CN103062155B - 一种模块化液压综合测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化液压综合测试系统，包括中央控制系统模块以及分别与中央控制系统模块相连的动力模块和单元测试模块。本发明还提供一种模块化液压综合测试系统的测试方法，包括以下四个步骤：将待测液压元件与单元测试模块相连；通过测试控制工业计算机设定测试类型与测试项目，使动力模块按测试要求工作；达到测试条件后，测试控制工业计算机发送控制指令到单元测试模块，使单元测试模块工作并采集信号、进行数据预处理以及将数据打包发送；数据分析工业计算机接收数据包，并生成测试报告。本发明连接方便，可以进行模块组合，功能强大；采用虚拟仪器测试平台，操作简单，可靠性高；测试数据准确、可靠；具有一定的自适应能力。

Description

一种模块化液压综合测试系统及其测试方法

技术领域

本发明属于液压元件和液压系统测试技术领域，尤其是涉及一种模块化液压综合测试系统及其测试方法。

背景技术

在液压元件与液压系统测试设备的设计与建设中，国内元件生产厂家与工程机械整机厂家的检测设备还是采用独立检测单元。这样的模式对液压元件的出厂检测是比较经济可靠的，但是存在功能单一、自适应能力差，测试数据的可靠性有待提高，不便于信息共享等问题。

而理想的新产品性能、耐久性及液压系统验证试验的测试设备，可以设计为采用共用的试验单元进行试验系统重构，在实现试验功能的前提下，降低投资成本。随着现场总线技术、网络技术的发展与成熟，乃至虚拟仪器测试系统的应用，使得不同测试功能的测试设备根据相同的通信协议连接在一起，通过柔性的试验平台，使资源共享成为可能。因此，提供一种基于模块化设计的液压综合测试系统及其测试方法就显得尤为重要了。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种模块化液压综合测试系统及其测试方法，尤其适合用于准确、方便地对液压元件或液压系统进行测试。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种模块化液压综合测试系统，包括动力模块、中央控制系统模块和单元测试模块，所述中央控制系统模块包括工业以太网交换机、测试控制工业计算机和数据分析工业计算机，所述测试控制工业计算机和所述数据分析工业计算机均与所述工业以太网交换机相连；

所述动力模块与所述工业以太网交换机相连，且分别与所述测试控制工业计算机和所述数据分析工业计算机相互通讯；

所述单元测试模块与所述工业以太网交换机相连，且分别与所述测试控制工业计算机和所述数据分析工业计算机相互通讯。

所述模块化液压综合测试系统还可以采用以下技术措施：

所述单元测试模块中所使用的网线、动力线和液压管线均通过快速接口接入。

所述动力模块包括电气动力模块、液压动力模块和机械动力驱动模块，所述液压动力模块和所述机械动力驱动模块分别通过所述电气动力模块与所述工业以太网交换机相连。

所述电气动力模块包括PLC，所述PLC与设置在所述液压动力模块上的现场I/O模块通过PROFIBUS-DP现场总线相连，使所述电气动力模块与所述液压动力模块相互通讯；所述机械动力驱动模块设有变频器，所述PLC与所述变频器之间通过PROFIBUS-DP现场总线相连。

所述单元测试模块包括测试模块、数据控制卡、工业一体触屏计算机和数据采集卡，所述测试模块上设有电磁阀和传感器，所述电磁阀用于控制测试过程；所述工业一体触屏计算机通过所述数据控制卡控制所述电磁阀的动作，所述工业一体触屏计算机通过所述数据采集卡与所述传感器相通讯；所述工业一体触屏计算机与所述工业以太网交换机连接。

所述传感器包括压力传感器、温度传感器、流量传感器、位移传感器或速度传感器中的一种或几种。

所述测试模块上设有一个或一个以上预留传感器快速接口，用于接入外接传感器。

所述测试模块包括液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块或液压马达测试模块中的一种或几种。

一种利用所述模块化液压综合测试系统测试液压元件或液压系统的测试方法，包括以下四个步骤：

（1）将待测液压元件与所述单元测试模块相连；

（2）通过所述测试控制工业计算机设定所述待测液压元件的类型与测试项目，所述测试控制工业计算机将控制指令输送到所述动力模块，使所述动力模块工作，从而使液压油满足测试条件；

（3）所述液压油达到所述测试条件后，所述测试控制工业计算机根据测试项目的内容按步骤逐一发送控制指令到所述单元测试模块，使所述单元测试模块工作，所述单元测试模块中的各种传感器发出信号，所述单元测试模块中的工业一体触屏计算机采集所述信号并对其进行数据预处理，再将经过预处理的所述数据打包发送；

（4）所述数据分析工业计算机将步骤（3）中所述经过预处理的数据包接收，并进行详细分析，绘制曲线；同时与所述待测液压元件试验标准进行对比，生成测试报告，可以直接打印测试报告或通过因特网进行信息共享。

步骤（1）中所述的单元测试模块中的测试模块包括液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块或液压马达测试模块中的一种或几种，可以根据测试项目需要，选择所述测试模块的各个组成部分，并将其连入试验系统；

所述测试模块的各个组成部分均设有固有传感器，且均设有一个或一个以上预留传感器快速接口，根据测试需求选择性使用所述预留传感器快速接口连接外接传感器。

本发明具有的优点和积极效果是：上述技术方案连接方便，测试模块可以根据测试需要进行模块组合，不仅可以进行液压元件的测试，还可以实现多元件液压系统的综合测试，功能强大；采用现场总线和工业以太网技术，连接方便，组合简单；采用虚拟仪器测试平台，操作简单，可靠性高；测试数据的采集与分析中采用同步采集异步处理的方式，使单元测试模块中的测试模块各组成部分以各自最优的状态并行运行，既减轻了中央控制系统模块计算机的负担，又保证了测试数据的准确性和可靠性；本发明基于模块化设计，能够按用户要求对单元测试模块的测试模块进行增减，具有一定的自适应能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是中央控制系统模块的控制方式流程图

图中：

1、动力模块2、中央控制系统模块3、单元测试模块

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明提供一种模块化液压综合测试系统，包括动力模块1、中央控制系统模块2和单元测试模块3，中央控制系统模块2包括工业以太网交换机、测试控制工业计算机和数据分析工业计算机，测试控制工业计算机和数据分析工业计算机均与工业以太网交换机相连；

动力模块1与工业以太网交换机相连，且分别与测试控制工业计算机和数据分析工业计算机相互通讯；

单元测试模块3与工业以太网交换机相连，且分别与测试控制工业计算机和数据分析工业计算机相互通讯。

单元测试模块3中所使用的网线、动力线和液压管线均通过快速接口接入。

动力模块1包括电气动力模块、液压动力模块和机械动力驱动模块，电气动力模块与工业以太网交换机相连，且控制液压动力模块和机械动力驱动模块的工作。电气动力模块包括PLC，PLC与设置在液压动力模块上的现场I/O模块通过PROFIBUS-DP现场总线相连，使电气动力模块与液压动力模块相互通讯；机械动力驱动模块设有变频器，PLC与变频器之间通过PROFIBUS-DP现场总线相连。

单元测试模块3包括测试模块、数据控制卡、工业一体触屏计算机和数据采集卡，测试模块上设有电磁阀和传感器，电磁阀用于控制测试过程；工业一体触屏计算机通过数据控制卡控制电磁阀的动作，工业一体触屏计算机通过数据采集卡与传感器相通讯；工业一体触屏计算机与工业以太网交换机连接。

测试模块包括液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块和液压马达测试模块。

液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块和液压马达测试模块上均设有压力传感器和温度传感器，且均设有四个预留传感器快速接口，用于接入外接传感器。

本发明还提供一种利用上述模块化液压综合测试系统测试液压系统的测试方法，包括以下四个步骤：

（1）将液压系统中的各个待测液压元件分别与单元测试模块3的测试模块中的液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块和液压马达测试模块对应连接；液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块和液压马达测试模块均设有压力传感器和温度传感器，且均设有四个预留传感器快速接口，根据测试需求选择性使用预留传感器快速接口接入外接传感器；

（2）如图2所示，利用测试控制工业计算机中的控制软件选择待测液压元件的类型与测试项目，根据程序固化的测试条件，测试控制工业计算机将控制指令输送到电气动力模块的PLC中，PLC将接收的控制指令分别下达到液压动力模块的现场I/O模块和机械动力驱动模块的变频器上，使液压动力模块和机械动力驱动模块工作，从而使液压油的温度、压力、流量和机械驱动速度等测试条件满足要求；

（3）步骤（2）所述的测试条件满足要求后，控制软件根据测试项目的内容按步骤逐一发送控制指令到单元测试模块3的工业一体触屏计算机中，工业一体触屏计算机根据控制指令通过数据控制卡控制电磁阀动作，进行试验过程控制；同时数据采集卡把压力、温度和流量等传感器信号采集传送到工业一体触屏计算机中，工业一体触屏计算机把动态采集信号进行数据预处理，并将预处理完的数据打包发送；

（4）数据分析工业计算机将步骤（3）中经过预处理的数据包接收，并进行详细分析，绘制曲线；同时与待测液压元件试验标准进行对比，生成测试报告，可以直接打印测试报告或通过因特网进行信息共享。

实施例2：

如图1所示，本发明提供一种模块化液压综合测试系统，包括动力模块1、中央控制系统模块2和单元测试模块3，中央控制系统模块2包括工业以太网交换机、测试控制工业计算机和数据分析工业计算机，测试控制工业计算机和数据分析工业计算机均与工业以太网交换机相连；

动力模块1与工业以太网交换机相连，且分别与测试控制工业计算机和数据分析工业计算机相互通讯；

单元测试模块3与工业以太网交换机相连，且分别与测试控制工业计算机和数据分析工业计算机相互通讯。

单元测试模块3中所使用的网线、动力线和液压管线均通过快速接口接入。

动力模块1包括电气动力模块、液压动力模块和机械动力驱动模块，电气动力模块与工业以太网交换机相连，且控制液压动力模块和机械动力驱动模块的工作。电气动力模块包括PLC，PLC与设置在液压动力模块上的现场I/O模块通过PROFIBUS-DP现场总线相连，使电气动力模块与液压动力模块相互通讯；机械动力驱动模块设有变频器，PLC与变频器之间通过PROFIBUS-DP现场总线相连。

单元测试模块3包括测试模块、数据控制卡、工业一体触屏计算机和数据采集卡，测试模块上设有电磁阀、压力传感器和温度传感器，电磁阀用于控制测试过程；工业一体触屏计算机通过数据控制卡控制电磁阀的动作，工业一体触屏计算机通过数据采集卡分别与压力传感器及温度传感器相通讯；工业一体触屏计算机与工业以太网交换机连接。

测试模块包括液压泵测试模块，且其上设有四个预留传感器快速接口，用于接入外接传感器。

本发明还提供一种利用上述模块化液压综合测试系统测试液压元件的测试方法，包括以下四个步骤：

（1）将待测液压元件与单元测试模块3的液压泵测试模块连接；液压泵测试模块设有压力传感器和温度传感器，且设有四个预留传感器快速接口，根据测试需求选择性使用预留传感器快速接口接入外接传感器；

（2）如图2所示，利用测试控制工业计算机中的控制软件选择待测液压元件的类型与测试项目，根据程序固化的测试条件，测试控制工业计算机将控制指令输送到电气动力模块的PLC中，PLC将接收的控制指令分别下达到液压动力模块的现场I/O模块和机械动力驱动模块的变频器上，使液压动力模块和机械动力驱动模块工作，从而使液压油的温度、压力、流量和机械驱动速度等测试条件满足要求；

（3）步骤（2）所述的测试条件满足要求后，控制软件根据测试项目的内容按步骤逐一发送控制指令到单元测试模块3的工业一体触屏计算机中，工业一体触屏计算机根据控制指令通过数据控制卡控制电磁阀动作，进行试验过程控制；同时数据采集卡把压力、温度和流量等传感器信号采集传送到工业一体触屏计算机中，工业一体触屏计算机把动态采集信号进行数据预处理，并将预处理完的数据打包发送；

（4）数据分析工业计算机将步骤（3）中经过预处理的数据包接收，并进行详细分析，绘制曲线；同时与待测液压元件试验标准进行对比，生成测试报告，可以直接打印测试报告或通过因特网进行信息共享。

以上对本发明的两个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种模块化液压综合测试系统，包括动力模块、中央控制系统模块和单元测试模块，所述中央控制系统模块包括工业以太网交换机、测试控制工业计算机和数据分析工业计算机，所述测试控制工业计算机和所述数据分析工业计算机均与所述工业以太网交换机相连；

所述动力模块与所述工业以太网交换机相连，且分别与所述测试控制工业计算机和所述数据分析工业计算机相互通讯；

所述单元测试模块与所述工业以太网交换机相连，且分别与所述测试控制工业计算机和所述数据分析工业计算机相互通讯；

所述动力模块包括电气动力模块、液压动力模块和机械动力驱动模块，所述液压动力模块和所述机械动力驱动模块分别通过所述电气动力模块与所述工业以太网交换机相连；

所述电气动力模块包括PLC，所述PLC与设置在所述液压动力模块上的现场I/O模块通过PROFIBUS-DP现场总线相连，使所述电气动力模块与所述液压动力模块相互通讯；所述机械动力驱动模块设有变频器，所述PLC与所述变频器之间通过PROFIBUS-DP现场总线相连。

2.根据权利要求1所述的模块化液压综合测试系统，其特征在于：所述单元测试模块中所使用的网线、动力线和液压管线均通过快速接口接入。

3.根据权利要求1所述的模块化液压综合测试系统，其特征在于：所述单元测试模块包括测试模块、数据控制卡、工业一体触屏计算机和数据采集卡，所述测试模块上设有电磁阀和传感器，所述电磁阀用于控制测试过程；所述工业一体触屏计算机通过所述数据控制卡控制所述电磁阀的动作，所述工业一体触屏计算机通过所述数据采集卡与所述传感器相通讯；所述工业一体触屏计算机与所述工业以太网交换机连接。

4.根据权利要求3所述的模块化液压综合测试系统，其特征在于：所述传感器包括压力传感器、温度传感器、流量传感器、位移传感器或速度传感器中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的模块化液压综合测试系统，其特征在于：所述测试模块上设有一个或一个以上预留传感器快速接口，用于接入外接传感器。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的模块化液压综合测试系统，其特征在于：所述测试模块包括液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块或液压马达测试模块中的一种或几种。

7.一种利用权利要求1所述模块化液压综合测试系统测试液压元件或液压系统的测试方法，其特征在于包括以下四个步骤：

(1)将待测液压元件与所述单元测试模块相连；

(2)通过所述测试控制工业计算机设定所述待测液压元件的类型与测试项目，所述测试控制工业计算机将控制指令输送到所述动力模块，使所述动力模块工作，从而使液压油满足测试条件；

(3)所述液压油达到所述测试条件后，所述测试控制工业计算机根据测试项目的内容按步骤逐一发送控制指令到所述单元测试模块，使所述单元测试模块工作，所述单元测试模块中的各种传感器发出信号，所述单元测试模块中的工业一体触屏计算机采集所述信号并对其进行数据预处理，再将经过预处理的所述数据打包发送；

(4)所述数据分析工业计算机将步骤(3)中所述经过预处理的数据包接收，并进行详细分析，绘制曲线；同时与所述待测液压元件试验标准进行对比，生成测试报告，直接打印测试报告或通过因特网进行信息共享。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：步骤(1)中所述的单元测试模块中的测试模块包括液压泵测试模块、液压阀测试模块、液压油缸测试模块或液压马达测试模块中的一种或几种，根据测试项目需要，选择所述测试模块的各个组成部分，并将其连入试验系统；

所述测试模块的各个组成部分均设有固有传感器，且均设有一个或一个以上预留传感器快速接口，根据测试需求选择性使用所述预留传感器快速接口连接外接传感器。