TC-QP04型气动伺服控制综合实验台
气动伺服技术以其节能、无污染、成本低廉、结构简单、维修方便、系统安全可靠、适应范围广ㄨ泛等优点，在现代制造业中占有十分重要的地位。本实验平台采用模块化设计思路，以工业级触摸一体机为主控单元、采用NI公司的LabVIEW软硬件平台、选用SMC气动元♀件搭建，可用于测控、机自←和过控专业教学中的液压与气压传动、过程检测与控制等课程的实验教学。本实验平台具有开放性，通过设计综合型、设计型◢实验项目，利于学生对◥所学知识的融会贯通。
（此图片紧供参考）
具体内容包括
实现☆一个基于虚拟仪器的气动伺服系╳统实验平台。系统基于LabVIEW软硬件平台，分别完成“基于虚拟仪器的气动伺服系统实验平台”的结构、信号调理电路、伺∮服控制程序、虚拟仪器面板的设计与开发。
（1）实验平台结构设计
气动伺服系统实验平台主要由气动回〓路和数据采集与控制回路两部分组成，系统结构图如图♂１所示。气动回路主要由气㊣源、电磁阀、比例阀、压力传感器、气缸等组成；数据采集与控制回路以工业级触摸一体机和NI数据采集卡为↘核心，由位移传▓感器、力传感器、加速度传感器和相应的信号调理电路等组成。
图1 实验平台总体结构
PC机采用QY185型工业级触摸№一体机，数据采集√卡采用NI公司的USB-6211型多功能数据采集卡。USB-6211具有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器I/O等功能。模拟输入通道有㊣ 单端输入32路、差分输入16路，分辨率为16位，最大采样率为250Ks/s。模拟输出通道有4路，数据更⊙新率为每通道625Ks/s。数字I/O有48路，有2个定时/计数器，分辨率为32位，内部时钟频率为80MHz。该板卡的模拟输入、模拟输出电压的最大范围均为±10V。
（2）信号调理电路设计
本实验平台●选用的雷尼绍光栅尺的输出信号为差分信号，而USB-6211数据采集卡计数器的输入端只能接收单端信号，因此需要设计信号调理电路将光栅尺的输』出差分信号A＋、A－、B＋、B－、Z＋、Z－转换为USB-6211计数器可以接收的单端信ξ号A、B、Z，所设计的电路如△图2所示。
（3）电气控制单元
1）使用电源：国家标准〓供电电源——AC220V（±5%）、50HZ，带短路保护←、漏电保护、过载保护等功＠ 能；
2）控制电压：安全控制电压—DC24V；在规定压力范围内安全、稳定工作，并带有压力过载保护装置，防止学生误操ξ 作，造成人身伤↑害，带有漏电保护装置，电气控制带有过流保护，防止误操作损坏设备。
3）使用环境要求：能在环境◥温度-10℃～+50℃下使用；
4)可编程序控制器(PLC)：采用欧々姆龙，继电器输出形◇式，电源电压：AC 220V/50Hz；并配有与计算机通∞讯的下载线缆（包括适≡配器）。
5）漏电脱扣器：直流24V电源，电磁阀输出控制口，接近开关，磁性开关，连接线缆，插座，按钮，指示灯等。
（4）气动伺服系统实验▓平台的软件设计
伺服控制系统软件的编写采用模块化的☆编程思路，软件功能框图见图3。
图3 软件功▲能框架
① 数据采集子模块。包括》气缸输出力、气缸◥运动加速度、气缸左右两腔的压力值４ 路模拟Ψ 输入信号和气缸位置１路计※数器输入信号。
② 参考▂信号生成子模块。用于产生任意的给定参考信号。
③ 信号输出子模块。包括用于控制２个电▅气比例阀的２路模拟输出信号和用于↘控制２个电磁阀的２路数字输出信号。
④ 信号处理子模块。通过々采样得到的数值，结合给定参考╱信号，通过一定的控制√算法，得到所需要的控制量的值。
⑤ 图形化操作与显示子∞模块。利用LabVIEW丰富的界面实现人机交互功能，主要包括：测量数据的ξ 显示，给定参考信号参数的设定，控制算法中参数的设定等。
⑥ 数据存储子模块。实现将测量的数据保存ζ 为文件。
（5）虚拟仪器面板设计
使用旋钮、开关、转盘、指示灯等控件来★定义虚拟仪器面板，控制面板上有输入和输出两类对象，分为控制器和指示器。控制器包◆括开关、旋钮、按钮及其他输入设备；指示器包』括曲线显示区、LED和其ξ他显示输出对象。
（6）主要特点：
PLC气动实训装置是○我公司借鉴德国FESTO公司研发生产的快插组合式教学实验台。
1、气动实◣验台采用冷扎钢板框架柜体，表面防锈静电喷塑，美观大方。
2、实验面板：用精美的铝合金型材排列组合紧固螺丝加工而成，带“T”型槽。模块化结构设计搭建实验简单、方便，各个气动元件成独立模块。
3、气压阀体，带ζ 铝合金过渡底板，实验时可以随意在通用铝合金型材∮板上，组装各种实验回路，操作简单、方便。内嵌式锁紧机构，确保√与实验面板结合紧固、安全。
4、气压阀体成独立模块∏，标准工业快换『接头，特殊密封接口，清洁干净，不漏油。
5、安装方式：任意搭接、组¤合回路实验，扩展性强，提高学生的动手能力，老师的设计▃、开发能力，外形美观、安全。
6、气压阀采用为日本 “SMC”。性能稳定，安全可靠，经久耐用。
7、电器元器件等都为国内品牌厂家。有质量和售后服务保证。
8、 标准工业用元◣器件，性能可靠▓边，安全。
9、低噪音的工╱作泵站、提供一个安静的实验环境（噪声＜55分贝）
