IC697VAL132_深圳长欣自动化设备有限公司

品牌：GE	规格：全新	材质：原装
产地：国外

IC697VAL132

试验机组成与设计原则

石油管复合挤毁试验机的外观如图1所示。它的组成包括载荷框架、液压油源、高压水加压泵站、高压气加压泵站和控制与数据采集系统五个部分。

图1 石油管复合挤毁试验机

载荷框架主要包括轴向载荷台架和两个外压挤毁缸，起容纳试样功能。液压油源为轴向载荷和侧向弯曲液压缸提供动力。高压水加压泵站为外压挤毁缸注入高压水，使试样承受外压。高压气加压泵站为试样内部注入高压气体，使试样承受内压。控制与数据采集系统调配上述四部分工作，同时采集试验过程中的多物理量数据反馈。

三、控制与数据采集系统功能与硬件搭建

控制与数据采集系统需要监视液压油源、高压水加压泵站和高压气加压泵站三者的工作状态，控制试样所受轴向载荷、侧向弯曲、内压及外压的大小和加载速率。系统需要控制的子系统和部件如图2所示。

液压油源中的电机带动柱塞泵或齿轮泵提供动力。换向阀起通断开关作用。溢流阀调节系统压力，溢流。伺服阀控制轴向载荷大液压缸和两个侧向弯曲小液压缸。伺服阀通过调节液压缸两腔压力，实现载荷或位移闭环控制，为试样施加轴向载荷及侧向弯曲载荷。同时，油源上还装有油箱液位传感器、温度传感器。大液压缸两腔装有压力传感器。所有管路连接油箱的吸油、回油口都装有带数字信号反馈的油滤。

高压水加压泵站与高压气加压泵站类似。两个电控调压阀分别调节泵头入口压缩空气压力和卸压阀压力，从而控制试样内压和外压的升降。多个电磁阀分别控制泵的开关与保压气控阀通断。监控传感器反馈入口压缩空气压力和管路内压力，保证泵站。

除去控制上述执行元件外，系统还需要采集试验过程中试样的压力、力、位移、应变、温度等传感器反馈信号。

控制与数据采集系统

高压气加压泵站

高压水加压泵站

液压油源

图2 控制子系统与部件图

如上所述，控制与数据采集系统需要同时具备模拟量输入和输出（AI和AO）、数字量输入和输出（DI和DO）以及多物理量数据采集通道。复合挤毁试验载荷大、压力高，试验危险性强，要求控制与数据采集系统安装位置尽量远离危险源且工作稳定性高。

考虑到上述因素，在系统搭建中采用基于NI PXI-E平台的集中式控制与数据采集方式。将控制与数据采集系统的所有硬件安装在一台现场主控制柜中。控制柜位于试验地坑角落中，距离试样8米左右。主控制柜中的PXIe-1082 8槽3U机箱通过PXIe-8375x4和PCIe-8375x4 MIX卡连接30米光纤与控制室内的工业控制计算机通讯，实现远程操控。这种架构方式有以下三个优点：

（1）试验过程中人员性高。试验中操作人员处于控制室中，与试样直线距离超过20米。

（2）保证系统硬件。控制与数据采集系统的所有硬件安装在现场主控制柜中。与分布式控制与数据采集方式相比，虽然增加了主控制柜内接线工作量，但减少了软件接口，同时降低了因执行机构失控造成系统硬件损坏的概率。

（3）数据稳定性提高。试验中多数传感器安装在试样上，如果数据采集系统距离试样太远，传感器连接导线过长，干扰和噪音会影响信号质量。特别是试验机液压油源中配有大功率电机和变频器，多个传感器反馈信号为毫伏级电压，更会加剧长导线的影响。因此，主控制柜放置在试验地坑中而不是控制室内。而主控制柜中的PXIe机箱通过MIX通讯卡和光纤与控制室内的工业控制计算机连接，数据传输速度快且稳定性高。

除去上述优点，这种架构方式需要注意的是MIX通讯卡与工业控制计算机的兼容性。

板卡选择中，仅选用以下4种6块板卡即可满足系统控制和数据采集通道需求：

PXIe-6363 X系列多功能卡1块。这块板卡功能强大，带有32路正负10 伏模拟输入，4路正负10伏模拟输出，48路5伏数字I/O和4路32位计数器。系统中使用正负10伏模拟输入功能接入所有执行子系统监控传感器信号，使用正负10伏模拟输出控制液压油源、高压水加压泵站和高压气加压泵站中的气控调压阀等执行元件。5伏数字I/O和32位计数器功能未使用。

PXI-6515数字I/O卡1块。这是一块32通道24伏工业数字I/O卡，它的数字输出功能用来控制所有中间继电器通断，根据试验步骤开启或关闭电机、泵及所有阀件；数字输入功能收集油滤、紧急停止按钮的状态信号。

PXIe-4330应变与桥路传感器数据采集卡3块。该数据采集卡集传感器供电与信号调理、采集于一体，能为传感器提供0.625伏到10伏的供电。这一供电范围涵盖了应变采集常用的2伏和3.3伏以及压力传感器常用的10伏，使系统无须再为传感器另配线性电源。3块采集卡中的1块8个通道用来采集液压缸两腔压力和试样内压及外压，同时为外接位移传感器和力传感器预留通道。剩余2块采集卡实现16通道1/4桥应变高速同步采集（采样频率高达25kHz）

SICK OPTIC ELECTRONIC 1012917 Through-Beam Photoelectric, NPN, Red, 12 m range,

SICK OPTIC ELECTRONIC 1012918 Through-Beam Photoelectric, PNP, Red, 12 m range,

SICK OPTIC ELECTRONIC 1012919 Proximity Photoelectric, PNP, IR, 50...1000mm ABS,

SICK OPTIC ELECTRONIC 1012920 PHOTOELECTRIC PROXIMITY

SICK OPTIC ELECTRONIC 1012921 Proximity Photoelectric, PNP, IR, 50...1000 mm ABS

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013024 SENSOR HEAD

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013188 BARCODE SCANNER STANDARD FRONT EMITTING

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013228 DISTANCE MEASURING DEVICE, 4 . . . 20 MA, IR, 250

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013231 Distance Measuring Device, 4...20 mA, IR, 400...10

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013256 Contrast Sensor, NPN output, lens 211 (10 mm), sta

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013259 Contrast Sensor, PNP output, lens 211 (10 mm), dyn

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013260 ZPA LOGIC - SINGLE ACCUMULATION, SINGLE AND SLUG

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013264 PROXIMITY PHOTOELECTRIC,

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013268 SENSOR PROXIMITY PNP IR 100-1500MM RANGE

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013271 Contrast Sensor, PNP output, lens 212 (20 mm), sta

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013341 Infrared Data Transmission unit, 200 m range, RS-2

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013342 Infrared Data Transmission unit, 200 m range, RS 4

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013347 SENSOR

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013401 SENDER, 60M (196) RANGE,

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013410 SAFETY INTERFACE 24VDC FOR LIGHT CURTAIN

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013413 Type 2 Sender, 150mm Protective Height, 30mm Resol

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013414 TYPE 2 RECEIVER, 150MM PROTECTIVE HEIGHT, 30MM RES

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013415 LIGHT CURTIN TYPE 2 SENDER 300MM

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013416 Type 2 Receiver, 300mm Protective Height, 30mm Res

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013417 TYPE 2 SENDER, 450MM PROTECTIVE HEIGHT, 30MM RESOL

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013418 LIGHT CURTAIN RECEIVER TYP2 450MM

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013419 Type 2 Sender, 600mm Protective Height, 30mm Resol

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013420 Type 2 Receiver, 600mm Protective Height, 30mm Res

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013421 TYPE 2 SENDER, 750MM PROTECTIVE HEIGHT, 30MM RESOL

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013422 Type 2 Receiver, 750mm Protective Height, 30mm Res

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013423 TYPE 2 SENDER, 900MM PROTECTIVE HEIGHT, 30MM RESOL

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013424 TYPE 2 RECEIVER, 900MM PROTECTIVE HEIGHT, 30MM RES

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013477 Contrast Sensor, PNP output, lens 211 (10 mm), 4-p

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013478 Contrast Sensor, PNP output, lens 212 (20 mm), 4-p

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013480 Contrast Sensor, NPNP output, lens 211 (10 mm), 4-

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013481 Contrast Sensor, NPN output, lens 212 (20 mm), 4-p

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013482 Contrast Sensor, NPN output, lens 210 (40 mm), 4-p

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013484 DISTANCE MEASURING DEVICE PROX 100-2000 MM

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013485 Contrast Sensor, NPN output, lens 211 (10 mm), 20

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013490 CONTRAST SENSOR

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013492 REFLEX PHOTOELECTRIC, POL

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013493 PROXIMITY PHOTOELECTRIC,

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013494 PROXIMITY PHOTOELECTRIC,

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013499 Luminescence Sensor, PNP/Analog output, lens 213 (

SICK OPTIC ELECTRONIC 1013601 Infrared , Data Transmission unit, 200 m range, RS 4