气动冲床的平衡制动性实验平台的设计

JH23-63型气动冲床的平衡制动性教学实验平台的设计主要包括监测与控制元器件的布置、软硬件设计以及界面设计。

2.1　实验平台监测与控制元器件的布置

为了保证实验平台实现对JH23-63型气动冲床平衡制动系统的精确监测与操控,必须能控制离合器摩擦副的接合和分离位置，以及离合器气缸进气与排

气时间、平衡缸的进排气、制动缸的进排气和气压的选择等。

为此,在离合器气缸上安装气体压力变送器和电气比例压力阀,实现对离合器气缸内气压的控制；在制动缸上安装压力变送器、两位三通换向阀和减压

阀来实现监测和控制制动气缸的缸内压缩气体的压力与其进排气时间；在平衡缸上安装压力变送器、换向阀和减压阀,以实现对平衡缸内的压力全面的

计算机监测和控制；在滑块上安装位移传感器,以便时刻监测滑块的精确位置。在制动缸的气路上专门设计排气罐回路,将制动缸内的高压气体排入储

气罐,制动后产生的高压气体重新回收利用,以节约能源。

2.2　实验平台的硬件设计

JH23-63型气动冲床实施计算机控制时,必须把现场的各种测试参数,如位移和压力等连续变化的物理量,转换为计算机可识别的数字量输入到计算机进

行数据处理,以实现对实际工作过程的控制。处理结果也应转换为电压或电流,以推动执行元件的工作[3]。因此,这里采用数据采集和信号输出的A/D和

D/A转换板。A/D板采用的是数据采集卡PCL-818L,用来采集滑块位移传感器和各个压力变送器的信号,以实现上死点停止位置的控制和监测；D/A板采用

的是D/A转换卡PCL-726来输出控制信号。

根据JH23-63型气动冲床的控制要求,搭建的JH23-63型气动冲床平衡制动系统的计算机监测与控制系统原理图如图2所示。从图2中可看出,该系统以微

型计算机操作系统为平台,以控制算法模块为核心,以动作实现模块为框架,以执行模块为输出,通过电气比例压力阀和电控截止阀对机械压力进行控制

[4]。

在实际中,为了防止系统中电源电压波动所带来的不良后果[5],分压电路、传感器和电气比例阀均采用稳压电源,保证电压信号的稳定性。动作实现部

分采用计算机控制以后,大部分的控制都由程序代替,只有少量开关量输入独立于计算机控制软件模块以外。