電磁閥是工業(yè)控制系統(tǒng)中重要的執(zhí)行元件,其性能的好壞直接關系到整個系統(tǒng)的安全性及可靠性。鑒于我國目前尚沒有功能完備且技術先進的電磁閥自動檢測設備,本論文以某電磁閥生產(chǎn)企業(yè)的項目為背景研發(fā)了一套多功能和智能化的電磁閥檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)的研發(fā)對推動電磁閥企業(yè)的生產(chǎn)及電磁閥行業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。本文通過理論分析、計算機仿真技術及試驗研究相結(jié)合的方法,對電磁閥檢測系統(tǒng)的開發(fā)和相關流體控制技術進行了深入的研究和探討,主要研究工作如下： 1.首先進行了電磁閥檢測系統(tǒng)的總體方案設計,該方案可分為計算機測控系統(tǒng)和流體控制系統(tǒng)兩大部分,其中對于計算機測控系統(tǒng)的開發(fā)涉及到硬件和軟件兩個方面：硬件方面著重研究上位工控機與下位機PLC組成的集成控制方案,并討論了硬件結(jié)構和配置及硬件抗干擾技術；軟件方面以虛擬儀器技術的設計思想為指導,設計了電磁閥各項性能試驗的測試平臺,采用Labview開發(fā)了測控軟件,該軟件可自動完成對電磁閥的性能測試,具有數(shù)據(jù)采集、控制、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果數(shù)據(jù)庫管理和打印輸出以及用戶界面等功能。 2.電磁閥試驗臺具有頻繁使用且間歇動作的特性,管路內(nèi)流體經(jīng)常以非恒定流狀態(tài)頻繁振蕩,導致管路振動繼而損壞高精度傳感器和流體元件。因此,本論文對電磁閥試驗臺主測試管路的動態(tài)特性進行研究,運用阻抗分析法分析主測試管路發(fā)生諧振的條件以及該管路在頻率域內(nèi)的壓力傳遞特性。采用流體管路頻域模型的近似方法對主測試管路的壓力比頻率特性進行了仿真研究,通過仿真研究對流體管路的幾何尺寸和管路的長度等因素作出了合理的結(jié)構設計。 3.分析了誘發(fā)液壓沖擊和脈動產(chǎn)生的機理,計算了最大沖擊壓力和泵源脈動頻率。因在實際的流體系統(tǒng)中根本消除壓力沖擊和振動源的脈動是極其困難的,采用調(diào)整系統(tǒng)的阻抗特性(如改變管長和元件結(jié)構等)又要受到系統(tǒng)合理設計的限制(如系統(tǒng)正常運行工況、元件安裝空間方位等),因此,采用蓄能器以衰減或吸收液壓沖擊和脈動。通過對蓄能器的消減作用及其動態(tài)特性的分析,進而合理選擇蓄能器的相關參數(shù),使蓄能器達到最佳的減振效果。 4.設計了電磁閥試驗臺流體系統(tǒng)的壓力控制方案。針對該流體系統(tǒng)中壓力難于精確控制的問題,分析了變頻泵控調(diào)壓的壓力控制原理,并對壓力控制的關鍵元器件進行了合理選擇。建立了流體系統(tǒng)壓力的數(shù)學模型并根據(jù)模糊控制和PID控制各自的優(yōu)點,選擇模糊自適應PID控制算法為系統(tǒng)壓力控制策略,進行了仿真研究,并將其應用于系統(tǒng)泄漏試驗和密封試驗中。 5.基于以上流體控制技術關鍵問題的研究,設計了流體試驗臺和闡述了其結(jié)構和工作原理,并在現(xiàn)場搭建完成所設計的試驗臺。遵循國家規(guī)范和行業(yè)標準研究了不同類型電磁閥產(chǎn)品的出廠試驗和型式試驗的試驗方法和流程。最后對所設計和開發(fā)電磁閥檢測系統(tǒng)進行了實際運行及進行了電磁閥的各項性能檢測現(xiàn)場試驗�，F(xiàn)場試驗不僅驗證了本文對于電磁閥檢測系統(tǒng)的研發(fā)和相關流體控制技術的研究思路和研究方法是可行的,同時也表明該電磁閥檢測系統(tǒng)不但完全滿足電磁閥產(chǎn)品生產(chǎn)的需要,而且功能完善、自動化程度高且具有極高的應用和推廣價值。 本文的相關研究不僅為成功開發(fā)一個高性能的電磁閥檢測系統(tǒng)提供了有力的理論依據(jù)和技術保障,同時對自動化測控領域和相關流體控制技術的理論研究及實際應用也具有重要的學術參考價值。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TH134

【引證文獻】

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1 杜金鳳;螺紋插裝電磁換向閥的設計與仿真研究[D];南京理工大學;2013年

本文編號：2817257