座椅及安全带固定点强度试验台

座椅及安全带固定点强度试验台

            技术方案

       北京鑫盛星创测控技术有限公司

2018年06月04日

一、方案

1、用途及方案

安全带固定点强度试验台主要通过集成有9通道的液压伺服缸、高性能二级伺服阀、磁致伸缩位移传感器、力传感器，通过高性能数字伺服控制器，运行PIDF算法，进行闭环频率为2000HZ控制。使9个液压缸可以按照设定的加载目标值和加载速度进行同步加载并进行保持。满足GB14167-2013 、GB15083-2006、ECE R14、EP84310.08等标准。

                            试验台示意图

2、设备构成

9通道数字电液伺服控制系统（含软件）       1套

机械框架及试验平台                           1套

液压伺服油源                               1套

液压分油器                                 1套

液压油管                                     1套

液压伺服油缸                                 9只

MOOG伺服阀                           9套

力传感器                                   9只

      位移传感器                                   9只

拉线位移传感器                             3只

电气控制柜                           1套

加载辅具                                     1套

其他附件                                   1套

3、技术描述

3.1数字电液伺服控制系统

数字伺服控制系统选用我公司的多通道数字伺服控制系统，可以按照客户的测试要求进行灵活配置。控制系统主要由进行实时任务处理的控制器和具有友好界面的PC机人机接口软件两部分组成。PC机与控制器通过USB2.0或网络接口进行高速数据传输，传输速率高达480Mb/s，满足试验系统控制的实时性要求。USB2.0接口具有便于接插，使得人机接口软件同时适用于工控机和笔记本电脑。

控制器后面板                                  控制器前面板

    特点：

基于高速DSP，运算速率高，闭环频率单通道达10KHz,多通道可达2KHz

优化的PIDF的算法，可以通过系统设置，假如速度前馈或辅助反馈。

控制模式切换，平滑无扰动。

内部硬件采用全隔离的方式，抗干扰。

多种安全保护方式的组合，实现安全停机

板卡采用欧式插卡方式，便于设备维护和升级。

软硬件均基于模块化设计，方便通道管理和扩展。

            模块：

模拟信号调理模块

用于对位移和力信号进行调理，并送入CPU进行处理，参与实时的闭环运算。信号调理模块AD分辨率为18位，过采样可达19位。数据采样频率为49.152KHz。

数字输入输出模块

用于开关量输入输出控制，对其他开关信号进行监控，并实现自动停机和紧急停机的功能。

伺服驱动模块

           用于输出驱动驱动器电压信号。根据系统的性能要求进行配备。DA的分辨率为16位，数据输出更新频率为49.152KHz。

编码器采集模块

用于对编码器的正交信号进行采集和处理，正交信号采样时钟10MHz。

手持操作器

     通过手持操作器，可以远程控制作动器的运动，通过液晶显示屏显示当前的位移和载荷。

             性能参数：

3.2人机接口软件

                                    软件主界面

此部分主要为客户提供非常友好的用户界面，可以对软件进行配置、参数调整、数据记录及数据库管理。由以下几部分组成（根据目前的试验系统进行界面重新编写）:

1）、操作界面

负责用来显示用户需要实时显示的数据窗口及曲线，控制模式设定、振动频率设置、PID参数调节等参数设置。

                 数据曲线模块                                数据记录模块

数字示波器可以对选择信号实时进行显示，功能类似于物理示波器。

数据记录把选择的通道进行数据记录，设置记录频率，数据格式为txt格式，便于客户导入到EXCEL中进行后续的分析处理。记录数据频率最大为6.144KHz

 信号显示器                                   流程编辑器

   信号显示器可以显示系统中所有的信号。用户可以随意添加、删除和修改。显示类型为:瞬时值、最大值/最小值、峰谷值、平均值、有效值等。添加信号的个数不受软件的限制。

     流程编辑器可以根据自己的试验步骤定义试验流程，可以实现自动启停油源、切换控制模式、调节信号发生器频率等软件包含的功能都可以在流程中进行调用，为客户可以定义自己试验流程提供了方便的接口。

标定模块

分为传感器标定和板卡标定。标定参数以虚拟TED的方式保存，便于软件调用以及系统移植。

3.3机械框架及试验平台

  满足高强度、变形小的特点，具体可以参考示意图。三个横梁可以进行电动调节，并设有限位开关，

在水平方向上通过定位销进行手工调节。

3.4 液压伺服油缸

采用特别设计的伺服作动器，额定推力50KN

工作压力：21MPa

单出杆活塞结构：最大行程1000mm

活塞、活塞杆表面镀硬铬，并进行表面抛光处理

内置磁致伸缩位移传感器，非接触式测量。

3.5伺服阀

选用美国MOOG公司G761-3005高性能二级流量伺服阀，充分保证作动器具有良好的动态响应性；

流量63L/min（压差7Mpa时），额定压力21Mpa；

原有作动器无需增加过渡板；

3.6液压伺服油源

总流量200L/min，压力21Mpa，总功率110kW，过滤精度3µ；

采用成熟技术，按标准模块化单元生产制造，性能稳定；

油泵电机组:1套

1套200L/min油泵电机组

油泵选用恒压变量油泵，具有优良的耐久性和长寿命；

三相交流电机驱动，配置减振装置（选用减振垫），以减小振动和噪音；

各油泵吸油口配置吸油过滤器及手动截至阀，便于调试和维修；

过滤系统:

三级过滤，最高过滤精度3μ，保证伺服阀在高清洁度的环境下工作；

带堵塞发迅报警装置（DC24V），具有滤油器堵塞报警功能；

配置直列式水冷却器，与回油管路相连，进行泵站的集中冷却；

集中回油式水冷却器，所有作动器的回油系统集中后经过冷却器冷却流回油箱；

冷却水用户自备：压力≥0.5MPa，流量≥40m3/h。

伺服油箱：全封闭油箱，配置温度测量、空气过滤、油位显示等装置；

泵站电气控制系统：

配置独立式电气控制柜，标准单元化设计制造，实现泵站系统的电气控制功能；

电源：总功率37kW，AC380,50Hz,三相五线；

低压延时顺序控制油电机启动，有效减小启动冲击，保证系统长期可靠工作；

配置泵站远程控制箱（DC24V），远程放置在试验台附近或控制室内，实现泵站的远程控制与 监控（油泵开/停、高/低压切换、滤油器堵塞报警、液位过低报警、急停等），并直接与控制系统对接，由控制系统实现对泵站系统的管理。

   3.7液压分油器

3.5.1 参数：

作为连接泵站与多套（九套）作动器的中继站，可方便地与各作动器连接；

配置精密滤油器（过滤精度3μ），进一步保证液压油的清洁性；

配置进/回油蓄能器，用于减少液压油的流量和压力变化，同时为瞬时需要大流量和高速度的试验提供瞬时大流量液压油，提高系统动态性能；

通道数量：九通道，可同时为九套作动器供油；

最大通过流量：≥400L/min；

工作压力：21MPa；

进油端配置手动截至阀，便于系统维护。

3.8管路系统：高压软管总成，选用进口产品（美国ETON）。

泵站至稳压分油器管路：进油1套、回油1套、泄油1套。长度4米；

稳压分油器至各作动器的管路：进油9套、回油9套、泄油9套。长度3米。

3.9位移传感器

   选用MTS的磁致伸缩位移传感器，内置在液压缸内部，行程1000mm，精度0.1%FS。

3.10拉线位移传感器

       选用拉线位移传感器，编码器信号输出，型号：STS-C-P-1000，精度0.1%FS。

    用于测量需测点的变形量。

3.11力传感器

选用美国PCB或Interface传感器，量程：45kN，150%过载，精度：0.1%FS。

3.11电气控制柜

1、控制柜本体

选用19”铝合金框架标准控制柜，坚固、美观大方，电磁屏蔽性能优良。

显示器和键盘通过多自由度支架进行调节。

         2、电脑系统：采用研华IPC610H工控机。

         3、UPS：APC 1000VA ups，ups的状态可以通过伺服控制器进行监控，当UPS工作状态不正常时，设备可以自动停机。

        4、电气控制盒：包含直流电源，继电器板，控制开关动作，急停功能使用德国Pilz安全继电器实现。

5、接插件：电气连接器均采用美军标接插件或雷莫系列接插件。

3.12加载辅具：试验的工装及模块，。

1、大、小两种尺寸的下人体及假胸加载模块各三个符合GB14167-2013附录F中的相关要求。

2、1个ISOFIX静态加载装置应符合GB14167-2013附录B中的相关要求。

3、液压缸吊装装置，保证试验过程及卸载过程各液压缸不能相互干涉。

3.13必需的附件及附具

配置管路及作动器冲洗附件（冲洗电磁阀DC24V）；

备用滤芯（过滤精度3µ） 2件；

设备调试工具  1套。

三、供货期：5个月。

四、其它：

项目管理：项目经理负责协调项目的计划、生产和交货。

系统设计：本公司对所有的机械、电子、液压和软件进行设计.

系统检验：本公司在系统发运前对系统进行检验、操作和标定.

文档：随机提供控制器及软件系统用手册，同时提供pdf 格式的电子文档1 套。取决于系统配置，所有文档由以下部分或全部组成:

系统操作使用手册。

系统控制器及软件系统使用手册。

系统操作指导及有关信息.

有关使用的系统图纸，备件清单等.

产品装箱单。

产品合格证（附检定报告）。

验收和检查：在发货以前，本公司将对系统进行最终检查：

清点所有用户购买的内容.

证实所有机械、液压、电子和软件的功能.

证实系统正确的空载运行性能.

安装：服务工程师在用户现场对系统进行安装和功能检查并提供培训。用户提供试样。

保修：安装后的12个月内，提供免费维护。在保修期内，对所提供的所有部件免费维修。易耗品不在保修范围内。

五、未尽事宜双方协商解决。