ATOS比例溢流閥的應(yīng)用(中)

1、atos閉環(huán)比例壓力閥閉環(huán)比例壓力閥 atos close-loop proportional pressure valve atos technical center by joel 一閉環(huán)比例壓力閥。 二應(yīng)用案例。 三影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運(yùn)行的外部因素。 四影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運(yùn)行的內(nèi)部因素。 五閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試。 六閉環(huán)比例壓力閥應(yīng)用的建議。 七提問。 目目 錄錄 一、一、閉環(huán)比例壓力閥 先導(dǎo)控制比例溢流閥。 作為溢流閥使用。 1. 比例溢流閥 大流量插裝式先導(dǎo)控制比例 溢流閥。 閉環(huán)溢流閥做溢流閥使用。 1.比例溢流閥 一、一、閉環(huán)比例壓力閥 aersters 一、一、閉環(huán)比例

2、壓力閥 1. 比例溢流閥 uaers: 遠(yuǎn)程壓力傳感器，實(shí) 現(xiàn)閉環(huán)壓力控制。 uters: 集成式壓力傳感器， 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)壓力控制。 一、一、閉環(huán)比例壓力閥 1. 比例溢流閥 u最小調(diào)節(jié)壓力：與通過的流量、t口背壓有關(guān)。 u控制精度：與滯環(huán)、線性度、重復(fù)精度有關(guān)。 u先導(dǎo)回油：先導(dǎo)回油對壓力控制穩(wěn)定性、最小控制壓力等有影 響。 u監(jiān)控信號： - 標(biāo)準(zhǔn)（電壓指令信號）：電壓值010v，實(shí)際壓力； - 電流（/i選項）：電流值420ma，實(shí)際壓力。 u安裝：就近安裝在壓力控制點(diǎn)附近。 u由于pid控制器中積分 功能的原因，閉環(huán)比例溢流閥不建議用 作壓力安全閥。 一、一、閉環(huán)比例壓力閥 1. 比例減壓

3、閥 二、二、應(yīng)用案例 滑臺壓力控制?；_壓力控制。 滑臺上液壓墊壓力控制。滑臺上液壓墊壓力控制。 下液壓墊壓力控制。下液壓墊壓力控制。 比例溢流閥在壓機(jī)中，用于控制加載的壓力，使載荷快速、平穩(wěn)地作用比例溢流閥在壓機(jī)中，用于控制加載的壓力，使載荷快速、平穩(wěn)地作用 在工件上，使工件快速、有效的成形。在工件上，使工件快速、有效的成形。 limzo-aers agmzo-aers滑臺上液壓墊滑臺上液壓墊 滑臺滑臺 二、二、應(yīng)用案例 limzo-aers 下液壓墊下液壓墊 二、二、應(yīng)用案例 三、三、影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運(yùn)行的外部因素 1.油箱油液的液位高度。如果油箱液位不夠的話，主缸快速下行 時會吸入

4、大量的空氣，致使建壓很慢，甚至不穩(wěn)定，最終會影響 到液壓墊的建壓。 2.先導(dǎo)閥的回油問題。先導(dǎo)閥的回油要求單獨(dú)無阻力回油。如果 先導(dǎo)回油不穩(wěn)定的話，會引起穩(wěn)態(tài)值壓力的波動。 3.滑塊慢速下行速度?；瑝K接觸下模具瞬間的速度大小，對壓力 的超調(diào)有很大的影響。如果可能的話，盡量把接觸瞬間的速度降 低，以減小超調(diào)。 4.滑塊下行速度的平穩(wěn)性。如果滑塊下行存在抖動等不平穩(wěn)現(xiàn)象 的話，也將對上、下液壓墊比例閥的建壓產(chǎn)生影響，特別是穩(wěn)態(tài) 時可能出現(xiàn)壓力波動。 三、三、影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運(yùn)行的外部因素 5.壓力控制回路的密封性能。如果壓力控制存在泄漏（如單向 閥鎖不死、密封損壞等），將導(dǎo)致高壓時上不去。

5、6.控制壓力的范圍。該案例，要求壓力的控制范圍基本為 37.5bar250bar。其范圍很寬，控制容積特別大（控制缸+管路 等），且控制指標(biāo)（超調(diào)量、建壓時間、調(diào)整時間等）要求很 高，很難在整個壓力范圍內(nèi)完全滿足客戶提出的指標(biāo)。 7.通過的流量。通過比例壓力閥的流量范圍很寬，從200l/min 至1500l/min不等。 8.安裝位置。比例壓力閥強(qiáng)烈建議安裝位置距離壓力控制點(diǎn)越 近越好。 比例閥本身的性能受其內(nèi)部如 下元件影響： u阻尼：x、f、p口三個阻尼 u彈簧：主閥芯彈簧。 四、四、影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運(yùn)行的內(nèi)部因素 1.先導(dǎo)回路進(jìn)口（x口）阻尼。x口阻尼的大小，與主閥芯彈簧共同 決定

6、進(jìn)入先導(dǎo)回路的流量大小。先導(dǎo)回路流量的大小影響到比例閥 的最小控制壓力和最大控制壓力。 2.主閥芯控制腔（f口）阻尼。f口阻尼，控制主閥芯的開啟與關(guān)閉 的速度，對控制壓力的超調(diào)量有比較明顯的影響。 3.先導(dǎo)閥（p口）阻尼。p口阻尼限制通過先導(dǎo)比例閥的流量。 - 動態(tài)調(diào)節(jié)過程，通過的流量為x口的進(jìn)油和f口排出的流量之和； - 穩(wěn)態(tài)時，通過的流量為x口的進(jìn)油。 4.主閥芯彈簧。主閥芯彈簧，限制了先導(dǎo)回路x口阻尼上的壓降大小， 進(jìn)而與x口阻尼共同決定了先導(dǎo)回路的流量。此外，主閥芯彈簧剛 度的大小也對穩(wěn)態(tài)時負(fù)載波動引起的控制點(diǎn)壓力穩(wěn)態(tài)波動有明顯的 影響。 四、四、影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運(yùn)行的內(nèi)部因素

7、五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 在設(shè)備外部條件（滑塊平穩(wěn)運(yùn)行、油液液位高度足夠、能夠全負(fù)荷 運(yùn)行等）準(zhǔn)備充分后，可以對比例壓力閥進(jìn)行調(diào)試。 比例閥調(diào)試時，參照如下方法進(jìn)行調(diào)試： 1.檢查。檢查電氣、液壓管路是否正確；特別注意輸入指令電流型 （/i）、電壓型不能接錯。 2.開環(huán)調(diào)試。把比例閥設(shè)置成開環(huán)狀態(tài)，測試其開環(huán)特性是否存在 較大的超調(diào)以及震蕩。如果存在較大超調(diào)和震蕩，則調(diào)整比例閥的 阻尼和彈簧配置，使超調(diào)減小和消除多次震蕩。 3.閉環(huán)測試。開環(huán)測試完成后，進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試。調(diào)整pid參數(shù)，使整 個壓力控制范圍達(dá)到最優(yōu)控制。 比例閥信號處理方式。 reference-ramps-lineariza

8、tion-bias-scale-controller 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 1.比例閥參數(shù)配置核對 biasscale 閥狀態(tài)、偏置（bias）和增益（scale）核對。 reference type status 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 1.比例閥參數(shù)配置核對輸入指令與反饋指令核對。 傳感器反饋值可以根據(jù)客戶的需要進(jìn)行修改。 ， 10v 傳感器全量程 10輸入指令對應(yīng)的壓力值1v每 =scale 16ma 傳感器全量程 16輸入指令對應(yīng)的壓力值1ma每 =scale 10v10v 400bar 100bar4 =scale 16ma16ma 400bar 165bar2 =sc

9、ale 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 輸入指令范圍輸入指令范圍 輸入指令增益輸入指令增益 反饋壓力范圍反饋壓力范圍 反饋壓力增益反饋壓力增益 1.比例閥參數(shù)配置核對輸入指令與反饋指令核對。 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 傳感器信號范圍傳感器信號范圍 傳感器量程傳感器量程 最大工作壓力最大工作壓力 2.開環(huán)測試 打開atos測試軟件： u進(jìn)入information頁面。 u打開hydraulic configuration/ control mode下拉 菜單，更改為pressure open loop模式。 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 2.開環(huán)測試 31-3bar-12p12f10x- op

10、enloop 32-3bar-15p15f12x- openloop 超調(diào)較大，震蕩超過2次。超調(diào)較小，沒有震蕩。 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試 u打開hydraulic configuration/ control mode下拉菜單，恢復(fù)至pressure closed loop模式。 進(jìn)入pid調(diào)節(jié)頁面，調(diào)整pid每個控制通道的參數(shù)。 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 前饋環(huán)節(jié)前饋環(huán)節(jié) 比例環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié) 積分環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié) 微分環(huán)節(jié)微分環(huán)節(jié) 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之前饋 atos比例閥pid控制器由前饋（feed forward）、比例（proportional）、 積分（in

11、tegral）和微分（derivative）四個部分組成。 前饋（feed forward） u快速響應(yīng)：輸入指令信號直接作用于pid的輸出，使其快速建壓。 thresholdrefoffsetgainthresholdrefgainthreshold thresholdrefoffsetgainref output ,2)(1 ,1 五、五、閉環(huán)比例壓力閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之前饋 前饋（feed forward） uoffset：減小該值，可以減小超調(diào)量。但也可能致使高壓時無法達(dá)到設(shè) 定值。 ugain1：調(diào)整小指令范圍，即threshold范圍內(nèi)的前饋增益。當(dāng)調(diào)整 offs

12、et值之后，高壓無法上去時，可以調(diào)整該增益，使高壓時能夠達(dá)到目 標(biāo)值。 五、五、比例溢流閥的調(diào)試 五、比例溢流閥的調(diào)試五、比例溢流閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之比例 比例（proportional） u快速響應(yīng)：誤差信號直接作用于pid的輸出，使其快速建壓。 u穩(wěn)態(tài)誤差：只采用比例控制時，其誤差不可能完全消除。 u過高比例增益易導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，即出現(xiàn)震蕩。 u非線性比例增益。 errkoutput p 五、比例溢流閥的調(diào)試五、比例溢流閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之比例 比例（proportional） u非線性增益調(diào)整：把非線性增益的后三個點(diǎn)設(shè)置至最大，調(diào)整第一個 點(diǎn)，直到使系

13、統(tǒng)壓力出現(xiàn)等幅震蕩時，然后回調(diào)一點(diǎn)即可。之后再調(diào)整 后續(xù)的三個點(diǎn)。如下圖所示。 u一般情況下，小誤差大增益，大誤差小增益，以避免輸出飽和。 u調(diào)整時，應(yīng)該在全流量工況下調(diào)整。 五、比例溢流閥的調(diào)試五、比例溢流閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之積分 積分（integral） u減慢控制器的響應(yīng)：控制器的輸出一直在調(diào)整，直至誤差為零。 u消除穩(wěn)態(tài)誤差：積分的作用主要用于消除穩(wěn)態(tài)值誤差。 u在積分過程中，可能出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象。 err ts koutput i i 1 u積分增益ki：增益越大誤差越快消除，但該值越大會產(chǎn)生更大的超調(diào)。 u積分時間ti：時間常數(shù)越小，積分作用越強(qiáng)。 積分飽和（an

14、ti-windup） anti-windup：用于防止積飽和。 u門檻值（threshold）：該值用于設(shè)定積分開始起作用的門限值，即當(dāng) 積分通道的輸入值（誤差）小于該值時，積分單元開始起作用。 五、比例溢流閥的調(diào)試五、比例溢流閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之積分 五、比例溢流閥的調(diào)試五、比例溢流閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之微分 微分（derivative） u快速響應(yīng)，但是對穩(wěn)態(tài)誤差沒有影響。 u下一步的誤差參與控制，從而減小振蕩。 u由于指令信號與反饋信號上的噪聲等干擾，有可能產(chǎn)生振蕩和不穩(wěn)定， 特別注意模擬式指令輸入與反饋。 err ts ts koutput n d d

15、 d 2 1 u微分增益kd：增益越大超調(diào)越小，但調(diào)整時間增大。 u階數(shù)n：值越大，越接近理想微分，同時增大了系統(tǒng)對噪聲的敏感性 典型的設(shè)置是2、3和4。 微分作用的輸入信號 u輸入指令（reference）：類似前饋通道，加速系統(tǒng)的響應(yīng)。 u反饋值（feedback）：類似阻尼作用，減緩系統(tǒng)的響應(yīng)。 五、比例溢流閥的調(diào)試五、比例溢流閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹之微分 五、比例溢流閥的調(diào)試五、比例溢流閥的調(diào)試 3.閉環(huán)測試pid控制介紹 五、五、比例溢流閥應(yīng)用的建議 1.先導(dǎo)閥單獨(dú)回油。如果先導(dǎo)閥未單獨(dú)回油，會導(dǎo)致部分機(jī)器很難 調(diào)整參數(shù)至穩(wěn)定，因其先導(dǎo)回油受主油路回油影響，致使穩(wěn)態(tài)時壓 力出現(xiàn)波動等不穩(wěn)定現(xiàn)象。 2.建議采用整體的atos插裝式溢流閥。因使用泰豐的插件和蓋板， 性能無法達(dá)到一汽模具提出的