推薦一款電氣軟件協同的臥式拉力試驗

      拉力試驗機是一種集機械、液壓、電氣、軟件設計于一體的綜合性試驗儀器。電氣設計不能只局限于電氣，要與軟件設計、機械設計一起協同設計，秉持先軟件、后電氣、再機械的設計原則，多引用新技術、新理念，設計出功能多、成本低、效率高的產品。

   為某研究所設計制造了一臺臥式拉力試驗機，該機采用拉壓單空間結構，液壓缸加荷、負荷傳感器測力、微機控制顯示并打印輸出試驗結果。這款拉力試驗機拉伸和壓縮功能采用兩個不同的試驗軟件。

1、傳統電氣設計方案

拉力試驗機電氣部分主要功能包括油泵電機開關、油缸活塞前進后退限位、加速開關、差動準備開關、自動冷卻、高溫報警、液位報警和濾油器報警等。

    按照傳統電氣設計理念，可設計出如圖1所示電路。當油缸活塞前進或后退到極限位置時，接近開關動作，油泵電機停機保護;自動冷卻由電接點溫控表的觸點控制實現;加速功能和差動準備功能由兩個電磁換向閥和兩個電磁溢流閥來實現。

    由圖1可知:

   (1)當油缸活塞前進或后退到極限位置時，限位保護油泵電機停機。想重新啟動油泵就要先解除活塞的限位狀態，因此限位機構必須是可調整的。調整限位機構位置，解除限位狀態，啟動油泵，調整活塞位置，限位恢復原位。

   (2)自動冷卻控制是當電接點溫控表ST1的上觸點達到設定溫度時開始冷卻，當溫度由高到低降至ST1的下觸點設定溫度時，自動冷卻停止。

   (3)由于拉力試驗機有拉伸和壓縮兩套試驗軟件。拉伸和壓縮試驗時油缸活塞的加載方向是不同的，對應的油源管路也不同。當拉力試驗機進行拉伸試驗時，電磁換向閥YVl處于斷電狀態，當拉力試驗機進行壓縮試驗時，電磁換向閥YV1處于通電狀態。電磁換向閥YV2是控制差動準備的，當拉力試驗機軟件處于調整狀態時。拉伸調整狀態下的前進差動時YV21通電，拉仲調整狀態下的后退差動時YV22通電，當壓縮調整狀態下的前進差動時YV22通電。壓縮調銘狀態卜的后退差動時YV21通電;調整狀態下的前進后退時電磁溢流閥YV3始終帶電，當加速開時電磁溢流閥YV4通電。

2、問題

    通過設計這款拉力試驗機發現了一些問題:

   (1)可調整限位機構需要在機械設計上增加一些部件，而且每次限位保護解除后都需要幣新啟動電機。

   (2)自動冷卻控制的電接點溫控表由于油源生熱緩慢，溫控表指針上升緩慢，指針會出現來回振動，導致由其所控制的電路會出現頻繁的通電斷電。

   (3)電磁閥聽有使用情況均在拉力試驗機軟件的開環調整狀態下使用。當操作拉力試驗機時.首先根據所做的試驗進行拉伸壓縮方向的選擇.即旋動SA進行選擇。當使用加速或差動準備時，需要判斷軟件是否在開環調筷狀態下，然后再打開加速開和差動準備開，當做試驗時一定要在確認加速和差動都關閉的情況下才可以點擊試驗開始。否則會導致試驗失敗。

3、解決方案

就以上問題，濟南萬測提出如下解決方案:

   (1)油缸活塞限位保護時油泵電機停機，還可以通過控制伺服閥輸出來實現限位保護將接近升關的限位信號傳給計算機，由計算機控制伺服閥的動作，限位時限位方向伺服閥不可輸出，反方向伺服閥可輸出動作。

   (2)將冷卻開始的觸點信號傳給計算機，計算機通過定時檢測此信號判斷是否進行冷卻，當接收到開始信號后，再由軟件發出指令控制冷卻裝置。自動冷卻的關閉與此過程相同。

   (3) 根據油路控制需要.采取了如下方法(見圖2):

    當選擇拉伸或壓縮試驗軟件時，直接給電磁換向閥YVl一個信號，拉伸時則不通電，壓縮時則給YVl通電。這樣就可以去掉旋鈕SA，簡化部分電路。

    當需要使用加速和差動時，按鈕不直接控制電磁換向閥和電磁溢流閥。而是將加速開關和差動準

備開關的信號傳遞給計算機。由計算機來判斷此時是拉伸狀態還是壓縮狀態，是調整狀態還是試驗狀態，油缸活塞是前進還是后退.由此給相應的電磁閥通電或斷電。

    最終設計出如圖2所小電路圖.該設計實現了拉力試驗機要求的所有控制功能而且操作簡易快捷。

4、結束語

  傳統的電氣、軟件、機械的分離設計，復雜功能難以實現，方案修改工作量大，成本高，不符合現在拉力試驗機的設計要求。電氣、軟件、機械的協同設計，在軟件設計優先、其次電氣設計、最后機械設計的原則下，提高了設計速度，降低了成本，符合機電一體化的設計趨勢。