用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的控制系统和方法与流程

本发明属于履带车辆变速机构动力换挡试验台技术领域，具体涉及用于高温液压站多路温度、流量和压力控制高精度精确系统和方法。

背景技术：

在液压控制领域很少有油源温度高达130℃的系统，在此条件下既需要实现油箱温度的控制，也需要对多路油路的流量和压力实现精确供油，同时实现既能在现场设备进行调试时操作，又能通过中控室集中控制和监控。为此需要开发一套与高温液压站配套的控制系统，解决油液加热和冷却控制，实现通过变频器驱动变频电机、常关比例节流阀、比例减压阀等控制元件实现对变速机构和变矩器包箱中的被试元件多路不同要求回路的设定流量供油。

技术实现要素：

本发明提供一种用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的控制系统和方法，用于解决现有技术中换挡实验台精确控制各路不同流量、压力的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的控制系统，用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的高温液压站由温度、流量和压力控制系统等组成，包括高温油箱、变频调速油泵、定速油泵、加热器、冷却器电动调节阀、过滤装置等；

系统按功能分为六个回路：操纵回路、变速机构润滑回路、轴承润滑回路、变矩器润滑回路、油箱循环过滤回路、抽油回路；各回路的作用是：操纵回路为变速机构换挡及变矩器闭锁提供动力；各润滑回路为变速机构、变矩器及其轴承提供合适压力、流量的冷却、润滑油液，减轻磨损及避免温度过高；循环回路带有加热器、冷却器、过滤器，启动前可对油温进行加热，试验中冷却油液，同时保持系统油液清洁度；抽油回路将变速机构及变矩器中试验包箱中的油液经过滤后送回油箱，重新进入系统工作；

系统由mcc动力和plc控制系统组成，mcc动力控制完成操纵回路、变速机构润滑回路、轴承润滑回路、变矩器润滑回路、油箱循环过滤回路、抽油回路各油泵电机和油箱循环过滤回路加热器控制，其中一路操纵油路和两路抽油回路采用abb变频器控制；

所述plc控制系统通过采集各操纵回路、变速机构润滑回路、轴承润滑回路、变矩器润滑回路、油箱循环过滤回路、抽油回路等的多路温度、压力、流量信号进入plc模拟量和热电阻输入模块，将各油泵过载跳闸、油泵运行、过滤器堵塞、油箱油位、冷却电动调节阀全开和全关等信号采集到数字量输入模块，结合触摸屏参数设置和上位机控制参数实现各油路按设定的温度、流量和压力供油，并根据采集的实时值变化进行动态调整，始终保持并接近保持在设定值，满足试验台运行参数。

作为优选方式，上述系统中各有关的温度、压力、流量满足要求，控制系统采用西门子s7-1500plc+触摸屏+上位机profinet远程通讯控制实现。

作为优选方式，s7-1500plc系统包括：20a直流供电电源，plc电源模块，cpu1511-1pn、2×32di数字量输入模块、2×16do数字量输出模块、3×8ai模拟量输入模块、4×4rtd铂热电阻输入模块、2×8ao模拟量输出模块、cm1542-5dp通讯模块和西门子15”精简触摸屏。

作为优选方式，油液经油泵增压，经过滤、调压之后分两路进入变速机构及变矩器操作油口，两路操作油路上分别设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻，变矩器支路通过截止阀实现连通与切断；由于操作回路存在瞬时大流量的工况，故回路上设置了容积为4l的蓄能器用于瞬时补油，瞬间放油量约为0.6l；操作回路压力采用比例调节，调压范围从近似零压可以调节至3mpa；流量采用变频电机与定量泵调节，流量范围39-200l/min，对应频率约10-55hz。

作为优选方式，为满足各润滑回路为变速机构、变矩器及其轴承提供合适压力、流量的冷却、润滑油液，减轻磨损及避免温度过高的要求，变速机构润滑回路油液经油泵增压，经过滤后分两路进入变速机构润滑油口，油路上分别设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻；两路润滑油的流量及压力都需要进行比例调节，流量调节范围为近似零流量至50l/min，压力调节范围为近似零压至0.5mpa。

作为优选方式，轴承润滑回路，采用定量泵供油，油液过滤后分为三路，其中两路输送到变速机构轴承，一路给变矩器轴承供油，通过截止阀实现连通、切断；变速机构轴承润滑的两支路通过比例节流阀来实现流量调节、分配；变速机构轴承润滑流量范围0-25l/min，变矩器轴承润滑流量10l/min。

作为优选方式，变矩器润滑回路油液经油泵增压，经过滤后进入变矩器润滑油口，油路上设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻；进入变矩器的润滑油流量需要进行比例调节，流量调节范围为近似零流量至200l/min，在润滑回路回油位置设置了背压阀，用以调节变矩器内部油压，调压范围为近似零压至0.5mpa，油液经背压阀回油温度较高，所以此路润滑油需要经过冷却之后回油箱。

作为优选方式，抽油回路，变速机构及变矩器操作油的回油及变速机构润滑回油均会流至被试件的回油包箱内；为了保证试件包箱内部的液位高度控制在许可值内，采用抽油泵及对变频电机的控制，保证试件包箱内的油液高度，具体电机频率设定可在试验过程中调定；流量调节范围：55-209l/min，对应频率14-50hz；抽油泵输出的油液经过滤器后回到油箱。

作为优选方式，油箱循环过滤回路，为了保证装置工作过程中油液的温度及清洁度，本系统设置了循环过滤回路，循环油泵从油箱污油区吸油，经过管路加热器及冷却器进行油液温度调节，经过温度调节后的油液再经过过滤之后返回油箱，本回路中管路加热器能保证在循环油泵启动之后，60min内将油箱油液从25℃加热至70℃；本回路中的冷却器能保证在供水温度≤30℃，供水流量≥12t/h的条件下将油箱油温由135℃冷却至70℃。

一种用于履带车辆变速机构动力换挡试验台控制系统的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：预先设定好系统运行参数：所需油箱温度、各点压力、流量；该设置可在人机交互界面进行，也可在中控上位机设置；

步骤二：开机系统自检，如正常则系统正常启动；

一般来说，系统自检中，只要不出现致命错误，传感器正常(包括温度铂热电阻、压力变送器、流量变送器等)；

开机完成后进入主画面，主画面设置有本地控制和远程控制按钮，用于切换就地控制和远程控制，主画面显示了变速机构操纵油路、变矩器操纵油路、变速机构润滑1路、变速机构润滑2路、变速机构轴承润滑1路、变速机构轴承润滑2路、变矩器润滑供油回路、变矩器润滑回油回路8路的实时温度、压力和流量值以及油箱的温度值；

步骤三：设备初始化赋值设置，包括：油箱温度设置ti10sp、油箱循环控制回差ti10△t、油箱循环报警回差ti10a△t、循环ti12高点报警值ti12ha、变速机构操作油路qi1流量qi1sp、变速机构操作油路pi1压力pi1sp、变速机构润滑1路qi2流量qi2sp、变速机构操作1路pi2压力pi2sp、变速机构润滑2路qi3流量qi3sp、变速机构操作2路pi3压力pi3sp、变速机构轴承润滑1路qi4流量qi4sp、变速机构轴承润滑2路qi5流量qi5sp、变矩器润滑qi6流量qi6sp、变矩器冷却温度ti9sp、操作油泵m1手动操作设定速度、抽油泵m5设定速度、抽油泵m6设定速度等；

步骤四：判断油箱温度ti10sp-ti10是否大于等于设置温度回差ti10△t，即ti10sp-ti10≥ti10△t，若是，则启动加热器；小于等于0时停止加热器；

步骤五：判断油箱温度ti10-ti10sp是否大于等于设置温度回差ti10△t，即ti10-ti10sp≥ti10△t，若是，则启动冷却水电动调节阀，根据温度差值大小经pid计算实时调节阀门开度大小，小于等于0时关闭冷却水电动调节阀；

步骤六：若油箱温度满足-ti10△t≤ti10sp-ti10≤ti10△t时，系统既不加热也不冷却，满足各供油回路运行条件；

步骤七：触摸屏主页选择本地控制或远程控制决定控制模式；若本地控制进入步骤八；远程控制进入步骤十七；

步骤八：本地控制分为手动控制和一键启停控制两种方式；若手动控制进入步骤九；一键启停控制进入步骤十七；

步骤九：手动控制分为油箱循环手动控制(加热、冷却和过滤)、操纵回路手动控制、变速机构润滑回路手动控制、变速机构轴承润滑回路手动控制、变矩器润滑和冷却手动控制、抽油回路手动控制几个控制页面，可分别调试运行对应油路运行参数，并在对应页面直接修改设置参数；

步骤十：油箱循环手动控制(加热、冷却和过滤)，可单独启停循环油泵和加热器，但若启动加热器时则自动联动启动循环油泵(避免局部温度过高)；单独启停循环油泵可用于过滤清洁油箱油液；

步骤十一：操纵回路手动控制设置操纵油路1路的压力(0-3mpa)和流量(39-200l/min)，或者直接设置油泵电机变频器频率百分比率，设置完成后启动油泵运行；

步骤十二：变速机构润滑回路手动控制可分别设置变速机构润滑回路油路1和2路的压力(0-0.5mpa)和流量(0-50l/min)，并对每路选择流量控制或压力控制方式，设置完成后启动油泵运行；压力或流量控制根据油路上的压力传感器和流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值调节比例减压阀和常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十三：变速机构轴承润滑回路手动控制可分别设置变速机构轴承润滑回路油路1和2路的流量(0-25l/min)，设置完成后启动油泵运行；流量控制根据油路上的流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十四：变矩器润滑和冷却手动控制可设置变矩器润滑的流量(0-200l/min)，在润滑回路回油位置设置了背压阀，用以调节变矩器内部油压，调压范围为近似零压至0.5mpa，设置完成后启动油泵运行；流量控制根据油路上的流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十五：抽油回路手动控制可直接设置变速机构抽油油泵电机和变矩器抽油油泵电机变频器频率百分比率，设置完成后启动油泵运行；

步骤十六：本地控制一键启停单独设有一个运行画面，除一键启停按钮以外还显示各路油泵名称和运行指示灯，在步骤三设置运行参数完成后按一键启停按钮，油泵按顺序依次启动运行，并根据设置页面已设定参数的温度、压力和流量自动计算、调整，逐渐达到与设定参数一致；

步骤十七：远程控制一键启停，远程控制的一键启停按钮与本地控制的一键启停功能相同，本地plc和远程上位机通过profinet或dp通讯，通讯信号中上位机向plc传送了控制命令信号和步骤三所述参数设置信号，plc向上位机传送了本系统所述的8路压力、8路流量、12路温度实时信号以及与此相关的超温报警信号，超压报警信号，各路控制模式信号等等。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的高温液压站温度、流量和压力控制系统，解决了现有技术中换挡实验台精确控制各路不同流量、压力的问题。

附图说明

附图1为系统图；

附图2为操纵回路图；

附图3为变速机构润滑回路图；

附图4为变速机构轴承润滑回路图；

附图5为变矩器润滑回路图；

附图6为变矩器冷却回路图；

附图7为抽油回路图；

附图8为油箱循环温度控制和过滤回路图；

附图9为plc组成结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-图9所示，图中，a操纵回路；b变速机构润滑回路；c变速机构轴承润滑回路；d变矩器润滑回路；e变矩器冷却回路；f抽油回路；g油箱循环温度控制和过滤回路。

一种用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的控制系统，用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的高温液压站由温度、流量和压力控制系统等组成，包括高温油箱、变频调速油泵、定速油泵、加热器、冷却器电动调节阀、过滤装置等；

系统按功能分为六个回路：操纵回路、变速机构润滑回路、轴承润滑回路、变矩器润滑回路、油箱循环过滤回路、抽油回路；各回路的作用是：操纵回路为变速机构换挡及变矩器闭锁提供动力；各润滑回路为变速机构、变矩器及其轴承提供合适压力、流量的冷却、润滑油液，减轻磨损及避免温度过高；循环回路带有加热器、冷却器、过滤器，启动前可对油温进行加热，试验中冷却油液，同时保持系统油液清洁度；抽油回路将变速机构及变矩器中试验包箱中的油液经过滤后送回油箱，重新进入系统工作；

系统由mcc动力和plc控制系统组成，mcc动力控制完成操纵回路、变速机构润滑回路、轴承润滑回路、变矩器润滑回路、油箱循环过滤回路、抽油回路各油泵电机和油箱循环过滤回路加热器控制，其中一路操纵油路和两路抽油回路采用abb变频器控制；

所述plc控制系统通过采集各操纵回路、变速机构润滑回路、轴承润滑回路、变矩器润滑回路、油箱循环过滤回路、抽油回路等的多路温度、压力、流量信号进入plc模拟量和热电阻输入模块，将各油泵过载跳闸、油泵运行、过滤器堵塞、油箱油位、冷却电动调节阀全开和全关等信号采集到数字量输入模块，结合触摸屏参数设置和上位机控制参数实现各油路按设定的温度、流量和压力供油，并根据采集的实时值变化进行动态调整，始终保持并接近保持在设定值，满足试验台运行参数。

上述动力控制系统包括总电源断路器、交流接触器、热继电器、运行指示灯等对各回路油泵电机、加热器进行自动控制。

在一个优选实施例中，上述系统中各有关的温度、压力、流量满足要求，控制系统采用西门子s7-1500plc+触摸屏+上位机profinet远程通讯控制实现。

在一个优选实施例中，s7-1500plc系统包括：20a直流供电电源，plc电源模块，cpu1511-1pn、2×32di数字量输入模块、2×16do数字量输出模块、3×8ai模拟量输入模块、4×4rtd铂热电阻输入模块、2×8ao模拟量输出模块、cm1542-5dp通讯模块和西门子15”精简触摸屏。

在一个优选实施例中，油液经油泵增压，经过滤、调压之后分两路进入变速机构及变矩器操作油口，两路操作油路上分别设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻，变矩器支路通过截止阀实现连通与切断；由于操作回路存在瞬时大流量的工况，故回路上设置了容积为4l的蓄能器用于瞬时补油，瞬间放油量约为0.6l；操作回路压力采用比例调节，调压范围从近似零压可以调节至3mpa；流量采用变频电机与定量泵调节，流量范围39-200l/min，对应频率约10-55hz。

在一个优选实施例中，为满足各润滑回路为变速机构、变矩器及其轴承提供合适压力、流量的冷却、润滑油液，减轻磨损及避免温度过高的要求，变速机构润滑回路油液经油泵增压，经过滤后分两路进入变速机构润滑油口，油路上分别设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻；两路润滑油的流量及压力都需要进行比例调节，流量调节范围为近似零流量至50l/min，压力调节范围为近似零压至0.5mpa。

在一个优选实施例中，轴承润滑回路，采用定量泵供油，油液过滤后分为三路，其中两路输送到变速机构轴承，一路给变矩器轴承供油，通过截止阀实现连通、切断；变速机构轴承润滑的两支路通过比例节流阀来实现流量调节、分配；变速机构轴承润滑流量范围0-25l/min，变矩器轴承润滑流量10l/min。

在一个优选实施例中，变矩器润滑回路油液经油泵增压，经过滤后进入变矩器润滑油口，油路上设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻；进入变矩器的润滑油流量需要进行比例调节，流量调节范围为近似零流量至200l/min，在润滑回路回油位置设置了背压阀，用以调节变矩器内部油压，调压范围为近似零压至0.5mpa，油液经背压阀回油温度较高，所以此路润滑油需要经过冷却之后回油箱。

在一个优选实施例中，抽油回路，变速机构及变矩器操作油的回油及变速机构润滑回油均会流至被试件的回油包箱内；为了保证试件包箱内部的液位高度控制在许可值内，采用抽油泵及对变频电机的控制，保证试件包箱内的油液高度，具体电机频率设定可在试验过程中调定；流量调节范围：55-209l/min，对应频率14-50hz；抽油泵输出的油液经过滤器后回到油箱。

在一个优选实施例中，油箱循环过滤回路，为了保证装置工作过程中油液的温度及清洁度，本系统设置了循环过滤回路，循环油泵从油箱污油区吸油，经过管路加热器及冷却器进行油液温度调节，经过温度调节后的油液再经过过滤之后返回油箱，本回路中管路加热器能保证在循环油泵启动之后，60min内将油箱油液从25℃加热至70℃；本回路中的冷却器能保证在供水温度≤30℃，供水流量≥12t/h的条件下将油箱油温由135℃冷却至70℃。

一种用于履带车辆变速机构动力换挡试验台控制系统的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：预先设定好系统运行参数：所需油箱温度、各点压力、流量；该设置可在人机交互界面进行，也可在中控上位机设置；

步骤二：开机系统自检，如正常则系统正常启动；

一般来说，系统自检中，只要不出现致命错误，传感器正常(包括温度铂热电阻、压力变送器、流量变送器等)；

开机完成后进入主画面，主画面设置有本地控制和远程控制按钮，用于切换就地控制和远程控制，主画面显示了变速机构操纵油路、变矩器操纵油路、变速机构润滑1路、变速机构润滑2路、变速机构轴承润滑1路、变速机构轴承润滑2路、变矩器润滑供油回路、变矩器润滑回油回路8路的实时温度、压力和流量值以及油箱的温度值；

步骤三：设备初始化赋值设置，包括：油箱温度设置ti10sp、油箱循环控制回差ti10△t、油箱循环报警回差ti10a△t、循环ti12高点报警值ti12ha、变速机构操作油路qi1流量qi1sp、变速机构操作油路pi1压力pi1sp、变速机构润滑1路qi2流量qi2sp、变速机构操作1路pi2压力pi2sp、变速机构润滑2路qi3流量qi3sp、变速机构操作2路pi3压力pi3sp、变速机构轴承润滑1路qi4流量qi4sp、变速机构轴承润滑2路qi5流量qi5sp、变矩器润滑qi6流量qi6sp、变矩器冷却温度ti9sp、操作油泵m1手动操作设定速度、抽油泵m5设定速度、抽油泵m6设定速度等；

步骤四：判断油箱温度ti10sp-ti10是否大于等于设置温度回差ti10△t，即ti10sp-ti10≥ti10△t，若是，则启动加热器；小于等于0时停止加热器；

步骤五：判断油箱温度ti10-ti10sp是否大于等于设置温度回差ti10△t，即ti10-ti10sp≥ti10△t，若是，则启动冷却水电动调节阀，根据温度差值大小经pid计算实时调节阀门开度大小，小于等于0时关闭冷却水电动调节阀；

步骤六：若油箱温度满足-ti10△t≤ti10sp-ti10≤ti10△t时，系统既不加热也不冷却，满足各供油回路运行条件；

步骤七：触摸屏主页选择本地控制或远程控制决定控制模式；若本地控制进入步骤八；远程控制进入步骤十七；

步骤八：本地控制分为手动控制和一键启停控制两种方式；若手动控制进入步骤九；一键启停控制进入步骤十七；

步骤九：手动控制分为油箱循环手动控制(加热、冷却和过滤)、操纵回路手动控制、变速机构润滑回路手动控制、变速机构轴承润滑回路手动控制、变矩器润滑和冷却手动控制、抽油回路手动控制几个控制页面，可分别调试运行对应油路运行参数，并在对应页面直接修改设置参数；

步骤十：油箱循环手动控制(加热、冷却和过滤)，可单独启停循环油泵和加热器，但若启动加热器时则自动联动启动循环油泵(避免局部温度过高)；单独启停循环油泵可用于过滤清洁油箱油液；

步骤十一：操纵回路手动控制可设置操纵油路1路的压力(0-3mpa)和流量(39-200l/min)，也可直接设置油泵电机变频器频率百分比率，设置完成后启动油泵运行；

步骤十二：变速机构润滑回路手动控制可分别设置变速机构润滑回路油路1和2路的压力(0-0.5mpa)和流量(0-50l/min)，并对每路选择流量控制或压力控制方式，设置完成后启动油泵运行；压力或流量控制根据油路上的压力传感器和流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值调节比例减压阀和常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十三：变速机构轴承润滑回路手动控制可分别设置变速机构轴承润滑回路油路1和2路的流量(0-25l/min)，设置完成后启动油泵运行；流量控制根据油路上的流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十四：变矩器润滑和冷却手动控制可设置变矩器润滑的流量(0-200l/min)，在润滑回路回油位置设置了背压阀，用以调节变矩器内部油压，调压范围为近似零压至0.5mpa，设置完成后启动油泵运行；流量控制根据油路上的流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十五：抽油回路手动控制可直接设置变速机构抽油油泵电机和变矩器抽油油泵电机变频器频率百分比率，设置完成后启动油泵运行；

步骤十六：本地控制一键启停单独设有一个运行画面，除一键启停按钮以外还显示各路油泵名称和运行指示灯，在步骤三设置运行参数完成后按一键启停按钮，油泵按顺序依次启动运行，并根据设置页面已设定参数的温度、压力和流量自动计算、调整，逐渐达到与设定参数一致；

步骤十七：远程控制一键启停，远程控制的一键启停按钮与本地控制的一键启停功能相同，本地plc和远程上位机通过profinet或dp通讯，通讯信号中上位机向plc传送了控制命令信号和步骤三所述参数设置信号，plc向上位机传送了本系统所述的8路压力、8路流量、12路温度实时信号以及与此相关的超温报警信号，超压报警信号，各路控制模式信号等等。

下面结合具体的附图，进行说明：

如附图1所示，用于履带车辆变速机构动力换挡试验台的高温液压站温度、流量和压力控制系统，所述润滑和液压系统包括油箱、油泵、过滤器、减压阀、冷却器，以及用于调节的比例减压阀、比例流量阀、变频控制电机、电动调节阀等元件，附图9控制系统包括西门子s7-1500plc控制器，与人机交互触摸屏进行以太网通讯，plc带有多个扩展模块，数字量输入模块采集控制面板操作按钮开关、过滤器差压开关信号，油位开关信号等开关信号供plc读取，数字量输出模块用于将程序逻辑处理的开关量控制信号输出到各执行单元，模拟量模块采集各路流量变送器、压力变送器信号，温度模块采集各测点温度信号，模拟量输出模块输出经过控制计算的模拟量信号控制变频器、比例减压阀、比例流量阀和冷却阀电动执行器。

plc控制系统包括：电源模块、开关量输入模块(2×32点)、开关量输出模块(2×16点)、模拟量输入模块(3×8路)、温度模块(4×4路)、模拟量输出模块(2×8路)、通讯模块。

附图2所示为操纵供油油路(含行星变速机构换档操纵件和变矩器闭锁)，图中符号1引线表示为油泵变频电机，电机功率15kw，符号2为过滤器发讯开关，符号3为比例减压阀，符号5、6、7分别为变速机构操作油口流量传感器、压力传感器及铂热电阻，符号15、16、17分别为变矩器操作油口流量传感器、压力传感器及铂热电阻。操作回路油液经油泵增压，经过滤、调压之后分两路进入变速机构及变矩器操作油口，两路操作油路上分别设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻。由于操作回路存在瞬时大流量的工况，故回路上设置了容积为4l的蓄能器用于瞬时补油，瞬间放油量约为0.6l。操作回路压力采用比例调节，调压范围从近似零压可以调节至3mpa。

附图3所示为变速机构润滑回路，图中符号1引线表示为油泵电机，电机功率5.5kw，符号2为过滤器发讯开关，符号3为常关比例节流阀，符号4为比例减压阀，符号5、6、7分别为1路变速机构润滑回路流量传感器、压力传感器及铂热电阻，符号13为常关比例节流阀，符号14为比例减压阀，符号15、16、17分别为2路变速机构润滑回路流量传感器、压力传感器及铂热电阻。变速机构润滑回路油液经油泵增压，经过滤后分两路进入变速机构润滑油口，油路上分别设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻。两路润滑油的流量及压力都需要进行比例调节，流量调节范围为近似零流量至50l/min，压力调节范围为近似零压至0.5mpa；

附图4所示为变速机构轴承润滑回路，图中符号1引线表示为油泵电机，电机功率3kw，符号2为过滤器发讯开关，符号3为常关比例节流阀，符号5、6、7分别为1路变速机构润滑回路流量传感器、压力传感器及铂热电阻，符号13为常关比例节流阀，符号15、16、17分别为2路变速机构润滑回路流量传感器、压力传感器及铂热电阻。变速机构轴承润滑回路油液经油泵增压，经过滤后分两路进入变速机构润滑油口，油路上分别设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻。两路润滑油的流量需要进行比例调节，流量调节范围为近似零流量至25l/min；

附图5所示为变矩器润滑回路，图中符号1引线表示为油泵电机，电机功率11kw，符号2为过滤器发讯开关，符号3为常关比例节流阀，符号5、6、7分别为变矩器润滑回路流量传感器、压力传感器及铂热电阻。变矩器润滑回路油液经油泵增压，经过滤后进入变矩器润滑油口，油路上设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻。进入变矩器的润滑油流量需要进行比例调节，流量调节范围为近似零流量至200l/min，在润滑回路回油位置设置了背压阀，用以调节变矩器内部油压，调压范围为近似零压至0.5mpa；

附图6所示为变矩器润滑回油冷却回路，图中符号1引线表示为水冷器，符号2为电动调节阀，符号5、6、7分别为变矩器润滑回油冷却回路流量传感器、压力传感器及铂热电阻。变矩器润滑回油冷却回路油液经润滑后进入变矩器回油冷却回路口，油路上设置流量传感器、压力传感器及铂热电阻。油液经背压阀回油温度较高，所以此路润滑油需要经过冷却之后回油箱；

附图7所示为抽油回路，图中符号1引线表示为试件2包箱抽油油泵电机，符号2为试件1包箱抽油油泵电机，符号3为试件2包箱抽油回路过滤器发讯开关，符号4为两路抽油油路经过滤器回油箱的过滤器发讯开关。变速机构及变矩器操作油的回油及变速机构润滑回油均会流至被试件的回油包箱内。为了保证试件包箱内部的液位高度控制在许可值内，需要在试件包箱外部安装液位传感器检测包箱内的液位高度，保证试件包箱内的油液高度，两台抽油泵采用变频电机控制。

附图8所示为油箱温度控制循环过滤回路，图中符号1引线表示为循环油泵电机，符号2为循环回路加热器，符号3为循环回路冷却器电动调节阀，符号4为冷却后温度铂热电阻，符号5为循环过滤回路过滤器。为了保证装置工作过程中油液的温度及清洁度，本系统设置了循环过滤回路，循环油泵从油箱污油区吸油，经过管路加热器及冷却器进行油液温度调节，经过温度调节后的油液再经过过滤之后返回油箱，本回路中管路加热器能保证在循环油泵启动之后，60min内将油箱油液从25℃加热至70℃。本回路中的冷却器能保证在供水温度≤30℃，供水流量≥12t/h的条件下将油箱油温由135℃冷却至70℃；

温度、流量和压力控制实现方法

温度的控制：液压站系统温度控制采用油箱温度作为控制实现目标，当温度低于设定值大于5℃时通过循环回路的大功率加热器(6×9kw)加热，直到达到设定温度后停止加热；当温度高于设定值5℃时通过循环回路的水冷却器由ym2电动调节阀根据温度升高幅度控制冷却水流量大小实现温度控制，同时对变矩器操作油的回油也设置由电动调节阀ym1控制的冷却器调节返回油箱的油温。

流量的控制：液压站系统流量控制根据回路的不同有两种控制方法：变频电机控制和常关比例节流阀。附图2所示操纵供油油路油泵采用变频电机驱动，变频电机由abb变频器驱动，变频器接收由plc输出的模拟量信号，控制电机转速，plc根据符号5或15流量变送器采集的流量信号并与设定值比较计算输出。附图3、4、5所示采用常关比例节流阀控制流量。

压力的控制：液压站系统压力控制采用常关比例节流阀控制，附图2、3、4所示，常关比例节流阀接收plc模拟量输出信号，经与触摸屏设定值或上位机设定值比较油路压力变送器实时值，经过pid运算使压力不断接近并达到设定值，实现压力的控制。

触摸屏实时显示经过数据处理的各测点温度、压力和流量值，可对控制点温度、压力、流量控制目标值设定，油泵依照顺序逐渐启动，实现一键开停机功能。

所述控制系统还包括中间继电器、交流接触器、断路器，用于控制和保护控制系统。

本发明的使用方法包括以下步骤：

步骤一：预先设定好系统运行参数：所需油箱温度、各点压力、流量。该设置可在人机交互界面进行，也可在中控上位机设置；

步骤二：开机系统自检，如正常则系统正常启动；

一般来说，系统自检中，只要不出现致命错误，传感器正常(包括温度铂热电阻、压力变送器、流量变送器等)；

开机完成后进入主画面，主画面设置有本地控制和远程控制按钮，用于切换就地控制和远程控制，主画面显示了变速机构操纵油路、变矩器操纵油路、变速机构润滑1路、变速机构润滑2路、变速机构轴承润滑1路、变速机构轴承润滑2路、变矩器润滑供油回路、变矩器润滑回油回路8路的实时温度、压力和流量值以及油箱的温度值；

步骤三：设备初始化赋值设置，包括：油箱温度设置ti10sp、油箱循环控制回差ti10△t、油箱循环报警回差ti10a△t、循环ti12高点报警值ti12ha、变速机构操作油路qi1流量qi1sp、变速机构操作油路pi1压力pi1sp、变速机构润滑1路qi2流量qi2sp、变速机构操作1路pi2压力pi2sp、变速机构润滑2路qi3流量qi3sp、变速机构操作2路pi3压力pi3sp、变速机构轴承润滑1路qi4流量qi4sp、变速机构轴承润滑2路qi5流量qi5sp、变矩器润滑qi6流量qi6sp、变矩器冷却温度ti9sp、操作油泵m1手动操作设定速度、抽油泵m5设定速度、抽油泵m6设定速度等；

步骤四：判断油箱温度ti10sp-ti10是否大于等于设置温度回差ti10△t，即ti10sp-ti10≥ti10△t，若是，则启动加热器；小于等于0时停止加热器；

步骤五：判断油箱温度ti10-ti10sp是否大于等于设置温度回差ti10△t，即ti10-ti10sp≥ti10△t，若是，则启动冷却水电动调节阀，根据温度差值大小经pid计算实时调节阀门开度大小，小于等于0时关闭冷却水电动调节阀；

步骤六：若油箱温度满足-ti10△t≤ti10sp-ti10≤ti10△t时，系统既不加热也不冷却，满足各供油回路运行条件；

步骤七：触摸屏主页选择本地控制或远程控制决定控制模式；若本地控制进入步骤八；远程控制进入步骤十七；

步骤八：本地控制分为手动控制和一键启停控制两种方式；若手动控制进入步骤九；一键启停控制进入步骤十七；

步骤九：手动控制分为油箱循环手动控制(加热、冷却和过滤)、操纵回路手动控制、变速机构润滑回路手动控制、变速机构轴承润滑回路手动控制、变矩器润滑和冷却手动控制、抽油回路手动控制几个控制页面，可分别调试运行对应油路运行参数，并在对应页面直接修改设置参数；

步骤十：油箱循环手动控制(加热、冷却和过滤)，可单独启停循环油泵和加热器，但若启动加热器时则自动联动启动循环油泵(避免局部温度过高)；单独启停循环油泵可用于过滤清洁油箱油液；

步骤十一：操纵回路手动控制可设置操纵油路1路的压力(0-3mpa)和流量(39-200l/min)，也可直接设置油泵电机变频器频率百分比率，设置完成后启动油泵运行；

步骤十二：变速机构润滑回路手动控制可分别设置变速机构润滑回路油路1和2路的压力(0-0.5mpa)和流量(0-50l/min)，并对每路选择流量控制或压力控制方式，设置完成后启动油泵运行。压力或流量控制根据油路上的压力传感器和流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值调节比例减压阀和常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十三：变速机构轴承润滑回路手动控制可分别设置变速机构轴承润滑回路油路1和2路的流量(0-25l/min)，设置完成后启动油泵运行。流量控制根据油路上的流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十四：变矩器润滑和冷却手动控制可设置变矩器润滑的流量(0-200l/min)，在润滑回路回油位置设置了背压阀，用以调节变矩器内部油压，调压范围为近似零压至0.5mpa，设置完成后启动油泵运行。流量控制根据油路上的流量传感器读取数值与设定值比较，根据程序输出值常关比例节流阀开度逐渐增大并逼近设置值，最后达到几乎与设置值相同数值；

步骤十五：抽油回路手动控制可直接设置变速机构抽油油泵电机和变矩器抽油油泵电机变频器频率百分比率，设置完成后启动油泵运行；

步骤十六：本地控制一键启停单独设有一个运行画面，除一键启停按钮以外还显示各路油泵名称和运行指示灯，在步骤三设置运行参数完成后按一键启停按钮，油泵按顺序依次启动运行，并根据设置页面已设定参数的温度、压力和流量自动计算、调整，逐渐达到与设定参数一致；

步骤十七：远程控制一键启停，远程控制的一键启停按钮与本地控制的一键启停功能相同，本地plc和远程上位机通过profinet或dp通讯，通讯信号中上位机向plc传送了控制命令信号和步骤三所述参数设置信号，plc向上位机传送了本系统所述的8路压力、8路流量、12路温度实时信号以及与此相关的超温报警信号，超压报警信号，各路控制模式信号等等。

为了实现高温液压站对动力换挡试验台多路供油进行设定流量的自动供油，采用西门子s7-1500plc控制系统并配以西门子15英寸触摸屏作为人机接口，控制柜分为mcc主电机柜和plc控制柜。mcc控制柜负责3台变频油泵电机、4台定频油泵电机、一组循环管路加热器的本地控制和远方控制，并对高温液压站和电控柜多组散热风扇控制。plc柜实现对各输入信号进行信号处理、逻辑和数据处理、实现对各电机、变频器、比例阀和电动阀的自动控制。主要控制程序为：1、温度、压力、流量采集子程序；2、电机和加热器控制子程序；3、温度控制子程序；4、压力流量pid控制子程序、5、报警子程序；6、上位机通讯控制子程序等。

综上，系统包括高温油箱，多路油泵，电动阀控制的冷却器，以及安装在每路供油油路的铂热电阻、压力变送器、流量传感器和常关比例节流阀、比例减压阀、高性能西门子plc组成的控制系统，系统包括电源供应模块、plc控制器、数字量输入和输出模块、模拟量输入输出模块等，与plc控制器通信连接的人机交互界面组成。本系统扫描速度和运算速度快，控制精确，能精确控制多路供油系统的油温、流量和压力，且运行可靠，能保证履带车辆变速机构动力换挡试验台高度自动化，实现现场和远方控制一键启停，为我国军工发展提供了先进的实验和测试装备。

本发明：采用plc和触摸屏结合，实现手动、自动和远方控制、报警和通讯的所有功能，程序功能包括：

1、在主程序中实现对7台油泵电机和一组加热器的手动和自动启停控制；

2、分别在温度、压力和流量数据转换程序中实现模拟量采集、数值转换功能；

3、在模拟量读入程序调用温度、压力和流量转换程序实现各路温度、压力、流量由采集模块采集到的数字量转化为以国际单位表示的实际值；

4、温度控制部分通过读入和转换的实际值，对油箱循环过滤回路采用开关控制管路加热器和pid控制冷却水电动阀门实现温度控制；

5、多路压力控制由各油路安装的压力变送器检测压力信号，将其转换为公称压力后作为反馈信号，根据各路压力设定值控制对应油路比例减压阀动作，由pid程序自动调整比例减压阀开度，经过连续调整最终达到出口压力稳定在设定压力值。

多路流量控制由各油路安装的流量变送器检测流量信号，将其转换为公称流量后作为反馈信号，根据各路流量设定值控制对应油路的常关比例节流阀或变频器，由pid程序计算后自动调整常关比例节流阀开度或变频器速度，经过连续调整最终达到各供油出口流量稳定在设定流量值。

6、报警信号发生和查看程序将需要报警输出的开关量信号送蜂鸣器报警并送触摸屏画面显示。

7、根据试验台要求为简化操作，采用现场和中控采用自动一键启停控制的方式，使操作和控制实现最简化。

8、中控通讯交换数据程序，将现场操作的状态信号和采集的开关量和模拟量信号送中控计算机进行监控，同时将中控对试验台的参数设置及启停命令送试验台plc实现自动控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。