一種模塊化液壓綜合測試系統及其測試方法
2023-05-13 07:02:06
專利名稱：一種模塊化液壓綜合測試系統及其測試方法
技術領域：
本發明屬於液壓元件和液壓系統測試技術領域，尤其是涉及一種模塊化液壓綜合測試系統及其測試方法。
背景技術：
在液壓元件與液壓系統測試設備的設計與建設中，國內元件生產廠家與工程機械整機廠家的檢測設備還是採用獨立檢測單元。這樣的模式對液壓元件的出廠檢測是比較經濟可靠的，但是存在功能單一、自適應能力差，測試數據的可靠性有待提高，不便於信息共孕等問題。而理想的新產品性能、耐久性及液壓系統驗證試驗的測試設備，可以設計為採用共用的試驗單元進行試驗系統重構，在實現試驗功能的前提下，降低投資成本。隨著現場總線技術、網絡技術的發展與成熟，乃至虛擬儀器測試系統的應用，使得不同測試功能的測試設備根據相同的通信協議連接在一起，通過柔性的試驗平臺，使資源共享成為可能。因此，提供一種基於模塊化設計的液壓綜合測試系統及其測試方法就顯得尤為重要了。
發明內容
本發明要解決的問題是提供一種模塊化液壓綜合測試系統及其測試方法，尤其適合用於準確、方便地對液壓元件或液壓系統進行測試。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種模塊化液壓綜合測試系統，包括動力模塊、中央控制系統模塊和單元測試模塊，所述中央控制系統模塊包括工業乙太網交換機、測試控制工業計算機和數據分析工業計算機，所述測試控制工業計算機和所述數據分析工業計算機均與所述工業乙太網交換機相連；所述動力模塊與所述工業乙太網交換機相連，且分別與所述測試控制工業計算機和所述數據分析工業計算機相互通訊；所述單元測試模塊與所述工業乙太網交換機相連，且分別與所述測試控制工業計算機和所述數據分析工業計算機相互通訊。所述模塊化液壓綜合測試系統還可以採用以下技術措施所述單元測試模塊中所使用的網線、動力線和液壓管線均通過快速接口接入。所述動力模塊包括電氣動力模塊、液壓動力模塊和機械動力驅動模塊，所述液壓動力模塊和所述機械動力驅動模塊分別通過所述電氣動力模塊與所述工業乙太網交換機相連。所述電氣動力模塊包括PLC，所述PLC與設置在所述液壓動力模塊上的現場I/O模塊通過PROFIBUS-DP現場總線相連，使所述電氣動力模塊與所述液壓動力模塊相互通訊；所述機械動力驅動模塊設有變頻器，所述PLC與所述變頻器之間通過PROFIBUS-DP現場總線相連。所述單元測試模塊包括測試模塊、數據控制卡、工業一體觸屏計算機和數據採集卡，所述測試模塊上設有電磁閥和傳感器，所述電磁閥用於控制測試過程；所述工業一體觸屏計算機通過所述數據控制卡控制所述電磁閥的動作，所述工業一體觸屏計算機通過所述數據採集卡與所述傳感器相通訊；所述工業一體觸屏計算機與所述工業乙太網交換機連接。所述傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、位移傳感器或速度傳感器中的一種或幾種。所述測試模塊上設有一個或一個以上預留傳感器快速接口，用於接入外接傳感器。所述測試模塊包括液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊或液壓馬達測試模塊中的一種或幾種。一種利用所述模塊化液壓綜合測試系統測試液壓元件或液壓系統的測試方法，包括以下四個步驟(I)將待測液壓元件與所述單元測試模塊相連；(2)通過所述測試控制工業計算機設定所述待測液壓元件的類型與測試項目，所述測試控制工業計算機將控制指令輸送到所述動力模塊，使所述動力模塊工作，從而使液壓油滿足測試條件；(3)所述液壓油達到所述測試條件後，所述測試控制工業計算機根據測試項目的內容按步驟逐一發送控制指令到所述單元測試模塊，使所述單元測試模塊工作，所述單元測試模塊中的各種傳感器發出信號，所述單元測試模塊中的工業一體觸屏計算機採集所述信號並對其進行數據預處理，再將經過預處理的所述數據打包發送；(4)所述數據分析工業計算機將步驟(3)中所述經過預處理的數據包接收，並進行詳細分析，繪製曲線；同時與所述待測液壓元件試驗標準進行對比，生成測試報告，可以直接列印測試報告或通過網際網路進行信息共享。步驟(I)中所述的單元測試模塊中的測試模塊包括液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊或液壓馬達測試模塊中的一種或幾種，可以根據測試項目需要，選擇所述測試模塊的各個組成部分，並將其連入試驗系統；所述測試模塊的各個組成部分均設有固有傳感器，且均設有一個或一個以上預留傳感器快速接口，根據測試需求選擇性使用所述預留傳感器快速接口連接外接傳感器。本發明具有的優點和積極效果是上述技術方案連接方便，測試模塊可以根據測試需要進行模塊組合，不僅可以進行液壓元件的測試，還可以實現多元件液壓系統的綜合測試，功能強大；採用現場總線和工業乙太網技術，連接方便，組合簡單；採用虛擬儀器測試平臺，操作簡單，可靠性高；測試數據的採集與分析中採用同步採集異步處理的方式，使單元測試模塊中的測試模塊各組成部分以各自最優的狀態並行運行，既減輕了中央控制系統模塊計算機的負擔，又保證了測試數據的準確性和可靠性；本發明基於模塊化設計，能夠按用戶要求對單元測試模塊的測試模塊進行增減，具有一定的自適應能力。
圖1是本發明的結構示意2是中央控制系統模塊的控制方式流程圖
圖中1、動力模塊2、中央控制系統模塊3、單元測試模塊
具體實施例方式實施例1 :如圖1所示，本發明提供一種模塊化液壓綜合測試系統，包括動力模塊1、中央控制系統模塊2和單元測試模塊3，中央控制系統模塊2包括工業乙太網交換機、測試控制工業計算機和數據分析工業計算機，測試控制工業計算機和數據分析工業計算機均與工業乙太網交換機相連；動力模塊I與工業乙太網交換機相連，且分別與測試控制工業計算機和數據分析工業計算機相互通訊；單元測試模塊3與工業乙太網交換機相連，且分別與測試控制工業計算機和數據分析工業計算機相互通訊。單元測試模塊3中所使用的網線、動力線和液壓管線均通過快速接口接入。動力模塊I包括電氣動力模塊、液壓動力模塊和機械動力驅動模塊，電氣動力模塊與工業乙太網交換機相連，且控制液壓動力模塊和機械動力驅動模塊的工作。電氣動力模塊包括PLC，PLC與設置在液壓動力模塊上的現場I/O模塊通過PROFIBUS-DP現場總線相連，使電氣動力模塊與液壓動力模塊相互通訊；機械動力驅動模塊設有變頻器，PLC與變頻器之間通過PROFIBUS-DP 現場總線相連。單元測試模塊3包括測試模塊、數據控制卡、工業一體觸屏計算機和數據採集卡，測試模塊上設有電磁閥和傳感器，電磁閥用於控制測試過程；工業一體觸屏計算機通過數據控制卡控制電磁閥的動作，工業一體觸屏計算機通過數據採集卡與傳感器相通訊；工業一體觸屏計算機與工業乙太網交換機連接。測試模塊包括液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊和液壓馬達測試模塊。液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊和液壓馬達測試模塊上均設有壓力傳感器和溫度傳感器，且均設有四個預留傳感器快速接口，用於接入外接傳感器。本發明還提供一種利用上述模塊化液壓綜合測試系統測試液壓系統的測試方法，包括以下四個步驟( I)將液壓系統中的各個待測液壓元件分別與單元測試模塊3的測試模塊中的液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊和液壓馬達測試模塊對應連接；液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊和液壓馬達測試模塊均設有壓力傳感器和溫度傳感器，且均設有四個預留傳感器快速接口，根據測試需求選擇性使用預留傳感器快速接口接入外接傳感器；(2)如圖2所示，利用測試控制工業計算機中的控制軟體選擇待測液壓元件的類型與測試項目，根據程序固化的測試條件，測試控制工業計算機將控制指令輸送到電氣動力模塊的PLC中，PLC將接收的控制指令分別下達到液壓動力模塊的現場I/O模塊和機械動力驅動模塊的變頻器上，使液壓動力模塊和機械動力驅動模塊工作，從而使液壓油的溫度、壓力、流量和機械驅動速度等測試條件滿足要求；
( 3 )步驟(2 )所述的測試條件滿足要求後，控制軟體根據測試項目的內容按步驟逐一發送控制指令到單元測試模塊3的工業一體觸屏計算機中，工業一體觸屏計算機根據控制指令通過數據控制卡控制電磁閥動作，進行試驗過程控制；同時數據採集卡把壓力、溫度和流量等傳感器信號採集傳送到工業一體觸屏計算機中，工業一體觸屏計算機把動態採集信號進行數據預處理，並將預處理完的數據打包發送；(4)數據分析工業計算機將步驟(3)中經過預處理的數據包接收，並進行詳細分析，繪製曲線；同時與待測液壓元件試驗標準進行對比，生成測試報告，可以直接列印測試報告或通過網際網路進行信息共享。實施例2 如圖1所示，本發明提供一種模塊化液壓綜合測試系統，包括動力模塊1、中央控制系統模塊2和單元測試模塊3，中央控制系統模塊2包括工業乙太網交換機、測試控制工業計算機和數據分析工業計算機，測試控制工業計算機和數據分析工業計算機均與工業乙太網交換機相連；動力模塊I與工業乙太網交換機相連，且分別與測試控制工業計算機和數據分析工業計算機相互通訊；單元測試模塊3與工業乙太網交換機相連，且分別與測試控制工業計算機和數據分析工業計算機相互通訊。單元測試模塊3中所使用的網線、動力線和液壓管線均通過快速接口接入。動力模塊I包括電氣動力模塊、液壓動力模塊和機械動力驅動模塊，電氣動力模塊與工業乙太網交換機相連，且控制液壓動力模塊和機械動力驅動模塊的工作。電氣動力模塊包括PLC，PLC與設置在液壓動力模塊上的現場I/O模塊通過PROFIBUS-DP現場總線相連，使電氣動力模塊與液壓動力模塊相互通訊；機械動力驅動模塊設有變頻器，PLC與變頻器之間通過PROFIBUS-DP現場總線相連。單元測試模塊3包括測試模塊、數據控制卡、工業一體觸屏計算機和數據採集卡，測試模塊上設有電磁閥、壓力傳感器和溫度傳感器，電磁閥用於控制測試過程；工業一體觸屏計算機通過數據控制卡控制電磁閥的動作，工業一體觸屏計算機通過數據採集卡分別與壓力傳感器及溫度傳感器相通訊；工業一體觸屏計算機與工業乙太網交換機連接。測試模塊包括液壓泵測試模塊，且其上設有四個預留傳感器快速接口，用於接入外接傳感器。本發明還提供一種利用上述模塊化液壓綜合測試系統測試液壓元件的測試方法，包括以下四個步驟(I)將待測液壓元件與單元測試模塊3的液壓泵測試模塊連接；液壓泵測試模塊設有壓力傳感器和溫度傳感器，且設有四個預留傳感器快速接口，根據測試需求選擇性使用預留傳感器快速接口接入外接傳感器；(2)如圖2所示，利用測試控制工業計算機中的控制軟體選擇待測液壓元件的類型與測試項目，根據程序固化的測試條件，測試控制工業計算機將控制指令輸送到電氣動力模塊的PLC中，PLC將接收的控制指令分別下達到液壓動力模塊的現場I/O模塊和機械動力驅動模塊的變頻器上，使液壓動力模塊和機械動力驅動模塊工作，從而使液壓油的溫度、壓力、流量和機械驅動速度等測試條件滿足要求；
( 3 )步驟(2 )所述的測試條件滿足要求後，控制軟體根據測試項目的內容按步驟逐一發送控制指令到單元測試模塊3的工業一體觸屏計算機中，工業一體觸屏計算機根據控制指令通過數據控制卡控制電磁閥動作，進行試驗過程控制；同時數據採集卡把壓力、溫度和流量等傳感器信號採集傳送到工業一體觸屏計算機中，工業一體觸屏計算機把動態採集信號進行數據預處理，並將預處理完的數據打包發送；(4)數據分析工業計算機將步驟(3)中經過預處理的數據包接收，並進行詳細分析，繪製曲線；同時與待測液壓元件試驗標準進行對比，生成測試報告，可以直接列印測試報告或通過網際網路進行信息共享。以上對本發明的兩個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。
權利要求
1.一種模塊化液壓綜合測試系統，包括動力模塊、中央控制系統模塊和單元測試模塊，所述中央控制系統模塊包括工業乙太網交換機、測試控制工業計算機和數據分析工業計算機，所述測試控制工業計算機和所述數據分析工業計算機均與所述工業乙太網交換機相連； 所述動力模塊與所述工業乙太網交換機相連，且分別與所述測試控制工業計算機和所述數據分析工業計算機相互通訊； 所述單元測試模塊與所述工業乙太網交換機相連，且分別與所述測試控制工業計算機和所述數據分析工業計算機相互通訊。
2.根據權利要求1所述的模塊化液壓綜合測試系統，其特徵在於所述單元測試模塊中所使用的網線、動力線和液壓管線均通過快速接口接入。
3.根據權利要求1所述的模塊化液壓綜合測試系統，其特徵在於所述動力模塊包括電氣動力模塊、液壓動力模塊和機械動力驅動模塊，所述液壓動力模塊和所述機械動力驅動模塊分別通過所述電氣動力模塊與所述工業乙太網交換機相連。
4.根據權利要求3所述的模塊化液壓綜合測試系統，其特徵在於所述電氣動力模塊包括PLC，所述PLC與設置在所述液壓動力模塊上的現場I/O模塊通過PROFIBUS-DP現場總線相連，使所述電氣動力模塊與所述液壓動力模塊相互通訊；所述機械動力驅動模塊設有變頻器，所述PLC與所述變頻器之間通過PROFIBUS-DP現場總線相連。
5.根據權利要求1所述的模塊化液壓綜合測試系統，其特徵在於所述單元測試模塊包括測試模塊、數據控制卡、工業一體觸屏計算機和數據採集卡，所述測試模塊上設有電磁閥和傳感器，所述電磁閥用於控制測試過程；所述工業一體觸屏計算機通過所述數據控制卡控制所述電磁閥的動作，所述工業一體觸屏計算機通過所述數據採集卡與所述傳感器相通訊；所述工業一體觸屏計算機與所述工業乙太網交換機連接。
6.根據權利要求5所述的模塊化液壓綜合測試系統，其特徵在於所述傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、位移傳感器或速度傳感器中的一種或幾種。
7.根據權利要求5所述的模塊化液壓綜合測試系統，其特徵在於所述測試模塊上設有一個或一個以上預留傳感器快速接口，用於接入外接傳感器。
8.根據權利要求5-7中任意一項所述的模塊化液壓綜合測試系統，其特徵在於所述測 試模塊包括液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊或液壓馬達測試模塊中的一種或幾種。
9.一種利用權利要求1所述模塊化液壓綜合測試系統測試液壓元件或液壓系統的測試方法，其特徵在於包括以下四個步驟 (1)將待測液壓元件與所述單元測試模塊相連； (2)通過所述測試控制工業計算機設定所述待測液壓元件的類型與測試項目，所述測試控制工業計算機將控制指令輸送到所述動力模塊，使所述動力模塊工作，從而使液壓油滿足測試條件； (3)所述液壓油達到所述測試條件後，所述測試控制工業計算機根據測試項目的內容按步驟逐一發送控制指令到所述單元測試模塊，使所述單元測試模塊工作，所述單元測試模塊中的各種傳感器發出信號，所述單元測試模塊中的工業一體觸屏計算機採集所述信號並對其進行數據預處理，再將經過預處理的所述數據打包發送；(4)所述數據分析工業計算機將步驟(3)中所述經過預處理的數據包接收，並進行詳細分析，繪製曲線；同時與所述待測液壓元件試驗標準進行對比，生成測試報告，可以直接列印測試報告或通過網際網路進行信息共享。
10.根據權利要求9所述的測試方法，其特徵在於步驟(I)中所述的單元測試模塊中的測試模塊包括液壓泵測試模塊、液壓閥測試模塊、液壓油缸測試模塊或液壓馬達測試模塊中的一種或幾種，可以根據測試項目需要，選擇所述測試模塊的各個組成部分，並將其連入試驗系統； 所述測試模塊的各個組成部分均設有固有傳感器，且均設有一個或一個以上預留傳感器快速接口，根據測試需求選擇性使用所述預留傳感器快速接口連接外接傳感器。
全文摘要
本發明提供一種模塊化液壓綜合測試系統，包括中央控制系統模塊以及分別與中央控制系統模塊相連的動力模塊和單元測試模塊。本發明還提供一種模塊化液壓綜合測試系統的測試方法，包括以下四個步驟將待測液壓元件與單元測試模塊相連；通過測試控制工業計算機設定測試類型與測試項目，使動力模塊按測試要求工作；達到測試條件後，測試控制工業計算機發送控制指令到單元測試模塊，使單元測試模塊工作並採集信號、進行數據預處理以及將數據打包發送；數據分析工業計算機接收數據包，並生成測試報告。本發明連接方便，可以進行模塊組合，功能強大；採用虛擬儀器測試平臺，操作簡單，可靠性高；測試數據準確、可靠；具有一定的自適應能力。
文檔編號F15B19/00GK103062155SQ20121055582
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者萬箭波 申請人:天津工程機械研究院, 天津市精研工程機械傳動有限公司