比例閥的調(diào)試

1、老型液壓比例系統(tǒng),崔俊生,前言： 在冶金行業(yè)，液壓比例系統(tǒng)應用非常廣泛，下面我將結合鋼管公司實際應用的比例系統(tǒng)，對PLC、放大板、比例閥、平衡閥、傳感器等做一個詳盡的講解。,一、老型比例系統(tǒng),1、組成： PLC控制系統(tǒng)：S7或GE6。 放大板：VT3000或VT3006。 比例閥：4WRZ1052 SCA、SCB型平衡閥。 ZDC型壓差控制閥。 執(zhí)行元件：液壓缸或馬達。 反饋元件：Z10或測速電機。,2、相互關系：,比例放大板,比例閥組,液壓缸或馬達,Z10或測速電機,PLC,動作條件,3、典型液壓比例回路分析： 參照左圖： 主要功能是執(zhí)行元件在運行過程中即使負載不斷變化，該系統(tǒng)也能保證執(zhí)行元

2、件運行過程中的穩(wěn)定性。,液壓缸,平衡閥,壓差控制閥,負載,梭閥,比例閥就相當于一個電控流量控制閥，當電磁鐵的電流從200ma到800ma逐漸增大時，比例閥的開口度由0逐漸增大至100%，開口度越大，比例閥輸出流量越大，執(zhí)行元件速度越快，如下圖：,開口度,電磁鐵A,電磁鐵B,比例閥的實物圖片（下）和控制簡圖（左）：,主閥3,減壓閥2,導閥1,5Mpa,比例閥內(nèi)部結構圖,壓差控制閥的主要功能是增加比例閥流量輸出的穩(wěn)定性，它與梭閥、比例閥共同組成一個恒流源。 基本原理：流體通過一個節(jié)流口時，輸入端壓力（P1）與輸出端壓力（P2）的壓差恒定，那么，通過該節(jié)流口的流量恒定。,P1,P2,P=P1-P2=

3、恒值,恒流源簡圖,壓差控制閥與比例閥共同組成恒流源的液壓回路圖，如左圖：,平衡閥的主要功能是增加負載運行過程中的穩(wěn)定性。如圖所示，當壓力油從A1進入后，先將1#平衡閥全部打開，然后由于負載的作用，在液壓缸無桿腔建立起壓力，該壓力P1推動2#平衡閥打開，液壓缸有桿腔的油液通過2#平衡閥的閥口流回油箱，同時在B2端建立壓力P2 。,P1、P2和彈簧在2#平衡閥內(nèi)建立一種平衡，使閥口開度隨負載變化不斷變化來保證液壓缸運行平穩(wěn)。,4、典型比例放大板（VT-3000）：,開關量輸入簡介：,1、當R1-R4（10c、10a、8a、12a端）接負9V電壓時，放大板為電磁鐵“B”端提供電流，R1-R4 可設定

4、4種電流值，由K1-K4來選擇4種電流值的一種。反過來，接正9V電壓時，放大板為電磁鐵“A”端提供電流。 2、放大板本身提供換向功能，按右圖接線，由K6可控制“A、B”換向。 3、當K5接通時，斜坡調(diào)整失效，當K5 斷開，斜坡時間可30ms-5s可調(diào)。,比例放大板基本功能： a. 輸入控制靈活：即可使用開關量輸入，也 可使用模擬量輸入（12c或16a、16c）。 b. 通過調(diào)整斜坡時間，可以調(diào)整輸出電流的 響應時間。 c. 調(diào)整R1-R4可穩(wěn)定輸出200800ma電流。 下面以常見的撥料叉為例具體講解：,5、實例分析： 工藝簡介：PU2環(huán)形爐坯料最小為210*1500最大為310*4700。環(huán)

5、形爐出料后，推正缸將坯料在固定臺架上推正后，由比例系統(tǒng)控制撥叉將坯料運送1#運輸鏈固定臺架。如圖：,系統(tǒng)分析： 由上圖可知，坯料運輸過程中，對液壓缸來說，負載是不斷變化的，因此采用液壓比例加平衡閥的系統(tǒng)來滿足工藝要求。 對電氣控制來說，要求撥叉慢速啟動，中間過程快速運輸，然后慢速放料；撥叉返回時，快速啟動，減速回零位。如下圖：,ma,200,600,400,800,1,2,3,4,5,6,“A”,“B”,S,ma,200,600,400,800,1,2,3,4,5,6,“A”,“B”,S,本例使用平穩(wěn)性好,其他應用響應快,0,0,比例放大板設置：,由上圖表分析：采用放大板VT-3000中2個開

6、關量控制即可滿足要求。接線如圖：k1i、k2i、k3i 由PLC控制。,K1i,K2i,K3i,反饋元件分析： 反饋元件采用電磁感應式位置傳感器(Z10),與圓弧型感應塊共同組成（見下圖），這種反饋方式可方便地在PLC程序內(nèi)，利用延時時間來控制液壓缸的減速，以實現(xiàn)慢速放料。,返回位Z10,前進位Z10,Z10感應塊,軸端,動作過程分析：（以電磁鐵B得電，液壓缸撥料前進為例）,當撥叉具備動作條件，PLC輸出信號，控制k1i接通,-9V電壓通過R1使放大板輸出，由于斜坡電位器t的作用，輸出電流慢慢上升至設定值（600ma），直到前進到Z10感應到信號，PLC斷開k1i，接通k2i，通過R2使輸出電

7、流降至設定值（300ma），PLC延時一定時間后，k2i斷開，到此前進動作完成。,1,2,3,ma,s,斜坡,R1調(diào)整,斜坡,R2調(diào)整 PLC延時,斜坡,前進Z10感應到信號,200,400,600,撥叉返回時的控制過程與前進基本相同，唯一的區(qū)別是：前面講過要使電磁鐵“A”得電，必須由PLC控制k3i接通，用正9V電壓控制R1、R2的輸入。,K1i,K2i,K3i,* 總結：控制框圖如下,VT3000,液壓缸,前進位Z10,PLC,比例閥B,開關量及PLC延時,K1i、k2i,VT3000,液壓缸,返回位Z10,PLC,比例閥A,開關量及PLC延時,K1i、k2i、k3i,前進過程,返回過程,

8、液壓缸實際工作時兩腔壓力曲線：,有桿腔,無桿腔,6、典型故障案例： 以PU2頂桿冷卻站步 進梁為例（以下簡稱步進梁）：液壓控制 如左圖。,P,T,A,B,案例一：步進梁平移無動作 故障現(xiàn)象：在正常生產(chǎn)過程中頂桿冷卻 站平移突然沒有動作，手動 捅閥也無動作。 基本分析：捅閥無動作說明液壓回路故 障，應該與電氣無關。,故障判斷： 1、觀察閥臺壓力為13Mpa，說明壓力源正常。 2、捅閥時測閥塊輸出油路的A、B壓力為零。 3、測量為導閥提供5Mpa壓力的減壓閥壓力為零。 4、由上述測量結果可以說明比例閥的P口無壓力輸入。,5、由上述可以肯定該回 路的壓差控制閥主回 路沒有壓力輸出。 6、注：如果主閥

9、3壞，減 壓閥2 應該有 5Mpa壓力。,故障處理：,更換壓差控制閥的控制蓋板，并拆下蓋板上的工藝絲堵，安裝一個測壓接頭，以便于以后點檢和維護。如圖：,原因分析：,1、將壓差控制閥解體發(fā)現(xiàn)導閥（DBDS6）閥口被一塊液壓缸密封卡住，如左下圖，造成P-T常通。 2、由左上圖分析可知當溢流閥閥芯卡住后，系統(tǒng)壓力通過B-A-X經(jīng)溢流閥直接回油箱，致使F點壓力為零壓力P將主閥芯向上推，關閉閥口，A輸出壓力為零。,P,案例二：步進梁前進定位不準,故障現(xiàn)象： 在正常生產(chǎn)過程中頂桿冷卻站平移突然不到位，不能正確將頂桿運送到輸送輥道中心線，同時冷卻站上的其他頂桿經(jīng)常掉道。,動梁,定梁,輥道,頂桿,運行方向,基

10、本分析： 首先從簡單入手，電氣人員在PLC程序上將延時加長后，故障基本解決。但運行半小時后，故障再現(xiàn)且不穩(wěn)定（忽前忽后），基本可以肯定為液壓回路故障或比例放大板輸出電流不穩(wěn)定。,ma,PLC延時加長,前進Z10感應到信號,200,400,600,停止點,故障判斷： 1、用萬用表或示波器測量比例放大板IB端電壓（面板上有測試端子），發(fā)現(xiàn)快速時0.6V，慢速時0.3V，且穩(wěn)定。說明比例放大板無故障。,注：電磁鐵B上的電流200-800ma對應在IB 上的電壓為0.2-0.8V。相當于下圖：,1電阻,電磁鐵,IB,2、用壓力表測液壓缸有桿腔壓力（B2端），發(fā)現(xiàn)液壓缸快速前進過程基本正常，減速過程壓力

11、偏高，達17Mpa?？梢娪袟U腔回油節(jié)流口偏小，回油阻力偏大。,故障處理： 由上述分析可以判斷出：由于回油不暢，造成背壓升高，導致步進梁減速前進過程提前結束。在該回路中，影響回油的只有平衡閥，更換平衡閥后將減速延時時間調(diào)回，該故障徹底消除。,原因分析： 1、事后對平衡閥進行了解體，發(fā)現(xiàn)平衡閥芯5比正常的閥芯短了0.5mm，分析由于長期在運行過程中，撞擊閥芯6磨損所至。,5,6,2、在液壓缸啟動和快速運行過程時，P1的壓力較大，閥芯5推動閥芯6打開的開口度較大，短了一截的閥芯5對平移的速度影響不是很明顯。,P1,5,6,3、當Z10感應到信號步進梁進入減速區(qū)后，放大板對電磁鐵輸出的電流會逐漸減小，比例閥的閥口開口度會變小，流量也減小。在平