基于双PID控制的高温蠕变试验机液压伺服加载系统浅析

陆彪

上海科星电液控制设备有限公司 上海 201106

引言

“高温蠕变试验机加载控制系统”属于机电一体化的用于蠕变试验机的精密液压设备及控制系统，属新材料试验必备标准设备，在新材料应用之前需要对新型金属、非金属材料进行高温高压情况下材料疲劳断裂，受应力变形，材料的拉伸、压缩持久、蠕变、松弛试验以及低周疲劳和蠕变疲劳试验，试验方法满足GB/T2039-1997《金属拉伸蠕变机持久试验方法》、HB5151-1996《金属高温拉伸蠕变试验方法》、HB5150-1996《金属高温拉伸持久试验方法》及JJG276-88《高温蠕变、持久强度试验机》的相关规定。

1 系统设计要求

控制要求：达到压力设定值时，压力稳定在1%（最大压力16MPa）以内，且稳定时间不小于8小时。

可实现手动上升及预压压下控制，可以实现自动预压压下及程序加压功能。

压头上升或下降时匀速运行，加压时均匀加压。

手动预压模式：对油缸进行预压。

自动模式：控制PLC提供无源触点启动。主令信号（模拟量）控制。

急停，断电处理：急停是所有液压站所有都停止。

升压时间：0～30秒（0～20T）。

力主令信号：-10V～+10V的模拟信号，力反馈信号为0～10V。

位移信号： -10V～+10V。

有停电故障时，压力立即卸荷，重新上电时，压力从0吨开始执行的功能[1]。

系统容量≤5kW，380V/50Hz，三相四线制，液压系统电磁阀电压24V/DC，150W。

2 系统组成及工作原理

2.1 系统组成

电炉蠕变试验机系统包括：炉体，真空系统，加热系统，温度控制系统，液压伺服加压系统组成，人机触摸屏控制界面，PLC程序控制系统，电液伺服控制系统，位移控制系统。

如上图1所示，电炉蠕变试验机一般采用液压伺服加载控制系统，液压伺服加载系统包括PLC、液晶触摸屏控制界面、PID1、PID2、伺服放大器、伺服阀、液压油缸、压力传感器、加法器、三通开关和转换阀组成。……