Система управления сервогидравлическим стендом в замкнутом контуре

Сервогидравлический стенд предназначен для имитации эксплуатационной нагруженности исследуемого объекта, который устанавливается между неподвижной опорой и испытательным прессом. Управление прессом осуществляется сервоприводом с помощью сервоклапана, который связан с гидростанцией. Получая управляющий сигнал, сервоклапан направляет поток жидкости в верхнюю или нижнюю часть гидроцилиндра, обеспечивая, таким образом, перемещение поршня и, соответственно движение испытательного пресса. Таким образом создается нагрузка на объект испытаний, которая может изменяться во времени по различным законам: синусоидальному, плавное нарастание и спад, удерживание заданного уровня, колебания малой амплитуды, кратковременные изменения усилия и т.д.

Отличительной особенностью сервогидравлических стендов является их динамичность, отсутствие состояния покоя, поскольку гидроцилинд, сервоклапан и гидростанция непрерывно связаны между собой. Таким образом, получается потенциально неустойчивая система, и требуется постоянный контроль состояния сервоклапана. Поэтому предлагаемая система управления реализована на шине CAN - все устройства прослушивают шину CAN и, таким образом, обеспечивается мгновенная реакция на малейшие изменения показаний датчиков. Кроме того, устройства с интерфейсом CAN работают синхронно, что особенно важно при управлении системой с несколькими гидроприводами.

Датчик перемещения и датчик силы устанавливаются непосредственно на подвижную часть стенда и передают сигналы, пропорциональные относительному перемещению поршня и усилию, создаваемому стендом на объект испытаний. Эти сигналы обрабатываются измерительными модулями ZET 7111, которые передают измеренные значения всем подключенным устройствам и отображаются на индикаторе ZET 7178.

Задание начального положения испытательного пресса осуществляется оператором вручную с помощью специального регулятора, который подключается к энкодеру ZET 7160-E, передающему установленное положение регулятора. Управляющий модуль ZET 7190-R, прослушивающий шину CAN, осуществляет управление сервоклапаном в соответствии с сигналом с энкодера. В сервоклапана подается жидкость в верхнюю или нижнюю часть гидроцилиндра, обеспечивая перемещение поршня и управление испытательным прессом. Таким образом задается начальное усилие на объект испытаний.

Далее запускается программа автоматического регулирования, и модуль ZET 7190‑R осуществляет управление сервоклапаном, обеспечивающее заданный профиль испытаний.

 
Схема управления сервогидравлическим стендом в замкнутом контуре

Модуль ZET 7190‑R обеспечивает пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) регулирование сервоклапаном по сигналам обратной связи с датчиков перемещения и силы. В модуле производится расчет параметров сигнала, подаваемого на сервопривод, с учетом показаний датчиков и заданного профиля испытаний.