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ATOS電液比例控制基本原理

什么是電液比例控制？
 
　　電液比例控制是指按電輸入信號(hào)調(diào)節(jié)液壓輸出參數(shù)。這是一種理想的液壓系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的結(jié)合，可用于開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行快速、穩(wěn)定和地控制。這類(lèi)控制是現(xiàn)代新式機(jī)器及工廠所必需的。
 
　　電液系統(tǒng)是全自動(dòng)化學(xué)科中的一個(gè)組成部分。數(shù)據(jù)、控制、警報(bào)等信息可以以一種簡(jiǎn)潔的方式，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線從電液系統(tǒng)傳送到集中電液系統(tǒng)，或從集中電控系統(tǒng)傳送的電業(yè)系統(tǒng)。
 
　　比例電液控制系統(tǒng)相對(duì)于機(jī)電系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：固有的過(guò)載保護(hù)功能，力的自適應(yīng)，快速動(dòng)作響應(yīng)，系統(tǒng)自潤(rùn)滑，易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速、變力和變扭矩，儲(chǔ)能功能，高功率密度，壽命長(zhǎng)和可靠性高。
 
　?、谑裁词潜壤y？
 
　　電液控制的核心是比例閥，它可以根據(jù)CNC機(jī)床提供的輸入信號(hào)調(diào)節(jié)壓力P和流量Q。比例閥必須和電子放大器配合使用，放大器根據(jù)輸入信號(hào)向比例閥電磁鐵提供一適當(dāng)電流。比例電磁鐵將電流轉(zhuǎn)換成作用在閥芯上的機(jī)械力并克服復(fù)位彈簧：隨著電流增大，電磁鐵輸出力增大，復(fù)位彈簧被壓縮，于是閥芯開(kāi)始移動(dòng)。比例閥可以使單級(jí)或先導(dǎo)式，帶或不帶壓力/位置傳感器。帶傳感器的比例閥可提供更好的調(diào)節(jié)精度。對(duì)先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的比例閥，先導(dǎo)閥調(diào)整作用在主閥上的壓力和流量。
 
　　當(dāng)電路失效時(shí)，復(fù)位彈簧根據(jù)閥的結(jié)構(gòu)將閥芯復(fù)位到中位以確保斷電保護(hù)功能，也就是說(shuō)，在沒(méi)有輸入信號(hào)或電氣系統(tǒng)故障時(shí)，這種系統(tǒng)配置確保系統(tǒng)不會(huì)造成損害。斷電保護(hù)可以直接通過(guò)比例閥實(shí)現(xiàn)或通過(guò)一組閥的一系列動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。
 
　?、劭刂骗h(huán)
 
　　當(dāng)今工業(yè)設(shè)備都是多軸運(yùn)動(dòng)，越來(lái)越多的由比例閥提供電液控制。軸運(yùn)動(dòng)可以是開(kāi)環(huán)也可以是閉環(huán)，這取決于實(shí)際應(yīng)用中要求的精度。在很多應(yīng)用中，運(yùn)動(dòng)循環(huán)并不要求很高精度就可用開(kāi)環(huán)，而當(dāng)每次都要求執(zhí)行器定位的應(yīng)用中，必須用閉環(huán)。
 
　　開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)控制
 
　　軸控制由向比例閥放大器輸入?yún)⒖夹盘?hào)實(shí)現(xiàn)。
 
　　沒(méi)有對(duì)被調(diào)液壓參數(shù)的反饋
 
　　開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的精度取決于液壓系統(tǒng)的品質(zhì)尤其是比例閥和放大器的品質(zhì)。
 
　　閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制
 
　　軸控制由向閉環(huán)控制器輸入?yún)⒖夹盘?hào)實(shí)現(xiàn)。該閉環(huán)控制器可接執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器的反饋信號(hào)。根據(jù)PID控制的需要，控制器比較輸入的反饋信號(hào)，將處理后的差值傳送給比例閥來(lái)校準(zhǔn)調(diào)節(jié)。
 
　　與開(kāi)環(huán)控制相比，閉環(huán)控制精度要好得多，由于有反饋的存在，不易受外部環(huán)境干擾。
 
　　總之，液壓系統(tǒng)整體品質(zhì)越高，軸控制精度越高。
 
　　④比例閥和放大器
 
　　ATOS公司生產(chǎn)的比例閥有滑閥型，也有插裝型，根據(jù)功能不同可分為3類(lèi)：
 
　　*壓力控制閥：比例溢流閥和比例減壓閥可根據(jù)輸入信號(hào)成比例地調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力
 
　　*四通方向閥：根據(jù)輸入信號(hào)成比例地控制調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量和方向。這些閥用在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)中以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方向、速度和加速度；
 
　　*流量控制閥：2通或3通，帶壓力補(bǔ)償，控制系統(tǒng)流量，此流量和用戶(hù)負(fù)載無(wú)關(guān)。
 
　?、莸湫碗娨杭夹g(shù)術(shù)語(yǔ)
 
　　重復(fù)精度：在相同的液壓和電氣條件下，將同一指令多次送給比例閥后所獲得的一系列液壓參數(shù)值之間的zui大差值。重讀精度以相對(duì)于被調(diào)液壓參數(shù)zui大值的百分率計(jì)算。
 
　　閥芯遮蓋：閥中位關(guān)閉狀態(tài)到開(kāi)始打開(kāi)狀態(tài)