1智能阀门控制器系统

1 智能阀门控制器系统

1.1系统构成及工作原理

智能阀门控制器为控制系统的核心，是将送油调节阀、溢流阀、电磁回油阀等融为一体的，具有高精度调节、压力上限保护、加荷卸荷换向、快速送回油等多种控制功能的机电一体化组合体。智能阀门控制器接收传感器和定位探头等的信号后，通过阀门控制电机组件对阀门进行控制调节，实现对整个抗压试验过程的智能化自动控制。同时进行力值采集和强度的计算、显示和数据的打印、保存，可以查询所保存的历史数据。智能阀门控制器系统构成及工作原理框图如图1所示。

双阀液压试验机按“运行”和“确认”键后，进入加压控制程序：回油控制电机迅速关闭回油阀;同时送油控制电机迅速打开送油阀，使送油阀转到预设的快速上升送油位置，此时压台迅速上升，抗压夹具的上压板迅速靠近试块上表面。当夹具压板与试块上表面接近到设定距离（2—3mm）时，压台定位探头上的黄色指示灯灭（蜂鸣器发出“嘟”的声响）;控制器接受到此信号后，立即驱动送油阀控制电机，迅速调整送油阀，使送油阀开度减少到预设的慢速送油位置，压台即由快速上升转入低速上升，抗压夹具上压板平缓地靠近试块上表面，直到与试块上表面接触，开始对试块加压;表盘指示值开始上升，控制器通过传感器检测到的压力信号也随表盘指针同步上升，控制器随即进入加荷速度自动控制状态。控制器随时检测传感器输出的压力信号值并计算加荷速度，与加荷速度设定值进行比较后调整送油阀开度，使加荷速度在允许的范围内波动。随压力的递增，控制器逐次刷新压力值直到试块破形。

试块一旦破形，控制器立即显示破形前的最大力值，并存入存储器，同时立即驱动回油控制电机打开回油阀、驱动送油控制电机关闭送油阀，迅速回油直到表盘指针回到零位，等待下一块试块的加压启动。在下一块开始时，控制器显示本组试块的序号和数据处理后的强度值（MPa）。

重复以上过程，直到控制器确认本组最后一块试块测试完毕，即驱动微打印机打印本组试块测试结果，同时将此结果与试块编号、试验日期一起存入数据库，以备日后查询。

单阀液压试验机控制原理与双阀的基本相同，工作流程也大致相仿，不同点在于：

⑴加压时，智能控制器驱动控制电机将阀门调节到快速送油位置，使压台快速上升，压台定位探头上的黄灯熄灭，控制器迅速调整阀位，使送油量减少，压台由高速上升转入低速上升。

⑵破形后，控制器打开回油电磁阀，迅速回油，回油时间可通过回油时间参数设定。

图1智能阀门控制器系统构成及工作原理框图

1.2前面板和键盘

控制器前面板上有数码显示器、指示灯和键盘。8位数码显示中，前4位显示压力值X XX.X（kN）,后3位显示加荷速度X.XX（kN/s）。双阀试验机有三个指示灯分别为“回油阀开”，“回油阀关”和“送油阀关”。回油阀打开到设定位置时，“回油阀开”指示灯点亮;回油阀关闭时，“回油阀关”指示灯亮;当送油阀关闭时，“送油阀关”指示灯亮。而单阀的只有两个指示灯“回油”和“油阀关”。当回油电磁阀打开（即回油）时，“回油”指示灯亮，关闭时，“回油”指示灯熄灭;送油阀处于零点位置时，“油阀关”指示灯点亮。按下“复位”键时，送油阀和回油阀将自动关到关位。键盘上共有22个轻触键，分别是数字键（包括0～9及小数点、A～Z26个英文字母）和功能键（包括复位、急停、参数、数据、查询、选项、确认、调试、标定、运行和返回等11个键），完成各自相应的功能。

1.3后面板及配线

控制器机外接线均由与后面板各插座相配的插头通过电缆线连接，非常方便。电气系统配线为：220V/AC电源线一根。带三脚插头的3芯屏蔽线1根，用于连接后面板的传感器插座与传感器。25芯打印机插头线一根，联接微型打印机。20芯矩形插头引出电控电缆，双阀共有5根，单阀只有3根（其中4芯控制机驱动电缆，双阀2根，单阀1根。6芯压台定位控制组件电缆各1根，双阀有1根6芯屏蔽电缆，用于连接回油控制电机组件内的阀门定位光电开关，另有1根3芯屏蔽电缆用于连接送油电机控制组件的阀门定位光电开关。单阀只有1根6芯屏蔽电缆用于连接控制电机组件内的阀门定位光电开关和电磁阀驱动继电器）。

1.4参数的设置

打开控制器后面板上的电源开关，显示器立即显示Good.nnn（n代表数字），亦即监控状态，此时即可检查或设置参数。每一个参数前二位数字代表该参数的编号，C表示参数，后面五位是参数取值，如：02CXXXXX等。30个参数可分为两类：一类是管理参数，包括样品编号、龄期、品种、年、月日共五个用于数据管理，外加一个控制参数管理钥匙码。另一类是工作参数，包括加荷速度、5个标定系数、2.4kN/s和5kN/s速度加荷的可调工作参数

各7个、打印开关、密码、控制特性选择开关及回油时间共24个参数。仪器出厂时未置数，为随机数。如果未在规定的期限内置入规定的密码，仪器将自动停机。当显示Good.000时，必须置入规定的密码才能正常的工作。5个标定系数在标定时自动取值，不可调整。14个可调工作参数与送油阀性能及油的粘度有关，必须经调试确定。

由于压力机工况不同，环境温度不同，为使压力机能更好地应对各种情况，这些参数必须设定好。具体设置方法如下：按“参数”键后用数字键置入所需参数或修改的参数标号，即显示该参数原先保存的取值。然后根据所需置入的参数值，按相应数字/字母键（字母要用“确认”键确认），逐位输入参数值。该参数的各位数字或字母输入完后，按“数据”键，即把该参数值存入内存，并转入下一个参数的设置操作。全部参数置入完后，按“返回”键，即返回到监控状态。

1.5传感器的调零与标定

传感器的零点调整和标定前应先检查传感器的连接轴套上的顶丝，必须拧紧，传感器转动灵活，可以停在任意位置。在控制器预热15分钟后即可进行调整。首先使表盘指针准确稳定地处于零点位置，然后按“调试”键，再按相应数字键，此时显示器显示的数值为此时传感器输出信号的采样数码值。用螺丝刀调传感器上的调节轴，将上述数码值调到零点的采样码值。再用推杆或被动针移动表盘指针，使指针指示值上升（向顺时针方向转动），采样码值即随着上升，回移推杆使指针逆向转动，采样码值随即减少，当指针回到零位时，码值应能回到记录的零点码值（误差≤±20码）。即完成了零点调整。按相应数字键，控制器回到监控状态。

零点调整完后即可进行仪器标定。使表盘处于零点位置，按“标定”键，再按“确认”键，等表盘显示后，手动移动表盘指针，使指针准确稳定地指到50kN处，按“确认”键，待显示后可进行下一步操作。将表盘指针准确稳定地移到100kN、150kN、200kN、250kN等处，按最后一次“确认”键后仪器即已标定完毕。再按“返回”键，回到监控状态。标定结果需按“调试”键，再按相应数字键，进行检验，观察显示的kN值是否与用手动方法移动的表盘指针所指的kN值基本一致（误差≤±1%），合格后再使用。

2 系统的应用

2.1抗压强度的测定

水泥试块抗压强度的测定，以连续测试每组6块试块为例，具体步骤如下：

开动油泵，预热15分钟。在压台上放好抗压夹具，在夹具内放入第1块试块。开控制器电源开关，按“参数”键和“数据”键，显示样品编号，按所测试块的编号依次用数字键和“确认”键，将编号逐字置入，最后一组数字置入后按“数据”键存入。以同样的方法置入试块龄