NBKB-A2智能化工业型液压综合设计实训系统

 

液压传动技术已广泛应用于机械、冶金、农业、建筑、汽车、国防等领域。各高等院校一般均开设 “液压传动”、“液压传动与控制”、“液压技术”等课程。本装置是根据相关课程的教学大纲开发设计而成，集真实的液压元件、执行模块、继电器控制模块于一体。

 

一、产品功能特点：

1、实验台架采用工业铝型材，立式双面结构，双面同时开实验，配备2套元器件，由基座和实训操作面板组成。基座为全开放式，带有四个福马轮，可方便移动。基座顶部是台板，为凹盆结构，可有效防止液压元件滑落。主体框架采用国标铝合金型材制作，基座两面是实训操作面板，操作面板采用欧标T型槽板拼装而成，槽间距20mm。液压实训操作面板的下部有二排液压快速自封接头，分别为泵的压力油接头、系统回油接头。双面结构操作面板上部为电气控制模块，操作面板尺寸1420mm*560mm。

2、采取高低压电分开方式380V泵站用电采取独立控制结构，并配置有电机软启动系统（自带过载、过热、短路、漏电保护），实验模块用电全部DC24V低压供电；

3、PLC可编程控制器：利用可编程控制器与软件相结合，可以实现虚拟软件与实物元件回路同步动作；

4、卡夹：双卡槽一体化固定方式，为保证强度及不老化，卡爪需采用不锈钢材料制作；

5、配套测控系统软件：测控软件需采用C#开发，软件功能齐全，界面直观性强、操作方便、同一界面可同时显示8种虚拟仪器（压力、流量、转速、功率、位移等），可即时显示动态曲线和数据，可即时在软件上控制电机泵组开停，可对压力、流量、转速、扭矩、位移等进行自动检测。

6、配有工具柜:可存放液压元件、文件资料等；

7、实验台桌面配套漏油过滤网板，桌面并具有残油回收功能，底部安装有万向轮（带刹车功能），并装有固定脚杯；

8、采用PLC采集控制系统。

9、双面都配有7寸液晶触摸屏，能显示压力、位移、流量、功率、转速、温度等实验数据。10、底板采用铝合金材料，并经阳极氧化处理。

11、另外配配液压工作台，每台配1种不同的执行机构，执行机构不限于挖机组装及控制实验，塔吊组装及控制实验，机床组装及控制实验，升降机控制实验，滑轨控制实验，转塔控制实验等实验。

二、实验项目，双面同时实验：

1、压力控制元件应用实验：

1）系统压力调节实验（溢流阀应用实验）

a.单级调压实验；

b.远程调压实验；

c.多级调压实验

2）顺序阀应用实验，卸荷应用实验，压力继电器应用实验。

2、方向控制元件应用实验（执行元件运动方向及油液流向控制实验）

1）执行元件运动方向控制实验，液控单向阀的应用实验，差动增速变换实验

3、液压系统流量控制元件应用实验（执行元件速度控制实验）

1）进油节流调速，回油节流调速，单向节流调速，双向节流调速，旁通节流调速，油缸同步动作实验。

4、液压系统自动循环控制实验（PLC控制和继电器控制实验）

1、压力继电器控制油缸行程和位置实验

2、行程开关控制油缸行程和位置实验

3、压力继电器控制油缸顺序动作实验

4、行程开关控制油缸顺序动作实验，PLC编程控制液压系统实验（仅举例）

5、基本液压回路仿真实验（电脑软件仿真和实验台同步控制），利用电脑仿真软件，可以模拟基本液压回路的控制和动作过程，也可同时控制实际连接的液压回路同步动作运行。

6、编程控制实验：根据回路动作进行PLC编程，然后连接液压回路和电路进行运行实验。

7、液压元件性能测试，液压泵性能测试实验，溢流阀静态性能实验，溢流阀动态性能实验，液压缸性能实验，进口节流调速回路性能实验，进口节流调速回路性能实验，旁路流调速回路性能实验。

8、实验台配有液压工作台，每台配1种执行机构。配有光轴圆柱导轨滑轨，滑轨上有调节顶丝，调节滑轨松紧程度；直线导轨滑块，两导轨的平行度装配调节，可装漫反射开关，感应物体工件存在，进行联动训练实验；塔吊丝杆滑台，直线导轨模块（丝杆导程4mm）；转台齿轮（2模53齿，配编码器齿轮25齿）齿条旋转，减速电机带动蜗轮蜗杆蜗（40：4）旋转；机床模块；调节万向摆球螺纹深度，调整冲头冲压极限位，配带台阶同步轮，实现减速比2:1；简式升降机，调节浮动接头螺纹深度，调整升降高度；齿轮减速器，齿轮2模44齿和2模22齿，减速比2：1，配带台阶同步轮。

三、主要参数：

1、液压泵站为双电机泵组结构，2个泵站控制与实验台一体安装。变量电机泵组：电机为1.5KW三相异步电动机，电源AC380V50HZ，配有2个限压式变量叶片泵，最高压力7MPa，流量10L/min；配有2个定量电机泵组：电机为2.2KW三相异步电动机，电源AC380V50HZ，配有2个定量叶片泵，最高压力7MPA，流量12L/min；

2、传感器：压力传感器精度等级：0.5级量程：0-10Mpa；涡轮式流量器精度等级：0.5级量程：0-10L/min；功率变送器精度等级：0.5级量程：0-5KW；温度传感器精度等级：0.5级量程：-10-150℃；位移传感器精度等级：0.5级量程：0-160mm；

3、可编程控制器：工作电源为DC24V，晶体管输出型，I/O接口20个，其中输入12点，输出8点，各输入输出点均用快速安全插口（或航空插头）引出，方便电路接线。

四、配套数字化教学资源：

1、配套液压元件虚拟拆装模块：

1）建立液压元器件的几何模型和数学模型，学生可通过资源库加深学生对液压元器件的认知，了解其组成结构、工作原理。提供32种液压元器件：主要包括齿轮泵、叶片泵、轴向柱塞泵、直动式溢流阀、先导式溢流阀、直动式减压阀、先导式减压阀、调速阀、单向减压阀、定压减压阀、电液换向阀、两位三通电磁换向阀、两位四通电磁换向、三位四通电磁换向阀、手动换向阀、液控三位四通阀、顺序阀、先导式顺序阀、卸荷阀、节流阀、液控单向阀、RVP单向阀、回转液压马达、单杆活塞油缸、拉杆液压缸、双出杆活塞油缸、气囊式蓄能器、行程开关、滤油器、压力表、液力变矩器、千斤顶等。实验场景具备交互功能，涵盖爆炸图、工作原理、虚拟拆装多项功能，为用户提供从结构到原理再到拆装实验实验解决方案。软件具备实时缩放、平移、旋转等交互操作功能，方便用户对液压元器件的结构进行全面了解；

2）构造虚拟拆装环境，使用户能按照正确的流程逐步的完成拆装过程

2、配套液压回路模块：

1）软件建立了液压元件的三维数字模型，在三维虚拟场景中，实现旋转缩放任意角度观察，集成了18种液压元件：齿轮泵、叶片泵、直动式溢流阀、先导式溢流阀、直动式减压阀、单向减压阀、电液换向阀、两位三通电磁换向阀、三位四通电磁换向阀、手动换向阀、液控三位四通阀、顺序阀、卸荷阀、节流阀、RVP单向阀、单杆活塞油缸、拉杆液压缸、双出杆活塞油缸等常用的典型液压元件。

2）液压元件涵盖爆炸图、工作原理介绍、虚拟拆装多项功能，可对零件进行拾取、显示和隐藏操作，投标文件提供软件功能截图。

3）液压元件三维模型可以任意旋转、缩放观察，整体文字介绍，并通过爆炸图展示内部结构。

4）动态展示元件工作原理，模型半透明化处理，方便查看元件动作。

5）依照正确的拆装顺序，系统自动演示拆装过程，投标文件提供软件功能截图。

6）建立了换向回路的三维模型，点击元件库，将相应原件放入指定位置，点击连接按钮，按照流程操作模型，系统自动演示实验过程。

7）液压回路清单：换向回路、锁紧回路、调压回路、节流阀调速回路、调速阀调速回路、同步回路、卸荷回路、增压回路等，投标文件提供软件功能截图。

8）模型半透明化处理，方便查看零件动作；动态展示回路工作过程，可实现动态演示动作停止和播放功能

3、配套液压性能测试模块：

1）虚拟实验包括实验目的、实验原理、操作流程等内容，实验内容完整，包括液阻特性试验、溢流阀静态性能实验、调速阀特性测试实验、进口节流阀调速实验等典型实验。

2）能实现三维旋转、缩放、平移等交互功能，方便的进行操作；。

3）出口节流调速回路性能实验：建立了出口节流调速回路性能实验的三维模型，点击元件库，将相应原件放入指定位置，点击连管按钮，按照流程操作模型，系统自动演示实验过程。进口节流调速回路性能实验:建立了进口节流调速回路性能实验的三维模型，点击元件库，将相应原件放入指定位置，点击连管按钮，按照流程操作模型，系统自动演示实验过程。

4）智能化工业型液压综合设计实训系统与液压性能测试虚拟软件为同一生产厂商，投标文件提供承诺函加盖公章。

5）液压三维组态虚拟软件：建立液压回路三维模型，交互动作模拟液压回路，能完成20种虚拟仿真回路实验：压力调节回路-两级调压回路、两位两通电磁阀换向卸荷回路、两位四通电磁阀换向回路、三位四通电磁阀换向回路、手动换向阀换向回路、进油节流调速回路、回油节流调速回路、旁路节流调速回路、行程开关控制顺序动作回路、顺序阀控制顺序动作回路、速度换接回路：快慢速换接回路、速度换接回路：快慢工速换接回路、速度换接回路：快慢工速换接回路、锁紧回路、节流阀控制同步回路、行程控制差动回路、压力继电器控制的保压卸荷回路、压力继电器液控单向阀保压回路、压力调节回路-多级调压回路、压力继电器顺序动作回路。液压回路中能显示回路名称、液压系统原理图、操作面板和通讯状态等功能。

4、配套PLC实训控制模块：

1）创意实训模块场景具备添加、联机、运行、帮助、保存、导入、隐藏、显示功能。具有零件库，其中发/接收器2种、货物18种、重型传送设备7种、轻型传送设备3种、传感器2种、安全设备8种;在场景中可实现零件的删除、升降、旋转功能。

3）实训场景中的物体具备物理模型，能够反映物体的运动状态，搭建的时候能够进行干涉检测，可以在三维场景中移动零件的位置。实训中的传送带类零件，能够调整传送带的速度及转向。

4）实训场景搭建之后，能够配置传感器和执行器与PLC的连接关系，对于传感器和执行器，可以设置高电平有效还是低电平有效。每个控制对象的IO点都可以单独设定。

5）三维元件库主要包括中间继电器、交流接触器、交流电机、伺服电机、动态扭矩传感器、小型断路器、拉绳位移传感器、时间继电器、步进电机、气动开关阀、涡轮流量计、液压开关阀、热电偶、热继电器、电磁流量计、磁致伸缩位移传感器、转换开关、阻旋式、雷达料位计、静态扭矩传感器。

6）编程实训模块主要由典型的PLC实训项目组成，分为初级实训和中级实训两个类别。初级实训数量16个，包括电动机启停控制、电动机正反转控制、电动机的星三角启动控制、音乐喷泉、七段数码管文档、天塔之光、交通信号灯、电梯控制、水塔水位自动控制、多种液体混合、四节传送带、自动送料装车系统、机械手模拟动作、装配流水线、邮件分练机、立体仓库训练系统。中级实训数量于5个，包括PID控制-比例闻控制、PID控制-温度控制、PID控制-液位控制、通信控制、双层电梯控制及其虚拟场景。

7）可实现自动考核：点击考核按钮将进入考核模式，该模式中自动执行PLC程序，并对程序进行检测，检测完毕后进行自动打分，当PLC未连接或处于运行状态时，考核模式不会启动。

六、数字孪生平台：

1、管理端功能：

（1）身份验证功能：管理员通过网站登录窗口进行登录，从而进行身份验证

（2）首页可展示课程数、学生数、登录次数、实验总次数等统计信息

（3）基础数据维护：管理员登录后，可以对学校信息、院系信息、班级信息进行维护，支持院系、班级信息的设置，支持学院名称的新增、修改、删除和导出。

（4）支持资源分类信息的编辑和维护，系统可修改、新增及删除专业分类信息。

（5）资源管理：包含素材管理、产品管理等功能，支持资源pdf、H5、外链、图片、3D程序、3D资源、6、视频资源、立体教材等不同资源类型的新增、修改、删除等编辑。

（6）支持根据类型、名称、资源编码等信息筛选查询资源，可以配置资源的启动、停用等状态。

（7）可配置课程产品的显示信息，包括基本信息、简介、操作指导、使用必读等内容。基本信息配置包括封面、标题、类型、是否推荐等信息，简介、操作指导、使用必读等编辑，支持图片、视频等导入及编辑，支持文字的排版及格式设置。

（8）管理员可对用户进行资源授权管理操作。

（9）设备管理：设备信息、网关信息、监控信息，此功能是由管理员对实验室操作进行配置维护操作。对孪生设备进行管理：支持设备的增加、修改和删除管理，配置设备的摄像头、位置、MAC地址、设备名称、网关等信息，设置在线、离线状态。

（10）网关管理：添加网关包括网关名称、平台地址、类型、MQ账号、推送设置等信息的编辑管理。摄像头包括名称、地址、协议、序列号、通道等信息的配置，可设置设备的在线离线状态。

（11）实验记录：孪生预约功能、学习记录功能。管理员可以查找孪生设备预约功能，支持预约记录的查询和删除，包括人员、设备、开始时间、结束时间、创建时间等信息。

（12）日志管理：包括操作日志和登录日志的查询、删除、清空及导出等功能。

（13）系统监控：系统管理员功能，针对系统运行状态，参数配置，数据监控、缓存监控系统日常运行状态监测功能。