ATOS比例溢流阀的应用(中)

1、atos闭环比例压力阀闭环比例压力阀 atos close-loop proportional pressure valve atos technical center by joel 一闭环比例压力阀。 二应用案例。 三影响闭环比例压力阀稳定运行的外部因素。 四影响闭环比例压力阀稳定运行的内部因素。 五闭环比例压力阀的调试。 六闭环比例压力阀应用的建议。 七提问。 目目 录录 一、一、闭环比例压力阀 先导控制比例溢流阀。 作为溢流阀使用。 1. 比例溢流阀 大流量插装式先导控制比例 溢流阀。 闭环溢流阀做溢流阀使用。 1.比例溢流阀 一、一、闭环比例压力阀 aersters 一、一、闭环比例

2、压力阀 1. 比例溢流阀 uaers: 远程压力传感器，实 现闭环压力控制。 uters: 集成式压力传感器， 实现闭环压力控制。 一、一、闭环比例压力阀 1. 比例溢流阀 u最小调节压力：与通过的流量、t口背压有关。 u控制精度：与滞环、线性度、重复精度有关。 u先导回油：先导回油对压力控制稳定性、最小控制压力等有影 响。 u监控信号： - 标准（电压指令信号）：电压值010v，实际压力； - 电流（/i选项）：电流值420ma，实际压力。 u安装：就近安装在压力控制点附近。 u由于pid控制器中积分 功能的原因，闭环比例溢流阀不建议用 作压力安全阀。 一、一、闭环比例压力阀 1. 比例减压

3、阀 二、二、应用案例 滑台压力控制。滑台压力控制。 滑台上液压垫压力控制。滑台上液压垫压力控制。 下液压垫压力控制。下液压垫压力控制。 比例溢流阀在压机中，用于控制加载的压力，使载荷快速、平稳地作用比例溢流阀在压机中，用于控制加载的压力，使载荷快速、平稳地作用 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滑台上液压垫滑台上液压垫 滑台滑台 二、二、应用案例 limzo-aers 下液压垫下液压垫 二、二、应用案例 三、三、影响闭环比例压力阀稳定运行的外部因素 1.油箱油液的液位高度。如果油箱液位不够的话，主缸快速下行 时会吸入

4、大量的空气，致使建压很慢，甚至不稳定，最终会影响 到液压垫的建压。 2.先导阀的回油问题。先导阀的回油要求单独无阻力回油。如果 先导回油不稳定的话，会引起稳态值压力的波动。 3.滑块慢速下行速度。滑块接触下模具瞬间的速度大小，对压力 的超调有很大的影响。如果可能的话，尽量把接触瞬间的速度降 低，以减小超调。 4.滑块下行速度的平稳性。如果滑块下行存在抖动等不平稳现象 的话，也将对上、下液压垫比例阀的建压产生影响，特别是稳态 时可能出现压力波动。 三、三、影响闭环比例压力阀稳定运行的外部因素 5.压力控制回路的密封性能。如果压力控制存在泄漏（如单向 阀锁不死、密封损坏等），将导致高压时上不去。

5、6.控制压力的范围。该案例，要求压力的控制范围基本为 37.5bar250bar。其范围很宽，控制容积特别大（控制缸+管路 等），且控制指标（超调量、建压时间、调整时间等）要求很 高，很难在整个压力范围内完全满足客户提出的指标。 7.通过的流量。通过比例压力阀的流量范围很宽，从200l/min 至1500l/min不等。 8.安装位置。比例压力阀强烈建议安装位置距离压力控制点越 近越好。 比例阀本身的性能受其内部如 下元件影响： u阻尼：x、f、p口三个阻尼 u弹簧：主阀芯弹簧。 四、四、影响闭环比例压力阀稳定运行的内部因素 1.先导回路进口（x口）阻尼。x口阻尼的大小，与主阀芯弹簧共同 决定

6、进入先导回路的流量大小。先导回路流量的大小影响到比例阀 的最小控制压力和最大控制压力。 2.主阀芯控制腔（f口）阻尼。f口阻尼，控制主阀芯的开启与关闭 的速度，对控制压力的超调量有比较明显的影响。 3.先导阀（p口）阻尼。p口阻尼限制通过先导比例阀的流量。 - 动态调节过程，通过的流量为x口的进油和f口排出的流量之和； - 稳态时，通过的流量为x口的进油。 4.主阀芯弹簧。主阀芯弹簧，限制了先导回路x口阻尼上的压降大小， 进而与x口阻尼共同决定了先导回路的流量。此外，主阀芯弹簧刚 度的大小也对稳态时负载波动引起的控制点压力稳态波动有明显的 影响。 四、四、影响闭环比例压力阀稳定运行的内部因素

7、五、五、闭环比例压力阀的调试 在设备外部条件（滑块平稳运行、油液液位高度足够、能够全负荷 运行等）准备充分后，可以对比例压力阀进行调试。 比例阀调试时，参照如下方法进行调试： 1.检查。检查电气、液压管路是否正确；特别注意输入指令电流型 （/i）、电压型不能接错。 2.开环调试。把比例阀设置成开环状态，测试其开环特性是否存在 较大的超调以及震荡。如果存在较大超调和震荡，则调整比例阀的 阻尼和弹簧配置，使超调减小和消除多次震荡。 3.闭环测试。开环测试完成后，进行闭环调试。调整pid参数，使整 个压力控制范围达到最优控制。 比例阀信号处理方式。 reference-ramps-lineariza

8、tion-bias-scale-controller 五、五、闭环比例压力阀的调试 1.比例阀参数配置核对 biasscale 阀状态、偏置（bias）和增益（scale）核对。 reference type status 五、五、闭环比例压力阀的调试 1.比例阀参数配置核对输入指令与反馈指令核对。 传感器反馈值可以根据客户的需要进行修改。 ， 10v 传感器全量程 10输入指令对应的压力值1v每 =scale 16ma 传感器全量程 16输入指令对应的压力值1ma每 =scale 10v10v 400bar 100bar4 =scale 16ma16ma 400bar 165bar2 =sc

9、ale 五、五、闭环比例压力阀的调试 输入指令范围输入指令范围 输入指令增益输入指令增益 反馈压力范围反馈压力范围 反馈压力增益反馈压力增益 1.比例阀参数配置核对输入指令与反馈指令核对。 五、五、闭环比例压力阀的调试 传感器信号范围传感器信号范围 传感器量程传感器量程 最大工作压力最大工作压力 2.开环测试 打开atos测试软件： u进入information页面。 u打开hydraulic configuration/ control mode下拉 菜单，更改为pressure open loop模式。 五、五、闭环比例压力阀的调试 2.开环测试 31-3bar-12p12f10x- op

10、enloop 32-3bar-15p15f12x- openloop 超调较大，震荡超过2次。超调较小，没有震荡。 五、五、闭环比例压力阀的调试 3.闭环测试 u打开hydraulic configuration/ control mode下拉菜单，恢复至pressure closed loop模式。 进入pid调节页面，调整pid每个控制通道的参数。 五、五、闭环比例压力阀的调试 前馈环节前馈环节 比例环节比例环节 积分环节积分环节 微分环节微分环节 3.闭环测试pid控制介绍之前馈 atos比例阀pid控制器由前馈（feed forward）、比例（proportional）、 积分（in

11、tegral）和微分（derivative）四个部分组成。 前馈（feed forward） u快速响应：输入指令信号直接作用于pid的输出，使其快速建压。 thresholdrefoffsetgainthresholdrefgainthreshold thresholdrefoffsetgainref output ,2)(1 ,1 五、五、闭环比例压力阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍之前馈 前馈（feed forward） uoffset：减小该值，可以减小超调量。但也可能致使高压时无法达到设 定值。 ugain1：调整小指令范围，即threshold范围内的前馈增益。当调整 offs

12、et值之后，高压无法上去时，可以调整该增益，使高压时能够达到目 标值。 五、五、比例溢流阀的调试 五、比例溢流阀的调试五、比例溢流阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍之比例 比例（proportional） u快速响应：误差信号直接作用于pid的输出，使其快速建压。 u稳态误差：只采用比例控制时，其误差不可能完全消除。 u过高比例增益易导致系统不稳定，即出现震荡。 u非线性比例增益。 errkoutput p 五、比例溢流阀的调试五、比例溢流阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍之比例 比例（proportional） u非线性增益调整：把非线性增益的后三个点设置至最大，调整第一个 点，直到使系

13、统压力出现等幅震荡时，然后回调一点即可。之后再调整 后续的三个点。如下图所示。 u一般情况下，小误差大增益，大误差小增益，以避免输出饱和。 u调整时，应该在全流量工况下调整。 五、比例溢流阀的调试五、比例溢流阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍之积分 积分（integral） u减慢控制器的响应：控制器的输出一直在调整，直至误差为零。 u消除稳态误差：积分的作用主要用于消除稳态值误差。 u在积分过程中，可能出现积分饱和现象。 err ts koutput i i 1 u积分增益ki：增益越大误差越快消除，但该值越大会产生更大的超调。 u积分时间ti：时间常数越小，积分作用越强。 积分饱和（an

14、ti-windup） anti-windup：用于防止积饱和。 u门槛值（threshold）：该值用于设定积分开始起作用的门限值，即当 积分通道的输入值（误差）小于该值时，积分单元开始起作用。 五、比例溢流阀的调试五、比例溢流阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍之积分 五、比例溢流阀的调试五、比例溢流阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍之微分 微分（derivative） u快速响应，但是对稳态误差没有影响。 u下一步的误差参与控制，从而减小振荡。 u由于指令信号与反馈信号上的噪声等干扰，有可能产生振荡和不稳定， 特别注意模拟式指令输入与反馈。 err ts ts koutput n d d

15、 d 2 1 u微分增益kd：增益越大超调越小，但调整时间增大。 u阶数n：值越大，越接近理想微分，同时增大了系统对噪声的敏感性 典型的设置是2、3和4。 微分作用的输入信号 u输入指令（reference）：类似前馈通道，加速系统的响应。 u反馈值（feedback）：类似阻尼作用，减缓系统的响应。 五、比例溢流阀的调试五、比例溢流阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍之微分 五、比例溢流阀的调试五、比例溢流阀的调试 3.闭环测试pid控制介绍 五、五、比例溢流阀应用的建议 1.先导阀单独回油。如果先导阀未单独回油，会导致部分机器很难 调整参数至稳定，因其先导回油受主油路回油影响，致使稳态时压 力出现波动等不稳定现象。 2.建议采用整体的atos插装式溢流阀。因使用泰丰的插件和盖板， 性能无法达到一汽模具提出的