Описание
Учебно-исследовательский комплекс предназначен для изучения схем построения резервированных многоканальных электрогидравлических следящих приводов. Многоканальные электрогидравлические следящие приводы применяются в системах для повышения надежности. Гидравлические следящие приводы комплекса построены на базе гидравлических цилиндров двухстороннего действия и управляющих дросселирующих распределителей с пропорциональным электрическим управлением перемещением золотника.
В оборудовании комплекса предусмотрено двойное резервирование исполнительных механизмов с управляющими электрогидравлическим распределителями, две насосные питания оборудования и два электронных канала управления. Предлагаются к изучению несколько вариантов наиболее часто встречающихся неисправностей в гидросистемах. С помощью системы регистрации параметров записываются параметры работы гидросистемы.
Методические указания содержат описание 36 лабораторных работ, число которых, по усмотрению преподавателя, имеется возможность значительно увеличить путем написания соответствующих управляющих программ. Основные методики и принципы программирования изложены в пособии. С помощью обработки информации промышленным контроллером имеется возможность написания программ управления для компенсации неисправности за счет изменения характеристик второго исправного канала.
Учебно-исследовательский комплекс состоит из силового модуля и модуля системы управления. Оборудование смонтировано на рамных конструкциях модулей, выполненных из металлического профиля.
Гидравлическая схема собрана с помощью металлических трубопроводов с антикоррозийным покрытием, рукавов высокого давления и не требует какой-либо досборки при проведении лабораторных работ. Управление схемой для выполнения каждой из указанных в перечне лабораторных работ осуществляется с помощью дросселей и шаровых кранов.
На силовом модуле установлены два основных насосных агрегата, выполненных на основе регулируемых аксиально-поршневых насосов, исполнительные механизмы и гидравлические компоненты системы. Нагружение исполнительных механизмов осуществляется постоянной статической нагрузкой и инерционной. Создание нагрузки осуществляется за счет качания балки коробчатого сечения в вертикальной плоскости. На балку устанавливается инерционная нагрузка в виде дисков. Измерительная часть комплекса позволяет измерять давление на выходе насосов, мощность, потребляемую приводным двигателем.
Электропитание – трехфазная сеть 380 В, 50Гц, потребляемая мощность не более 7 кВт.
Номинальное давление эксплуатации не более 9 МПа.
Масса комплекса не более 850 кг.
Габаритные размеры комплекса не более3800х1800х770 мм.
Комплектация
– силовой модуль;
– модуль системы управления;
– ноутбук;
– программное обеспечение;
– паспорт;
– руководство по эксплуатации;
– методические указания по проведению лабораторных работ.
Состав
– рамная конструкция (2 модуля);
– бак;
– насосы регулируемые аксиально-поршневые;
– насосы нерегулируемые;
– электродвигатели;
– гидроаккумуляторы;
– предохранительные клапаны;
– фильтры;
– дроссели;
– краны;
– дросселирующие распределители с пропорциональным электрическим управлением;
– распределитель дискретный;
– гидроцилиндры;
– расходомер;
– манометры;
– термометр;
– датчики давления;
– датчики силы;
– датчик перемещения;
– емкость мерная;
– рукава высокого давления;
– балка нагружения коробчатого сечения;
– грузы;
– программируемый логический контроллер (ПЛК);
– блок управления пропорциональной аппаратурой;
– блок управления насосами;
– плата АЦП-ЦАП.
Лабораторные работы
1. Изучение методов резервирования гидросистем для повышения надежности.
2. Изучение характеристик вспомогательного нерегулируемого насоса системы гидравлического управления.
3. Изучение предельных гидравлических и энергетических характеристик регулируемого насоса.
4. Изучение способов настройки регулируемого насоса при работе в режиме дистанционного регулирования расхода с ручным заданием входного сигнала управления расходом.
5. Использование насоса с пропорциональным электрическим регулированием для получения характеристик «постоянного давления» с ручным заданием значения давления начала и конца регулирования. Ручной способ выполнения работы. Изучение программы контрольной записи параметров с помощью компьютера.
6. Исследование переходных характеристик насоса при ступенчатом электрическом входном сигнале при его работе в режиме пропорционального регулирования расхода.
7. Изучение переходных процессов при ступенчатом изменении нагрузки на выходе насоса при реализации работы насоса в режиме «постоянного давления».
8. Изучение программирования промышленного логического контроллера (ПЛК) для создания программ замыкания обратных связей и управления.
9. Изучение переходных процессов при управлении одноканальной насосной станцией от ПЛК для реализации работы насоса в режиме «постоянного давления».
10. Изучение переходных процессов при управлении одноканальной насосно-аккумуляторной станцией от ПЛК для реализации работы в режиме «постоянного давления»
11. Характеристика насосной станции при работе двух насосов на общую нагрузку.
12. Введение неисправностей в работу одного из насосов в виде снижения производительности. Изучение переходного процесса по давлению и расходу при возникновении неисправности одного из агрегатов в виде снижения производительности агрегата.
13. Разработка программы управления для «самоликвидации» неисправности по работе 12 способом увеличения производительности исправного насоса.
14. Изучение статических характеристик пропорционального распределителя как управляющего элемента следящего гидравлического привода. Исследование предельных обобщенных гидравлических характеристик.
15. Исследование предельных статических механических и энергетических характеристик одноканального гидропривода с управлением пропорциональным распределителем.
16. Исследование переходных процессов по перемещению одноканального привода при ступенчатом изменении входного сигнала и замкнутой обратной связи. Определение влияния параметров обратной связи и коэффициента усиления прямой цепи на величину статической и динамической ошибки по перемещению выходного звена привода. Замыкание обратной связи с помощью аналогового модуля управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
17. Исследование амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик по перемещению одноканального рулевого привода при гармоническом входном сигнале и замкнутой обратной связи. Исследование влияния параметров обратной связи и коэффициента усиления прямой цепи на амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики. Замыкание обратной связи с помощью аналогового модуля управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
18. Исследование переходных характеристик по перемещению одноканального привода при возникновении неисправности типа «обрыв главной обратной связи». Управление с помощью аналогового блока управления. Регистрация параметров с помощью компьютера.
19. Исследование переходных характеристик по перемещению одноканального привода при возникновении неисправности типа «смещение нуля пропорционального распределителя». Управление с помощью аналогового модуля управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
20. Исследование переходных характеристик по перемещению одноканального привода при возникновении неисправности типа «нарушение герметичности поршневого уплотнения». Управление с помощью аналогового модуля управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
21. Исследование переходных процессов по перемещению одноканального привода при ступенчатом изменении входного сигнала и замкнутой обратной связи. Определение влияния параметров обратной связи (коэффициента усиления) на величину статической и динамической ошибки по перемещению выходного звена привода. Замыкание обратной связи с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
22. Исследование амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик по перемещению одноканального рулевого привода при гармоническом входном сигнале и замкнутой обратной связи. Исследование влияния параметров обратной связи (коэффициента усиления) на амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики. Замыкание обратной связи с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
23. Исследование переходных характеристик по перемещению одноканального привода при возникновении неисправности типа «обрыв главной обратной связи». Управление с блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
24. Исследование переходных характеристик по перемещению одноканального привода при возникновении неисправности типа «смещение нуля пропорционального распределителя». Управление с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
25. Исследование переходных характеристик по перемещению одноканального привода при возникновении неисправности типа «нарушение герметичности поршневого уплотнения». Управление с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
26. Исследование предельных статических механических и энергетических характеристик двухканального резервированного привода. Исследование влияния «смещения нуля» золотника пропорционального распределителя.
27. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при ступенчатом изменении входного сигнала и замкнутой обратной связи. Определение влияния параметров обратной связи, коэффициента усиления прямой цепи и смещения нуля золотника на величину статической и динамической ошибки по перемещению выходного звена привода. Управление с помощью аналогового блока управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
28. Исследование амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при гармоническом входном сигнале и замкнутой обратной связи. Исследование влияния параметров обратной связи, коэффициента усиления прямой цепи и смещения нуля золотника на амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики. Управление с помощью аналогового блока управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
29. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при возникновении неисправности типа «обрыв главной обратной связи одного из каналов». Управление с помощью аналогового блока управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
30. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального рулевого привода при возникновении неисправности типа «смещение нуля пропорционального распределителя». Введение коррекции по перепаду давления в полостях гидроцилиндров. Управление с помощью аналогового блока управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
31. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при возникновении неисправности типа «нарушение герметичности поршневого уплотнения» одного из приводов. Управление с помощью аналогового блока управления приводом. Регистрация параметров с помощью компьютера.
32. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при ступенчатом изменении входного сигнала и замкнутой обратной связи. Определение влияния параметров обратной связи, коэффициента усиления прямой цепи и смещения нуля золотника на величину статической и динамической ошибки по перемещению выходного звена привода. Управление с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
33. Исследование амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при гармоническом входном сигнале и замкнутой обратной связи. Исследование влияния параметров обратной связи, коэффициента усиления прямой цепи и смещения нуля золотника на амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики. Управление с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
34. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при возникновении неисправности типа «обрыв главной обратной связи одного из каналов». Управление с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
35. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального рулевого привода при возникновении неисправности типа «смещение нуля пропорционального распределителя». Введение коррекции по перепаду давления в полостях гидроцилиндров. Управление с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.
36. Исследование переходных характеристик по перемещению двухканального резервированного привода при возникновении неисправности типа «нарушение герметичности поршневого уплотнения» одного из приводов. Управление с помощью блока ПЛК. Регистрация параметров с помощью компьютера.