气动系统中使用最多的执行机构是作直线往复运动的气缸，气缸的信赖性直接决定着制造业的生产效率和产品质量，所以气缸的信赖性引起了世界各国产业界的普遍重视。气缸的信赖性试验是模拟气缸的实际使用环境对其进行寿命实验。按照ISO／FDIS 19973标准草案规定，在试验中并对气缸泄露量、最小作动压力和冲回程时间3个参数进行定期测量，来验证气缸在连续运行状态下的寿命是否符合要求。通过对现有测试数据进行分析，发现气缸泄漏量是决定气缸寿命的关键因素，造成气缸活塞泄漏的主要原因之一便是活塞密封圈失效。通过对不同类型的活塞进行比较试验，研究活塞密封性能，进而达到实验目的。其中，如何高精度地测量各参数和准确地控制气缸运行是本试验系统的关键。在对气缸的试验中，传统的控制和测量一般采用PLC和单片机技术，虽然可靠性好、成本低，但存在着灵活性差、操作复杂、数据管理难等缺点。本文运用虚拟仪器技术，采用LabVIEW软件，开发了气缸活塞密封性能信赖性试验系统；该系统可完成气缸各参数的测量，采用数据采集卡高速实时采集试验数据，实现了从数据库进行存储和查询；另外，LabVIEW的数字信号处理能力、模块化软件设计提高了系统的性能和灵活性。
　　
　　1.　气缸活塞密封性能试验系统功能和软件分析
　　
　　1.1　软件系统概述
　　气缸活塞密封性能信赖性试验是按照ISO标准规定，在同一环境下，对两组不同类型活塞进行信赖性实验。实验连续运行，通过定期测量各气缸的泄漏量、最小作动压力和气缸行程时间，来对气缸的活塞密封进行研究。
　　气缸活塞密封性能信赖性试验软件系统通过采集卡发出控制指令，由控制电路板将控制信号放大，从而控制各路气缸的电磁阀，实现气缸的换向。软件系统周期性的发出控制指令给电磁阀，记录气缸换向的次数，并将气缸动作次数存储于数据库供日后查询。软件系统通过采集卡接收气缸的位移时间信息、回路的压力信息，并将这些信息经过处理之后显示于人机交互界面中。同时，该软件系统还具有值班日志管理单元，能实现每天值班情况的录入与查询。
　　
　　1.2　软件系统的需求分析
　　测量系统对14个同型号的气缸严格按照ISO标准进行同步信赖性试验。测量系统由减压阀、流量计、压力传感器、激光位移传感器和数据采集卡组成，能实现连续运行，并可定期对气缸两腔的泄漏量、最小作动压力和气缸运动行程时间进行测量。
　　测量系统要求软件具有完备的系统功能，灵活的参数设置。具体要求如下：
　　●能很好地实现位移和压力的测量功能；
　　●实时记录数据、保存数据；
　　●满足测量精度，线性度不高于2％；
　　●快速响应，响应速度在200ms以下；
　　●可应对紧急情况，如果出现故障可自动报警，掉电保护等；
　　●适用工业控制环境，系统稳定、可靠性好；
　　●适应于信赖性试验，可长期稳定工作。
　　
　　1.3　软件开发工具
　　综合考虑本试验测量系统的要求，以及试验性能，为了提高系统的数据处理能力，节省系统开发周期，同时参考目前国内外工业界、学术界和研究实验室的情况，LabVIEW视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。因此，本系统选用LabVIEW软件作为上位机软件开发平台。
　　气缸信赖性试验测量系统需要记录气缸运行的周期数、值班情况等，因此需要一个可靠的数据管理软件，具有强大的数据存储能力，支持数据存储于查询，综合分析几种常用的数据管理软件，该系统选用SQL Server作为其数据管理软件。
　　
　　2.　气缸活塞密封性能试验系统软件设计方案
　　
　　2.1　系统总体框架
　　气缸活塞密封性能试验软件系统包括数据采集输出模块、数据处理模块、人机交互显示模块和数据管理模块。其中，数据处理模块包含压力监测单元、行程时间测量单元、电磁阀控制单元、技术与保存单元、值班日志管理单元。系统总体框架如图1所示。
　　
　　该系统由数据采集模块接收数据采集卡采集到的信号，供数据处理模块的各单元使用，如压力监测单元对压力传感器传输来的信号进行处理，然后传输给人机交互显示模块用于显示。记数与保存单元记录电磁阀的动作次数，并传输给数据管理模块进行存储。操作人员可通过人机交互显示模块输入信息给处理模块，或者查询气缸的历史计数、值班情况记录等。
　　
　　2.2　数据采集输出模块设计方案
　　软件系统中数据采集输出模块用于采集采集卡传输来的信息，同时能将系统的控制信息输出，通过采集卡传输给执行器。系统所需采集的信息包括压力信息、气缸行程时间信息等，所需输出的控制信息为电磁阀驱动信息。在labview平台上，数据采集与输出通过调用DAQ指令，结合采集卡来实现。
　　
　　2.3　数据处理模块
　　数据处理模块对数据采集输出模块中采集到的信息进行处理，提供给人机界面显示或者数据库存储。为了达到实验要求，该实验数据处理模块分为压力监测单元、行程时间测量单元、电磁阀控制单元、记数与保存单元、值班日志管理单元。
　　其中，行程时间测量单元是通过激光位移传感器的采集动作气缸的位移时间曲线，通过labview软件采集这个波形曲线，计算出气缸一个冲程所需的时间。此行程时间测量单元实现了将采集到的信号进行滤波将，对信号进行标定以及将实时位移时间曲线传输给人机显示模块等功能；电磁阀控制单元是使气缸运动的关键模块，该程序通过数据采集卡的数字输出端，给电磁阀高频或低频信号，控制气缸往返运动：记数与保存单元通过Labview与SQL sever数据库的链接，将所记录的数据保存入数据库中，以便该试验的查询工作；由于本试验是24小时连续工作，需要定时进行查看，因此值班日志便是工作人员每天停机检查和记录的重要工具，在本实验中，操作人员人机交互界面中输入值班情况，值班日志管理单元将录入的数据直接保存至数据库中，可以方便工作人员的记录工作。值班日志管理单元实现了自动存入值班人员名单，记录实时工况和记录出现异常情况时的紧急处理情况。 (责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）