一种工程机械电控系统泵阀联调试验台架

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种工程机械电控系统泵阀联调试验台架。

背景技术

大部分工程机械产品主要由动力系统、液压、电控、传动系统、机械部件组成，要驱动其工作，需要各部分零部件协同工作。一般来说，液压和电控系统是最难突破的地方，电控系统的性能优劣在保证工程机械各执行机构的顺序动作以及复合动作的协调性、操作性方面至关重要，因此对工程机械电控系统进行相关的试验是十分重要的。

现有技术中虽然有一些关于多路阀或液压泵的试验台，但是这些试验台主要存在以下两个问题：

第一，不能真正的模拟工程机械多路阀的实际工况；

第二，现有的实验台架只能对泵、阀单个零部件的性能进行测试，不能对整个动力传动系统与电气控制系统匹配后的综合性能进行测试，无法模拟工程机械的整个动作工况。这样就导致工程机械在设计选型与控制程序开发阶段存在盲区导致匹配度差，从而影响工程机械的实际操作性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种工程机械电控系统泵阀联调试验台架，既可以实现对液控多路阀的单联工作性能进行测试，又可以对多联复合工况工作性能进行测试，同时能真实地模拟挖掘机的实际工况。

具体技术方案如下：

一种工程机械电控系统泵阀联调试验台架，包括：信号发生器、PLC控制器、信号放大器、伺服电机、电比例泵、先导泵、电比例减压阀、模拟负载单元、液控多路阀；所述信号发生器用于接收用户输入的操作信号，并将其输入到PLC控制器中；PLC控制器的内部设置有控制逻辑，对输入的操作信号进行处理后输入信号放大器中按比例放大，得到放大后的控制信号；PLC控制器与伺服电机相连并通过放大后的控制信号控制其转速，与电比例泵相连并控制其排量，与电比例减压阀相连并控制其输出的液压油压力；

所述伺服电机与电比例泵、先导泵相连，伺服电机的运行带动电比例泵和先导泵转动；电比例泵的一端与油箱连通，另一端与液控多路阀的P

进一步地，所述模拟负载单元包括两个比例节流阀、两个单向阀，两个比例节流阀的出口端连通，入口端分别与液控多路阀的A

进一步地，所述信号发生器包括电控手柄和PC上位机。

进一步地，所述PC上位机选用工业控制计算机。

进一步地，当所述液控多路阀的阀芯向左移动时，液控多路阀的P

进一步地，所述流量传感器将检测到的流量数据、压力传感器将检测到的压力数据、温度传感器将检测到的温度数据传输到所述PLC控制器中，再上传到PC上位机，在PC上位机的界面上实时显示并保存数据。

本发明的有益效果是：

(1)本发明不仅可以对泵、阀的单个零部件进行性能测试，还可以提前对工程机械电控系统的液压、电控系统的元件选型匹配与控制程序开发进行系统综合性能试验，提高工程机械电控系统的匹配度和性能。

(2)本发明可以为工程机械电控系统的控制逻辑提供试验与反馈。

附图说明

图1是本发明工程机械电控系统泵阀联调试验台架的工作原理，其中，(a)是电控手柄作为信号发生器的原理示意图，(b)是PC上位机作为信号发生器的原理示意图。

图2是本发明工程机械电控系统泵阀联调试验台架的信号控制原理示意图。

图3是本发明工程机械电控系统泵阀联调试验台架的数据采集原理示意图。

图中，伺服电机1、电比例泵2、先导泵3、电比例减压阀4、PLC控制器5、模拟负载单元6、比例节流阀6-1、单向阀6-2、液控多路阀7、流量传感器8、压力传感器9、温度传感器10。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种工程机械电控系统泵阀联调试验台架，包括：信号发生器、PLC控制器5、信号放大器、伺服电机1、电比例泵2、先导泵3、电比例减压阀4、模拟负载单元6、液控多路阀7、流量传感器8、压力传感器9、温度传感器10。

信号发生器用于接收用户输入的操作信号，并将其输入到PLC控制器5中。信号发生器包括电控手柄和PC上位机，如图1的(a)所示，为将电控手柄作为信号发生器的情况；如图1的(b)所示，为将PC上位机作为信号发生器的情况，在本实施例中，该PC上位机选用工业控制计算机，操作人员可通过键盘、鼠标、电控手柄等外设进行操作信号的输入。

PLC控制器5的内部设置有控制逻辑，凭此控制逻辑对输入的操作信号进行处理，得到控制信号，再将控制信号输入信号放大器中。信号放大器将控制信号按设定比例放大后，发送给伺服电机1、电比例泵2、电比例减压阀4、模拟负载单元6等元件，以控制伺服电机1的转速、电比例泵2的排量、液控多路阀7的阀芯移动方向、模拟负载单元6的负载大小，从而使工程机械电控系统泵阀联调试验台架模拟出不同的工程机械作业工况和对应的可变负载。PLC控制器5的控制逻辑由用户根据具体需要测试的工况，以及整个工程机械电控系统的性能需求进行设定。

如图2所示，伺服电机1依次与两个电比例泵2和一个先导泵3相连，伺服电机1的运行带动电比例泵2和先导泵3的同步转动，伺服电机1与PLC控制器5相连，伺服电机1接收放大后的控制信号，改变伺服电机1的转速。电比例泵2的一端与油箱连通，另一端与液控多路阀7的P

模拟负载单元6包括两个比例节流阀6-1、两个单向阀6-2，第一个比例节流阀6-1的入口端与液控多路阀7的A

电比例减压阀4的电磁阀与PLC控制器5相连，电比例减压阀4接收放大后的控制信号，输出对应压力的液压油到液控多路阀7中，使液控多路阀7的阀芯移动，从而使电比例泵2输出的液压油作用到模拟负载单元6中。液控多路阀7的T端口与油箱连通，当液控多路阀7的阀芯向左移动时，液控多路阀7的P

如图3所示，两个比例节流阀6-1之间的连接管路上设置流量传感器8，用于测量模拟负载单元6的流量，并将测量得到的流量数据传输到PLC控制器5中，再上传到工业控制计算机，在工业控制计算机的界面上实时显示并保存数据，从而评价工程机械电控系统的工作效率。

比例节流阀6-1与液控多路阀7的A

在液控多路阀7上设置温度传感器10，用于测量液控多路阀7的内部温度，并将测量得到的温度数据传输到PLC控制器5中，再上传到工业控制计算机，在工业控制计算机的界面上实时显示并保存数据，从而评价工程机械电控系统的散热性能。

本发明的工程机械电控系统泵阀联调试验台架兼顾工程机械电控系统的性能和效能，其中，性能的评价指标为跟踪误差和响应速度，跟踪误差是指工程机械电控系统泵阀联调试验台架在加速、匀速、减速(通过控制伺服电机1的转速、液控多路阀7的阀芯移动距离和方向实现)过程中的跟踪误差，跟踪误差越小，性能越好；响应速度是指工程机械电控系统泵阀联调试验台架在加速、减速过程中的响应速度，响应速度越快，性能越好。效能的评价指标为工程机械电控系统的工作效率，工作效率越高，效能越好。

在实际应用中，试验人员可以根据工程机械电控系统泵阀联调试验台架的总体设计以及实际功能要求，进行控制系统硬件组成设计。控制系统的下位机以PLC控制器5为核心，上位机以工业控制计算机或电控手柄为核心，针对不同的被测产品，硬件不需要做出改变，只需修改PLC控制器5的内置程序即控制逻辑，便于进行不同液压泵或液压阀的试验，也可以模拟工程机械复杂的单动作的执行性能与复合动作的协调性能，为工程机械电控系统的控制逻辑提供试验与反馈。

综上所述，工程机械电控系统泵阀联调试验台架是一个多功能可移植性试验平台，针对不同型号的液压泵、阀，设计的泵阀联调试验台要具有良好的适应性，可以完成不同产品的性能检测，兼容性很高。试验人员通过鼠标和键盘操作工业控制计算机(即上位机)，可以在工业控制计算机界面上选择进行不同的液压泵或液压阀试验，并完成相关的试验工况。工业控制计算机与PLC控制器5由网线相连，通过PLC控制器5控制相关电气元件。传感器实时检测液压系统的流量、压力和温度参数，并传回到电气控制系统中，在工业控制计算机界面上实时显示并保存数据。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。