基于虚拟仪器技术的电磁阀综合特性测控系统

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第31卷 第2期 仪 器 仪 表 学 报 Vol.31 No. 2 2010年2月 Chinese Journal of Scientific Instrument Feb. 2010

基于虚拟仪器技术的电磁阀综合特性测控系统

郭北涛，柳洪义，曹 阳，罗 忠，王 菲

（1 东北大学机械工程与自动化学院 沈阳 110004;

2 沈阳化工学院 沈阳 110142）

摘 要：传统的电磁阀综合特性测试劳动强度大,效率和测试精度都较低，为了克服这一不足，介绍了一种基于虚拟仪器技术的电磁阀综合特性测控系统。该系统实现了电磁阀综合特性的各项测试和测试过程中的自动控制，大大提高了电磁阀综合特性测试的测试精度和效率。简要说明了电磁阀综合特性试验的内容；介绍了流体试验台架；设计了采用虚拟仪器技术开发的测试系统软件和硬件部分；给出了实现大范围且高精度压力测量的压力分级测量方法；最后提出了测控系统实现精确压力控制的控制策略并通过具体的测试结果给以验证。 关键词：电磁阀；测试；控制；虚拟仪器技术

中图分类号：TP206 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：420.40

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Measurement and control system for comprehensive performance of

solenoid valve based on virtual instrument technique

Guo Beitao1,2, Liu Hongyi1, Cao Yang1, Luo Zhong1, Wang Fei1

(1 School of Mechanical Engineering & Automation, Northeastern University, Shenyang 110004, China;

2 Shenyang Institute of Chemical Technology, Shenyang 110142, China)

Abstract：Traditional test methods for comprehensive performance of solenoid valve are characterized as inten-sive labor, low efficiency and poor accuracy. In order to avoid these shortcomings, this paper presents a meas-urement and control system for comprehensive performance of solenoid valve based on virtual instrument tech-nique. The system is able to test all the contents of comprehensive synthetic performance and control the test pro-cedure automatically. Test efficiency and accuracy are improved. In this paper, the contents of synthetic perform-ance test are explained and a hydraulic test bed is introduced. Software and hardware based on virtual instrument

technique are designed. A pressure step-measuring method with large range and high accuracy is given. At last, the strategy of accurately controlling pressure is discussed and is verified by experimental results. Key words：solenoid valve; measurement; control; virtual instrument

1 引 言

电磁阀具有结构简单、外形尺寸小且响应时间短等优点，已成为工业控制系统中重要的执行元件，其性能好坏直接关系到整个系统的安全性及可靠性。因此，电磁阀综合特性的测试是电磁阀研发和生产中必不可少的重要环节。传统的电磁阀综合特性测试劳动强度大、效率和测试精度都较低，而随着科技的发展，对电磁阀产品要求越来越高，其产品的更新换代速度也越来越快,

所以制造高精度电磁阀的需求及研发和生产周期的缩短使得依托采用计算机自动检测电磁阀成为电磁阀研制和

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生产单位的首选。

电磁阀综合特性测试的测试项目多，其测试系统复杂且要求高可靠性和柔性。国际上有较为先进的电磁阀检测设备，可实现对各种型号电磁阀的高精度和高效率自动测试。不足之处是这类检测设备的价格昂贵且设备供应周期和后期维护都较困难，而目前国内则鲜有对同类课题的报道，因此，我们与中国电磁阀国家标准起草单位合作，共同研制开发了一种基于虚拟仪器技术的电

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磁阀综合特性测控系统。该系统实现了电磁阀综合特

性的各项测试和测试过程中的自动控制,可大大提高电磁阀综合特性测试的测试精度和效率，并降低了测试成本, 可以应用于实际生产检测以及新产品研发测试，并对推动该企业电磁阀的生产及电磁阀行业的发展起着重要的作用。

2 电磁阀综合特性测试的各项指标和要求

电磁阀的综合特性测试包括2部分：出厂检测和新产品开发性能检测试验。出厂检测包括：动作检测（包括低压动作试验和高压动作试验）、密封检测和泄漏检测（包括低压泄漏试验和高压泄漏试验），这些检测是在电磁阀出厂时进行的，检测合格后方可出厂；新产品开发性能检测试验包括：额定流量系数(Kv值)试验、流阻试验、寿命试验和响应时间试验，这些试验是在开发新产品时进行的，用于检测新产品的参数及性能，检测合格后方可正式投产。

电磁阀综合特性检测系统需要完成多种类型、多个尺寸系列电磁阀的多个试验项目的测试工作，要求测控系统应能提供各项特性测试所需较宽范围的压力和流量的试验条件且兼顾节约能源的需求；自动测控系统应能实时显示出被测阀前后的压力和流体回路流量曲线；能够监视和控制流体回路设备的工作状态并可对系统进行安全保护；能够根据需要实现试验数据的保存和打印。

图1 流体回路结构

Fig.1 The Structure of fluid circuit

3 电磁阀流体试验回路

电磁阀综合特性测控系统分别根据电磁阀的油、水、空气不同的工作介质设计了不同的流体回路。本文以工作介质为液压油的流体回路进行说明，所设计的流体回路如图1所示。

在图1的流体回路中包括泵站、蓄能器组、电动截止阀、被测阀、压力及流量传感器、溢流阀、电磁开关阀、电动调节阀及其他附件。泵站主要包括3台油泵，其作用是可根据试验的需要单独或者几台泵组合为试验提供各种不同压力和不同流量的液压油。蓄能器组作用是能够减小油泵输出液压油的脉动，保持油压的连续性

图2 液压试验台架 Fig.2 Hydraulic test bed

4 基于虚拟仪器技术的电磁阀测控系统

虚拟仪器技术是在以个人计算机为核心的软硬件平台上，具有虚拟显示面板，由用户定义和设计具体测试功能并由测控软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器实现了计算机软硬件资源、仪器与测控系统硬件资源和虚拟仪器软件资源三者的有效结合,是现代计算机技术和仪器技术深层次结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一个重要发展方向。

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和稳定性。根据被测阀的通径范围设计了50 mm和 4.1 电磁阀测控系统的硬件设计 100 mm通径2条测试支路，测试时可打开相应支路前端电磁阀测控系统的硬件系统如图3所示。硬件系统由的电动截止阀进行该支路试验。电动调节阀安装在支路的后部，是测控系统除采用变频技术控制压力之外调节管路压力和流量的另一重要设备，要求该阀不仅动作迅速，而且为零泄漏，这样才能保证其在系统压力控制过程能进行及时有效的控制。图2为安装在测试现场的电

磁阀综合特性液压试验台架。

工控机、变频器、数据采集卡、传感器、可编程控制器（PLC）等组成。压力和流量传感器采集的压力和流量信号经数据采集卡传至上位机(工控机)中的测控软件，经数据处理和智能计算，将 …… 此处隐藏：3166字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……