比例液压技术

比例液压2012 比例液压 主要内容 电子液压概述比例液压技术控制技术比例元件 比例电磁铁 比例阀 控制器 比例液压系统应用 比例液压技术 电子液压概述开关量技术 电液压系统通常由开关阀 流量控制阀 压力开关 带限位开关的液压缸及其他部件组成 电信号处理基于两点 WPC wire programmedcontrollers 的继电器技术 PLC programmablelogiccontrollers 的电子电路技术在电液控制系统中 所有的条件变化都是二阶数字量的 这就意味着系统信号仅是高电平或低电平信号 液压流要么流动要么静止 压力是高压或低压 当液压系统采用二阶数字信号控制时 系统液压流的方向变化及液压参数变化 压力 流量 都是突变的 这通常会使得阀在开关时导致液压冲击及压力峰值 从而引起液压部件的过早磨损 所以在现代液压系统中 开关阀通常不能满足要求 比例液压技术 比例液压技术 比例液压技术基于比例技术的液压系统 其液压流的状态变化是一个时间控制过程 因此 液压缸活塞远行起始时 速度当从零值增加到预定速度时远行平稳 预定速度由设定值设定 斜坡功能及设定值 然后 活塞以一定的速度运行 当活塞到达到限位开关位置时 其速度平稳降低 斜坡功能 直到速度为零 但是 活塞的目标位置难以保证 如果活塞要准确地到达目标位置 则活塞运行速度必须降低到稳定的底值 活塞运行到目标位置时的最后开关动作必须由缸体上的附加位开关驱动 在比例技术中 此位置都是通过限位开关来固定的 因此 此位置只能通过机械方式来改变 比例方向控制阀用于控制活塞运动的方向和速度 同样 在比例液压技术中 也使用比例功能压力阀及比例功能流量阀 比例液压技术 比例液压技术 运动的加速度和减速度时间由斜坡时间来确定 终止速度由设定值确定 因此 每个比例阀都需要一个电气控制模块 也称斜坡发生器 可编程控制器 PLC 可实现控制模块功能 斜坡时间及比例阀的设定值可由控制模块设定 比例阀是连续阀 它不同于开关阀 其变量设定值与阀芯位置相对应 采用不利技术的液压系统其动作顺序更加平稳 比例液压技术 控制技术如果变量分配的位置是通过液压缸使用电信号 设定值 来达到的 那么不用应用比例方向控制阀 因为在比例技术中 活塞的位置是由液压缸山的限位开关开决定的 在控制技术中 执行液压缸活塞位置的实际值是由位移传感器来记录的 简单的位移传感器就是电位计 电位计将直线位移 线性电位计 或角位移转 转角电位计 换成电信号输出 控制阀的驱动信号 如果位置设定值由转角电位计设置成电信号 而位置的实际值有线性电位计来测量记录 则设定值与实际值之间的电信号差就作为系统偏差 此差值作为控制阀的驱动信号 从而驱动执行液压缸动作 因为位移传感器电位计受到控制阀的影响 电信号的设定值可以由PLC控制提供 如果是用PLC 任何输入值都可以进行逻辑组合 相反任何设定值都来自于逻辑操作的结果 而干扰量的影响可以通过闭环控制回路来补偿 干扰量是指液压系统压力波动或液压缸负载的变化 控制技术的缺点是受控制技术本身存在波动 即不平稳 因此在设置控制回路时必须进行测试以使控制器能够调整到确保回路动态平衡 比例液压技术 比例阀介于常规开关阀和闭环伺服阀之间已成为现今液压系统的常用组件液压工业从比例阀技术的发展而获益匪浅比例阀技术对于液压系统究竟意味着什么图1 说明了信号流程 输入电信号为电压多数为0至9V由信号放大器成比例地转化为电流即输出变量如1mV相当于1mA 比例电磁铁产生一个与输入变量成比例的力或位移输出 液压阀以这些输出变量力或位移作为输入信号就可成比例地输出流量或压力 这些成比例输出的流量或压力输出对于液压执行机构或机器动作单元而言意味着不仅可进行方向控制而且可进行速度和压力的无级调控 同时执行机构运行的加速或减速也实现了无级可调如流量在某一时间段内的连续性变化等 图1 信号流程图 图8表示液压比例技术元器件控制与调节功能一览表 比例液压技术 比例液压技术 比例液压技术 行程调节型比例电磁铁 比例液压技术 行程调节型比例电磁铁 在行程调节型电磁铁中 衔铁的位置由一个闭环回路开控制 只要电磁铁处于允许区域内工作 其衔铁位置保持不变 而与所受力无关 它能够直接推动比例方向阀 比例流量阀 比例压力阀的阀芯 并将其控制在任意位置上 行程因规格而不同一般为3 5mm配上电反馈环节后 电磁铁的磁滞环及重复误差均可保持较小 行程调节型比例电磁铁的特性曲线 比例液压技术 带电位反馈的直动式比例方向阀4MRE10及其电控器VT5006 比例液压技术 阀体 比例电磁铁 电磁铁 位移传感器 阀芯 弹簧 比例液压技术 功能 中位时 P A B T之间互不相通 如电磁铁B通电 阀芯向左移 则P与A B与T分别连通 来自控制器的控制信号值越高 控制阀芯向左的位移也就越大 这样 阀芯的行程与电信号成正比 阀芯行程越大 阀口通流面积和通过的流量也就越大 比例液压技术 滞环 滞环表明一个状态和前一个状态的关系 在电信号从零到最大 再从最大返回到零的往返变化过程中 阀芯具有与电信号成比的确定位置 对于同一输入的设定值 往返变化所对应输出的偏差 比例液压技术 重复精度是指 在重复调节同一输入信号时 输出信号所出现的差值 带电位传感器的控制阀重复精度小于1 对于不带电位传感器的控制阀重复精度为2 3 滞环为5 6 比例液压技术 图6 DBE型比例溢流阀及其控制放大器VT2000 比例液压技术 带比例电磁铁 先导 最高压力限制 主阀 阀芯 先导锥阀芯 控制回路 主阀芯弹簧 油阻 油阻 油阻 油阻 回油箱 比例液压技术 比例液压技术 图7 2FRE型比例调速阀及其控制放大器5004 比例液压技术 控制口 带位移传感器的比例电磁铁 压力补偿 单向阀 壳体 比例液压技术 比例液压技术 比例液压技术 控制器模块AVPC AnologVelocityandPositionController 基本设置 开关5 1设置为extern选择外部设定值输入电位计5 2设为值0设置设定值输入1UE 0v电位计5 3设为值0设置设定值输入2UE 0v逆时针旋转电位计6 4直到停止执行液压缸零点最小化顺时针旋转电位计6 5直到停止执行液压缸零点最大化设置开关6 6到位置10执行液压缸的面积比设置开关6 7到位置off关闭斜坡功能设置开关6 14到位置1 选择位置控制窗口 0 5or1 设置开关6 15到位置off无阶跃变化设置开关6 17到位置s控制器类型位置控制器PT设置开关6 18到位置5位置控制器的P元件调整设置开关6 19到位置9位置控制器的T1元件调整 比例液压技术 控制器类型在AVPC控制器中集成有两种控制器类型 一是要执行液压缸的位置控制 二是液压马达的速度 角速度 控制 所需控制器类型的调整可以使用开关6 17控制器类型来设置 控制器参数使用开关6 17选择控制器类型PT后 所需的两个控制器参数比例增益Kp 开关6 18 和控制器的P元件调整及延迟时间Kt1 开关6 19 来设置 参数Kp为控制器的增益 如果选择增益值教大 那么即使很小的系统偏差Uv也会引起空制阀较大的改变 这就意味着因立即校正系统偏差 给定新的设定值 由于质量惯性作用活塞位置容易超过设定位置 然后执行活塞在控制作用下在次返回 这样常常引起位置控制系统的不稳定 参数Kt1用开调整延迟时间或减小振动 小数值与控制过程轻微的缓冲向对应 比例液压技术 比例液压技术 比例液压技术 比例液压技术 比例液压技术 设定值斜坡有三个位置 1 关闭 斜坡发生器关闭2 斜坡时间Tr0 1 1秒3 斜坡时间Tr1 10秒斜坡发生器与控制器结合所产生的效果 斜坡时间的每一个设置都与液压缸的位置控制速度向对应 而起始位置和终止位置之间的距离在斜坡时间Tr内实现 起始位置和终止位置由起始和终止设定来实现 比例液压技术 执行液压缸的操作范围是电位及6 4零点调整 执行液压缸的任何回程位置都可以被指定为设定值Ue 0v 是电位及6 5零点调整 执行液压缸的任何伸出位置都可以被指定为设定值Ue 10v 避免这些极限设定值赋值给液压缸行程范围内活塞运行终端的极限设定值 在液压缸内 活塞运行的终端位置大约在其停止位置前10mm处 这些位置与设定值Ue 0v及Ue 10v 向对应 比例液压技术 控制阀的零点控制阀由制造商在出厂前通过校正阀弹簧的预紧度来设定 以保证阀在无电流流过时阀芯处于中间位置 控制阀在使用了几年以后 由于磨损而需要对阀的零点进行校正 使用电位计6 16零点调整 如果控制回路达到系统偏差Uv 0v时 执行活塞应该在停止状态 如果没有在这个状态 就应该调整控制阀的阀芯回到中间位置 比例液压技术 液压缸的面积比 位置控制的窗口可使用滑动开关6 14位置控制窗口 0 5 1 自身的显示刻度