论文导读：LabVIEW包含了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示与存储等。在前面板上所建立的操作控件在程序框图上会自动生成对应的图标，设计溢流阀静态特性虚拟仿真实验系统的程序时，将它们与对应连线端子相连即可。在前面板上所建立的操作控件在程序框图上会自动生成对应的图标，设计溢流阀静态特性虚拟仿真实验系统的程序时，将它们与对应连线端子相连即可。
关键词：溢流阀静态特性，虚拟仿真实验，LabVIEW
0 引言
溢流阀为压力控制阀的一种，基本功用有两种，一种是通过阀口的经常溢流，保证液压系统中压力的基本稳定，实现稳压、调压或限压的作用，第二种是过载时溢流，系统正常工作时，阀口关闭，当系统压力超过调定压力时，阀口才打开，这时主要起安全保护作用，也称安全阀。对溢流阀的要求主要有：（1） 调压范围要大，且当流过溢流阀的流量变化时，系统中的压力变化要小，启闭特性要好；（2） 灵敏度要高；（3） 工作平稳，没有振动和噪声；（4） 当阀关闭时，泄露要小。论文参考网。
LabVIEW包含了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示与存储等。这些工具都是向导式的工具，用户只要按照提示就可以实现与仪器的连接和参数的设置。在前面板上所建立的操作控件在程序框图上会自动生成对应的图标，设计溢流阀静态特性虚拟仿真实验系统的程序时，将它们与对应连线端子相连即可。在程序框图上，建立溢流阀的数学模型，所设计的虚拟系统按照实验原理图和QCS-003液压教学实验台的操作步骤能进行模拟仿真实验。在LabVIEW环境下，可以通过建立数学模型，模拟仿真和编程，开发生成直动式溢流阀静态特性实验系统，在不同技术参数条件下测试启闭特性曲线，进而分析其静态特性并设计溢流阀的技术参数。
1 系统研究
1.1 系统前面板设计
由图1-1溢流阀静态实验液压原理图和QCS-003液压教学实验台，根据实际实验过程和步骤，可以在LabVIEW前面板上建立虚拟操作控件和显示控件，用来模拟实际的实验操作控件和显示部件。 图1-1溢流阀静态实验液压原理图
<1>通过‘控件’－‘布尔’－ ‘矩形带标签按钮’建立液压泵的启动开关，标签、主题和名称均改为‘开始’。建立电磁换向阀的通电开关，可以通过‘Express’-‘按钮与开关’－‘确定按钮’分别建立二位三通阀13，二位二通阀15，二位二通阀16的‘通电与断电’开关。
<2>建立节流阀、溢流阀的调压旋钮，可以通过‘Express’-‘数值输入控件’－‘旋钮’分别建立节流阀10、溢流阀11、溢流阀14的调压旋钮。
<3>建立压力表、流量计的显示控件，可以通过‘Express’-‘数值显示控件’－‘量表’和‘数值显示控件’分别建立压力表、流量计的显示控件。
<4>通过‘新式’－‘列表与表格’－‘表格’建立开启与闭合特性数据列表。点击右键打开表格属性，将标签、标题改为开启特性或闭合特性，高度和宽度根据面板界面灵活设定。
<5>建立溢流阀启闭特性曲线图表，可以通过‘Express’-‘图形显示控件’－‘ExpressXY图’建立，单击右键更改其属性，通过更改其外观、曲线和标尺选项。论文参考网。
在完成整个程序的设计后，可以进一步修改和完善前面板的界面，使系统界面友好，操作要方便，要简洁、美观、大方，能够对实测系统进行仿真，达到实测的效果。
1.2 框图程序设计
在前面板上所建立的操作控件在程序框图上会自动生成对应的图标，设计溢流阀静态特性虚拟仿真实验系统的程序时，将它们与对应连线端子相连即可。
在程序框图上，可以根据直动式溢流阀的数学模型，确定相应的参数，所设计的虚拟系统按照实验原理图和QCS-003液压教学实验台的操作步骤能进行模拟仿真实验。
1.2.1建立数学模型
利用LabVIEW编程软件，在程序框图上‘Express’函数库内选择‘算术与比较’选项，在‘算术与比较’ 函数库内选择‘公式’，在程序框图上建立 ‘公式’图标。然后，进行公式编辑，所编辑的公式为公式。
 编辑完成后在程序框图上，可直接更改图标名称。
1.2.2 建立数据输入控件和显示控件
在程序框图上，在公式图标的数据输入端创建‘数值输入控件’。创建方式可以在对应端口单击右键选择‘创建’－‘输入控件’，在对应的端口会自动生成对应的数据输入图标，对于数字输入控件，这种创建方式较为方便。还可以右键单击数据输入控件选择‘显示为图标’，图标则显示为另一种形式，可根据需要自行选择。显示控件即为输出控件，它可以是数字，图表或图形显示控件，图表或图形显示控件的创建一般为直接在前面板上创建，在程序框图上自动生成对应的图标。图标之间的连线方式可以使用工具选板，或在系统默认状态下，直接用鼠标连接，鼠标形状在接线端口变为接线状态时，单击连接即可（连接时必须保证数据类型一致，否则将会出现错误）。
1.2.3设计程序框图
程序框图的设计分为四大模块：数据输入模块，程序控制模块，数据图形显示模块和特性参数设计模块。其中数据输入模块和数据图形显示模块已经介绍过。因此关键部分为程序控制模块和特性参数设计模块。
（1）程序控制模块
将整个程序系统的组织起来，实现虚拟实验系统的功能离不开总体结构的设计，它的设计包括各种模块之间的位置确定、功能联系和优化组合。论文参考网。
为了实现溢流阀11的压力和系统流量的测量记录与实际相符，用‘case结构’控制溢流阀静态特性曲线和表格数据的显示，控制按钮名称为记录，通过更改其属性，‘操作’设为‘单击时触发’或‘释放时触发’。当程序运行时，数据是否记录到表格或在图表上显示曲线，主要通过‘记录’按钮实现。
整个程序的连续运行是通过‘while循环’来实现
（2）特性参数设计模块
在设计中将额定流量Qn除以100即为额定流量的1％，因此开启压力Pk或闭合压力Pb≈Pt－Ks×Xr，为了得到较为精确的数值可利用LabVIEW函数选板提供的‘编程’－‘数值’－‘随机数（0－1）’实现。它的精度可以设定，程序设定为±0.02。在系统程序中，‘与’接的并非圆形布尔指示灯，而是‘while循环’的终止条件。当所测流量值在所规定的范围内时，子程序自动停止，所得的压力值即为开启或闭合压力。进而较容易的计算出开启比，闭合比，调压偏差等参数。由于‘while循环’运行速度较快，在较短的时间内，特性参数设计模块的两个‘while循环’就能达到停止条件而停止，不影响主要实验系统的实验过程以及停止。它在该虚拟仿真实验系统中主要实现静态特性参数以及设计溢流阀设计参数的作用。
2 系统仿真
<1>实验流量测定：旋松阀11使泵18起动时处于轻载，起动泵18，调节阀11提高系统压力，使压力表读数为7.0MPa；开关转位，使二位三通电磁阀13通电，右旋阀14，使压力表读数为6.3MPa，此时用LabVIEW虚拟流量计测出溢流阀14的实验流量。
<2>开启特性实验：反向调节阀11（使阀14前的油压逐渐升高直至阀开启），使压力表读数依次为5.7MPa、5.8MPa、5.9MPa、6.0MPa、6.1MPa、6.2MPa、6.3MPa，并记下每个压力对应的溢流量，将结果自动生成。当溢流量增加到实验流量的1%时，LabVIEW虚拟压力表读数即溢流阀14的开启压力。
<3>闭合特性实验：为了使阀14前的油压逐渐减小直至阀14闭合，慢慢调松阀11，使LabVIEW虚拟压力表读数依次为6.2MPa、6.1MPa、6.0MPa、5.8MPa、5.7MPa、5.6MPa，并记下每个压力对应的溢流量，当溢流量减小到实验流量的1%时，LabVIEW虚拟压力表读数即溢流阀14的闭合压力。在图形显示控件中可以看到所生成的启闭曲线。
3 结论
通过这个研究，解决了以下几个问题。
<1>溢流阀静态特性虚拟仿真实验系统与实际实验系统相比，溢流阀各参数调节较为方便，节流阀、溢流阀、溢流阀的调压值不仅可以通过压力表读出，也可以通过‘旋钮’和‘数值显示控件’读出，若建立‘数值输入控件’，则能使调压数值更准确。
<2>流量值不仅可以通过‘流量计’读出，也可以通过‘数值显示控件’更加准确的读出，在实验过程中，流量较小时不再使用秒表和量杯进行测量和数值计算。
<3>通过实验结果，可以进一步设计溢流阀的技术参数，优化设计，降低生产成本。在LabVIEW环境下，能快速建立并实现溢流阀静态特性虚拟仿真实验系统。
参考文献
[1]陈锡辉，张银鸿，等．LabVIEW 8.20程序设计从入门到精通M．北京：清华大学出版社，2007.
[2]侯国屏，王珅，等．LabVIEW 7.1编程与虚拟仪器设计M．北京：清华大学出版社，2005.
[3]苏杭、刘延俊，等．液压与气压传动学习及实验指导M．北京：机械工业出版社，2006.
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