[发明专利]一种水压试验机压力平衡装置及其控制方法

权利要求书

1.一种水压试验机压力平衡装置，包括一增压系统，一平衡系统以及总线，所述增压系统和平衡系统通过总线连接，其特征在于所述增压系统包括：

一增压器，作为所述增压系统的动力源；

一PLC控制器，通过总线与所述平衡系统连接；

一增压器控制阀，与所述PLC控制器和增压器连接，接收PLC控制器的压力信号，调节增压器控制阀的开度，控制增压器流量；

一增压缸，作为所述增压系统的执行元件，执行增压动作；

一P/I传感器，与所述增压缸连接，用于反馈增压系统的实际压力值；

一PI控制器，用以实现所述增压系统压力值的稳定调节；

一比例溢流阀，与所述PI控制器连接，接收PI控制器的信号，调整阀的开度，实现所述增压系统压力的无级调节；

第一累加器，与所述增压缸、增压器控制阀和比例溢流阀连接，用以存储来自增压器控制阀和比例溢流阀的压力信号，并将该信号累加后发送给增压缸；

第二累加器，与PLC控制器、PI控制器和P/I传感器连接，用以存储来自PLC控制器的压力信号和P/I传感器反馈的压力信号，并将该信号累加后发送给PI控制器。

所述平衡系统包括：

一增压器，作为所述平衡系统的动力源；

一液压轴控制器，通过总线与所述PLC控制器连接，接收由总线传送的PLC控制器压力信号，根据该压力信号向所述平衡系统发送压力信号；

一平衡缸，作为所述平衡系统的执行元件，执行增压动作；

一P/I传感器，与所述平衡缸连接，用于反馈平衡系统的实际压力值；

一PI控制器，用以实现所述平衡系统压力值的稳定调节；

一累加器，与所述液压轴控制器、P/I传感器和PI控制器连接，用以存储来自液压轴控制器的压力信号和P/I传感器反馈的压力信号，并将该信号累加后发送给PI控制器；

一电液控制阀，与所述PI控制器、增压器和平衡缸连接，接收来自PI控制器的压力信号，调节阀芯以控制增压器的流量。

2.如权利要求1所述的水压试验机压力平衡装置，其特征在于：所述液压轴控制器为数字式液压轴控制器。

3.如权利要求2所述的水压试验机压力平衡装置，其特征在于：所述电液控制阀为高频响比例阀或伺服阀。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的水压试验机压力平衡装置，其特征在于：所述增压系统中的增压器包括若干个增压泵。

5.一种水压试验机压力平衡装置控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)准备阶段：将试件放置到试压工位，然后密封试件，开始充水；

(2)充水阶段：开始充水后，为了平衡充水时的压力，设置一个平衡缸的初始压力值，并将其传输给PLC控制器，PLC控制器又通过总线将其传输给液压轴控制器，同时平衡系统的增压器通过电液控制阀向平衡缸提供压力源，液压轴控制器根据平衡系统I/P传感器的反馈值和初始压力值对电液控制阀的阀芯进行控制，进而调节系统的压力；

(3)增压阶段：充水结束后，增压开始，增压系统的增压器开始增压，试件内水的压力通过增压系统的I/P传感器反馈给PLC控制器，PLC控制器通过总线将该值传输给液压轴控制器，液压轴控制器根据该值控制平衡系统的压力，并将平衡系统I/P传感器反馈的实际压力值与PLC通过总线传输的压力值进行比较，不断通过调整电液控制阀的阀芯来调整偏差值，使增压系统和平衡系统始终处于动态平衡状态，直至达到设定压力值，试压完成；

(4)卸压阶段：保压时间到后，增压系统的增压器开始卸压，比例溢流阀按给定斜率卸压，随之撤销平衡系统的跟随行为，卸压过程完成。

6.如权利要求5所述的水压试验机压力平衡装置控制方法，其特征在于所述步骤(3)增压阶段还需设定增压时间，当超过设定增压时间压力仍未达到设定压力值时，系统报警，增压器执行正常卸压程序。

7.如权利要求6所述的水压试验机压力平衡装置控制方法，其特征在于所述步骤(3)增压阶段还包括：当增压压力超过设定压力值的10％或平衡缸位移超过设定范围时，系统报警，增压系统增压器停止增压，断开平衡缸系统的跟随行为，增压系统紧急卸压。

8.如权利要求7所述的水压试验机压力平衡装置控制方法，其特征在于所述步骤(3)增压阶段若发生泄漏，则系统报警，增压器执行正常卸压程序。

9.如权利要求8所述的水压试验机压力平衡装置控制方法，其特征在于所述步骤(4)卸压阶段还需设定卸压时间，当超过设定卸压时间压力仍未卸掉时，系统报警，增压系统增压器慢速后退卸压。