基于Lab Windows/CVI的液压冲击台检测与控制

　　0　引言

　　液压式冲击台是最常见的环境试验设备之一,在军品及民品的冲击试验中都有广泛的应用。此前,冲击台多采用单片机系统,以面板加贴片式按钮进行人机交互,实现对冲击台的运行控制。但是为了向用户展示冲击波形,同时检验其是否符合有关标准,就不得不另行开发一套独立的监测系统。这就造成了系统复杂、可靠性低、使用不便以及对用户要求过高等问题。即便是最近也有用PLC技术来实现对冲击台运行控制的,但还是不能与监测系统融为一体。本文就是在这种需求下基于LabWindows/CVI用虚拟仪器来实现冲击台控制、监测的一体化。

　　1　液压冲击台系统工作原理及要求

　　1·1　系统结构

　　液压式冲击台由两根平行的竖直导轨来保证台面的上下运动和近似自由跌落。其动作过程则是靠主控回路和辅助回路协调配合来实现。主控回路主要由如图1所示的并联比例阀式同步回路所构成。两竖直液压缸7、8分别平行靠近左右两根导轨,两活塞杆顶分别装有滑轮,绕过滑轮的钢丝绳一端固定于冲击台底座,另一端穿孔通过工作台面挂在台面下面的小托盘上,两边结构对称。工作时活塞杆带着滑轮顶着钢丝绳上下运动,工作台面就在底下的托盘带动下被提升和缓慢放下,该过程实质是动滑轮原理,使得工作台面以2倍于活塞杆的速度同向运动。辅助回路很简单。其原理就是靠高压气源供气,作用在工作台面与工作导轨滑动接触的环形密封柱面处,打开供气开关,就能使工作台面稳稳的停在工作行程内的任一高度,我们称之为“抱闸”。一旦抱闸成功,主回路就失去了对台面的控制,此时由溢流阀保证系统安全运行。

　　1·2　冲击工作工程及顺序

　　冲击试验时,试验产品固定在工作台面的上表面。而在底座上,均匀分布着若干个特殊材料制成专用缓冲垫,台面与缓冲垫作短时冲击并且有一定的反弹。从而实现加速度很大的冲击。

　　对于正常的工作周期,工作顺序如下:

　　(1)活塞杆带着钢丝绳和托盘拉起台面一同上升; (2)到达预定高度以后气动抱闸; (3)活塞杆引导钢丝绳和托盘下降运动到底座以下,为台面跌落作准备而“让路”; (4)松开气动开关,实现台面的近似自由跌落; (5)台面反弹,在适当的时机实现气动抱闸,防止二次反弹。

　　当然,工作过程当中由于某种原因可能导致台面上升时超过了预定高度,这时也应该可以在不抱闸的前提下,让活塞杆引导钢丝绳和托盘,带着台面一起缓慢下降,直到与预定高度平齐,再行跌落。综上分析可知,工作过程当中一共有五种可能的动作:台面上升、台面下降、活塞杆下降、自由跌落、气动抱闸,其中电磁铁1DT、2DT (如图1所示),油泵开关P,气动开关Q分别记为+、-,如下表所示: