，有利于提高學(xué)生在機(jī)電液計(jì)算機(jī)綜合控制等方面的綜合能力。

1.2液壓傳動(dòng)的發(fā)展及其研究對(duì)象

液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，可追溯到17世紀(jì)帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，開始奠定了流體靜壓傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)。從18世紀(jì)末英國制成了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，已經(jīng)有近300年的歷史，但真正的發(fā)展只是在第二次世界大戰(zhàn)后，液壓技術(shù)由軍用工業(yè)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，而我國的液壓工業(yè)只經(jīng)過40余年的發(fā)展，就已經(jīng)形成門類齊全、有一定的技術(shù)水平并初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系，其生產(chǎn)的液壓產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防等各個(gè)部門。

近20年來，我國液壓工業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，科研攻關(guān)，產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)飛快發(fā)展，設(shè)計(jì)生產(chǎn)了許多新型的液壓元件。此外通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（Computer Aided Design，簡(jiǎn)稱CAD）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（Computer Aided Translation，簡(jiǎn)稱CAT）、污染控制、故障診斷、機(jī)電一體化等方面研究成果的應(yīng)用，液壓技術(shù)水平得到很大的提高。當(dāng)前液壓技術(shù)正向著高效率、高精度、高性能等方向發(fā)展；液壓元件向著體積小、重量輕、微型化和集成化、易維護(hù)的方向發(fā)展。因此急需加速人才培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新，使我國液壓工業(yè)盡早達(dá)到世界先進(jìn)水平。

液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展旨在研究液壓系統(tǒng)各類元件結(jié)構(gòu)、作用、工作原理、應(yīng)用方法，以及組成液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)。人們經(jīng)過理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，能夠很快的掌控液壓傳動(dòng)設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)及操作。

1.3液壓試驗(yàn)臺(tái)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著液壓技術(shù)、控制理論、微型計(jì)算機(jī)、測(cè)量測(cè)試技術(shù)、教學(xué)信息處理、可靠性技術(shù)的發(fā)展，新的液壓試驗(yàn)臺(tái)已朝著高速、高效、智能化、多功能化、多樣化的液壓計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）方向發(fā)展，早期按照“傳感器+模擬二次儀表”的模式組成液壓設(shè)備試驗(yàn)系統(tǒng)已停產(chǎn)或停止使用，基于虛擬儀器技術(shù)的液壓CAT系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于新的液壓試驗(yàn)臺(tái)制造及應(yīng)用。采用的計(jì)算方法有平均值濾波法、中值濾波法、自適應(yīng)濾波法、新型PID算法等。采用有VB6等應(yīng)用軟件開發(fā)液壓CAT實(shí)驗(yàn)軟件。由于原有設(shè)備的陳舊或故障面積太大，僅發(fā)現(xiàn)用MCS-51單片機(jī)技術(shù)對(duì)舊式液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)重新開發(fā)與利用，因此，很少發(fā)現(xiàn)采用液壓計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）對(duì)舊式液壓試驗(yàn)臺(tái)重新開發(fā)與利用，對(duì)舊式液壓試驗(yàn)臺(tái)重新開發(fā)與利用有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1.4課題來源與研究意義

本課題是在QCS-014液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上完成電氣控制系統(tǒng)的研究，使其成為由PLC控制，并能將液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力、流量變化數(shù)據(jù)和各電器狀態(tài)信號(hào)經(jīng)單片機(jī)組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(下位機(jī))轉(zhuǎn)換后傳送給上位PC機(jī)，PC機(jī)通過編好的相應(yīng)的操作界面對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真與數(shù)據(jù)處理，形成控制手段先進(jìn)、實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)良、基于虛擬儀器的完成數(shù)據(jù)采集處理的新型實(shí)驗(yàn)設(shè)備。該系統(tǒng)在滿足系統(tǒng)功能的條件下，價(jià)格低廉、操作方便，滿足開設(shè)設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的需要，有利于學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并為科研工作創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)條件。

1.5 主要研究工作

本課題主要研究的內(nèi)容是進(jìn)行液壓試驗(yàn)臺(tái)的PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，流量信號(hào)、電器狀態(tài)反饋信號(hào)等試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下：

（1）PLC 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

（2）液壓試驗(yàn)臺(tái)PLC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。

關(guān)健字： 液壓試驗(yàn)臺(tái) 液壓測(cè)試臺(tái) 葉片泵試驗(yàn)臺(tái) 液壓泵馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái) 齒輪泵試驗(yàn)臺(tái) 液壓軟管試驗(yàn)臺(tái) 多路閥試驗(yàn)臺(tái) 電磁閥測(cè)試臺(tái) 液壓閥試驗(yàn)臺(tái) 液壓油缸試驗(yàn)臺(tái)