ATOS阿托斯電液比例控制基本原理
阿托斯ATOS什么是電液比例控制?
什么是比例閥?
控制環(huán)
ATOS比例閥和放大器
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,參看 3 節(jié),以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行快速、穩(wěn)定和的控制。這類控制是現(xiàn)代
新式機(jī)器及工廠所必需的。
ATOS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)傳送到集中電控系統(tǒng),或從集中電
控系統(tǒng)傳送到電液系統(tǒng),參看F002“數(shù)字電液技術(shù)”。
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)存功
能,率密度,壽命長(zhǎng)和可靠性高。
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)(通常
±10V)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,(見(jiàn)樣本
G001),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)。比例閥可以是單級(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)(斷電保護(hù)是閥的固有功
能)或通過(guò)一組閥的一系列動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。
意大利ATOS電液比例控制基本原理
控制環(huán)
比例閥和放大器
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,參看 3 節(jié),以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行快速、穩(wěn)定和的控制。這類控制是現(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)傳送到集中電控系統(tǒng),或從集中電
控系統(tǒng)傳送到電液系統(tǒng),參看F002“數(shù)字電液技術(shù)”。
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)存功
能,率密度,壽命長(zhǎng)和可靠性高。
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)(通常
±10V)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,(見(jiàn)樣本
G001),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)。比例閥可以是單級(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)(斷電保護(hù)是閥的固有功
能)或通過(guò)一組閥的一系列動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)今工業(yè)設(shè)備都是多軸運(yùn)動(dòng),越來(lái)越多地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)每次都要執(zhí)行器定位的應(yīng)用中,必須用閉環(huán)。
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:
* 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通和3通,帶壓力補(bǔ)償,控制系統(tǒng)流量,此流量和用戶負(fù)載無(wú)關(guān)。
Atos比例閥裝備ZO和ZOR型電磁鐵(30W和40W),分別用于符合ISO 4401標(biāo)準(zhǔn)的6通徑和10通徑尺寸的直動(dòng)式比例閥,有以下不同的組合選項(xiàng):
ZO(R)-A:無(wú)集成傳感器,開(kāi)環(huán);
ZO(R)-AE,AES:同ZO-A,另帶集成式電子放大器,模擬式或數(shù)字式;
ZO(R)-T,-L:帶集成式LVDT單/雙位置傳感器,閉環(huán),具有高動(dòng)、靜態(tài)特性;
ZO(R)TE, -TEB, -TES, -LE, -LEB, -LES:同ZO-T,-L,另帶集成式電子放大器,模擬式或數(shù)字式
對(duì)新一代的-AE,-TE,-LE型閥,電子放大器集成在閥上,它可以通過(guò)工廠預(yù)調(diào),確保良好的閥-閥互換性并簡(jiǎn)化安裝接線和系統(tǒng)調(diào)試,由于這些性能的改進(jìn),這
種閥已被越來(lái)越多地用于現(xiàn)代應(yīng)用和系統(tǒng)中。集成電子器件經(jīng)樹(shù)脂封裝后再裝入防護(hù)等級(jí)為IP67的金屬盒中,保證抗震、抗沖擊、防氣候變化;線圈全部用
塑料封裝。
有關(guān)電子放大器的更詳細(xì)資料,請(qǐng)參見(jiàn)樣本G001部分。
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)的精度嚴(yán)格地取決于液壓系統(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)控制器可接收?qǐng)?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。
意大利ATOS電液比例控制基本原理