液壓 ，plc ，電液伺服控制的案例
綜述電液伺服運動控制系統的計算（轉自液壓傳動與控制）
閉環控制
圖2 閥控，電液位置閉環典型結構
圖2所示的系統闡釋了位置伺服機構，這是我們討論最終落腳點。圖2中的油缸提供負載力fL，而其位置與一個位置傳感器相連，傳遞函數為H，作為反饋信號。H值為電壓，進入誤差比較器，與指令信號電壓C做比較。誤差信號E輸送至伺服/比例閥放大器，從而推動閥芯運動。
只要誤差信號不是零，閥將持續運動，導致油缸推動負載，直至指令信號與反饋信號相等。此時，誤差為零，電流變為零，閥芯對中，負載和油缸停止。這就是它的工作原理。當然事實上，其會復雜很多。
電液伺服閥—過去、現在和將來（轉自液壓傳動與控制）
增材制造，特別是在制造量不太大（例如在航空航天）的時候，消除了閥體和其他液壓元件中的許多制造限制。這將使一些設計思想突破物理的限制，而加工制造的潛能將得到進一步發揮。
進一步的發展趨勢是伺服閥的智能化。集成自校正功能、狀態監測和通信能力的提高是工業電液伺服閥的發展趨勢，也將在航空航天得到應用。
應該注意的是，閥控液壓系統的面臨的挑戰正在發生，如采用電液執行器（伺服泵控制執行器），或泵伺服變量控制的機器更節能。然而，這種系統的功率密度和動態響應遠遠低于傳統的閥控系統，所以技術的發展軌跡依然是不確定的。
展開 電液伺服閥的頻率響應特性曲線，你讀懂了嗎（ 液壓傳動與控制）
電液伺服閥的動態特性一般用頻率響應或瞬態響應表示，因為瞬態響應比較簡單，此處不討論。
伺服閥動態測試時，當改變輸入信號的頻率，輸出信號也將出現幅值和相位的變化。頻率響應特性就是頻率響應的幅值和相位與諧波輸入頻率ω的關系特性，包括幅頻特性和相頻特性。
兩個概念：幅值比和相位差
幅值比
在某一指定的頻率值下輸出流量與輸入電流的振幅比A1，除以基準低頻時輸出流量與輸入電流的振幅比Ao0，即為該指定頻率時的幅值比A1/Ao。常以1~10Hz作為基準低頻。幅值比A1/Ao是無因次量，通常取20lg(A1l/Ao)的值來衡量幅值比，201g(A1/Ao)的單位為dB。
頻寬
頻寬即A1/Ao=0.707，或20lg(A1/Ao0)=－3dB時的頻率值。
一般規定A1由Ao下降3dB時的頻率(即輸出流量為基準頻率時輸出流量的70.7%) 為系統的截止頻率。它表示超出此頻率后, 輸出就急劇衰減, 跟不上輸入。在此截止頻率處，近似幅頻伯德圖與精確值最大誤差約-3dB。
相位差
輸入電流及輸出流量作正弦變化時，輸出與輸入的相位差。即輸出與輸入之間不會完全同步，存在滯后現象。
相頻寬
輸出流量與輸入電流的相位差為滯后90°時的頻率值。
關于伯德圖的繪制
幅頻特性和相頻特性的橫坐標w均用以10為底的對數值分度，但需要注意習慣標識。
如何查看伺服閥樣本上的頻率響應曲線
在選擇伺服閥時，我們必須根據質量系統的頻率響應要求，選擇合適頻寬的伺服閥。頻寬值越大，閥響應越快。但是，并不意味著我們在選用伺服閥的時候，一味的選擇高頻響的伺服閥，因為這意味此類閥會有更高的制造精度和成本，而對系統來說并不經濟。
展開 伺服液壓運動控制-選擇PLC還是運動控制器？（轉自液壓傳動與控制）
一些閉環運動控制的應用很顯然需要運動控制器，然而一些人也可以通過使用PLC來實現閉環控制。當然，選擇何種控制方式常常難以定論。
當你可以使用PLC控制的時候，為什么還需要花錢去購買一個專用的電液運動控制器呢？答案很簡單。一般來說，考慮的因素包括使用數量，實現難度，可用時間，生產效率，精度要求以及經濟性等。做出何種決定往往是很模糊的。根據以往的經驗，我知道哪種類型的應用可以用PLC，哪種不適用。
對于大多數的控制系統設計者來說，成本是首當其沖的想法。最簡單的辦法就是購買帶有模擬量輸入和輸出的PLC用于各種軸的控制，還可以帶有一些數字I/O，接著就可以編程了。通常都是從最簡單的比例控制開始，甚至PID控制塊都不需要。這就是目前市面上大多數的液壓伺服控制的做法，人們接受液壓的培訓很多，但也僅限于此。
模擬量的反饋必須轉化縮放為位置單位。然而，我很奇怪的是，在一些PLC論壇里，很多的人在咨詢如何把一個模擬量轉化為毫米或英寸。如果編程的工程師在問，很顯然他啥也編不了。對輸入值比例縮放之后，很簡單的做法就是，從指令位置減去實際位置，差值乘以比例增益，該值作為模擬量的輸出至閥。就是這么簡單！
1. 該仿真顯示了當指令位置突然改變100mm時將會發生什么。控制輸出在100%飽和，執行器突然加速。實際位置則慢慢的接近100mm的目標值。
模擬量控制的PLC設置
PLC控制的一個挑戰發生在液壓缸的指令和實際位置相差很大的情況，因為此時輸出至閥的信號可能很大。結果就是液壓缸全速運動至指令位置。在指令位置的時候會發生什么就取決于增益和負載大小了。有時候液壓缸會平滑減速至指令位置，但是如果負載很大，也會產生超調，并帶有衰減振蕩。
關于此問題可以有多種解決方案。
展開 
液壓橋路分析（轉自伺服閥及電液伺服系統）
B型半橋
B型半橋在液壓元件，尤其是液壓閥中，應用最為廣泛。
一個B型半橋——單噴嘴擋板閥
兩個B型半橋——雙噴嘴擋板閥
蓋板式插裝溢流閥：外控油經過x口，再經過節流孔到達插裝閥上端容腔，上端容腔和溢流閥并聯。溢流閥相當于可變節流口。插裝閥上端容腔即為負載腔。
先導式溢流閥：油液經過節流孔達到主閥芯上腔，上腔和先導閥芯閥座并聯。先導閥芯閥座即為可變節流口。主閥上腔為負載腔。典型的B型半橋。
C型半橋
伺服閥單腔使用，手動可調節流閥與負載腔并聯，節流閥出口回油。對負載進行控制之前，通過調節手動節流閥，可對回油液阻進行調節，進而對負載壓力特性曲線的起始點和斜率進行調節。當壓力特性曲線的起始點和斜率調節完畢，節流閥便不再動，使其開口保持不變；此時通過調節伺服閥指令信號，來改變伺服閥開度，進而對負載進行壓力控制。
實測曲線如下：
圖中，橫軸為指令信號，測試范圍為4-20mA；縱軸為負載腔壓力，單位為bar。左圖中，系統供油壓力為8bar。右圖中，系統供油壓力為14bar。
測試時，通過調節節流閥的開口，可以設定壓力特性曲線的初始值，再結合調節伺服閥的零位，可對壓力特性曲線的斜率進行調節。在4-20mA的信號范圍內，可以獲得0bar到系統供油壓力之間的任意控制壓力。
從圖中可以看出，壓力滯環非常小，不到1%；而且控制精度很高，可達0.1bar。
D型半橋
D型半橋用得不多，暫時未到實例。
展開 討論用于精密運動控制的電液控制閥（轉自液壓傳動與控制）
想要在你的應用中得到最平滑的，最有效的液壓運動控制系統嗎？如果你對閥的選擇經驗很豐富，那么這，就會顯得與眾不同了。
高性能控制閥是液壓運動控制系統中工作負荷最大的元件。選擇合適的閥使得在機器設備優異的工作性能，低的維護和導致生產大量的次品，需要大量的關注之間大不相同。
本文想討論的是一個基本指導，即關于如何選擇和應用這些閥，使得你的液壓運動控制系統免維護。該指導主要討論那些市面上具有伺服品質的四通閥，其利用運動控制器提供的±10V的指令信號，實現對液壓油缸的運動控制。
油缸運動典型的采用四通閥。主要有兩種類型-關于其術語，在工業上還沒有形成完全的統一意見，但是下面的分類似乎基本可以涵蓋：
? 伺服品質的比例方向閥是最通用的類型，采用力馬達，強電磁鐵，或者音圈來推動閥芯運動。這類閥通常無需調節。
? 電流驅動的伺服閥，這種“最初的”伺服閥，包含射流管型或者噴嘴擋板型，由電流驅動，典型的電流范圍從±10 mA 到±200 mA。這些閥需要周期性的重新調整零位或者中位。
在工業上，現在越來越多的使用伺服品質的比例閥。其通常比傳統伺服閥性能更高，更緊湊。
線性閥
運動控制器采用的算法通常假定系統是一種線性響應，意味著給閥2V的指令信號，其得到的速度將是1V信號時的兩倍。為了實現良好控制，閥的流量與指令信號也應該是線性的(圖1)。
圖1：零遮蓋閥芯-流量與指令信號的線性關系
諸如“kink”，“knee”和“progressive”的術語指的是非線性閥。非線性閥肯定可以用，但是其需要在運動控制器進行更多的設置，也就是需要用線性化算法補償器非線性過程。傳統的，非線性閥（圖2和圖3所示）非常適合于提供高的速度控制以及低速時的精密調節。
展開 電液控制閥設計與應用的發展（轉自液壓傳動與控制）
l 努力實現閥型標準化
一個日益增長的用途是飛行動作模擬，該用途逐步用于各個領域，從而孕育了測試行業，以至于從硬紙盒到汽車所有東西都被放在電液自由度平臺上上進行實驗。
機器人出現并采用電液系統多年。塑料制造業借助于電液系統的驅動和精確度，加上閉環控制對重復性能的改善，從而提高了吹模和注模部件的質量。電液控制系統的使用使生產諸如照相機和鏡頭這樣的產品第一次成為可能。
氣和蒸汽輪機使用伺服閥進行可靠的速度控制。
鋼鐵業是一個獨特的分支。在這里，液壓驅動是必須的，電液系統的可控性被充分用于諸如厚度控制之類的用途。有時大流量意味著三級閥需要滿足與小流量閥相同的控制要求。這些鋼鐵業工藝用途一直是高性能伺服閥的領地，而新材料處理用途則被比例閥占領。比例閥通過對重型鋼卷的平滑控制可提高產量和靈活性。
2.4 在歐洲大約1970年后的發展
在歐洲，或許可以穆格德國分公司作為代表，電液閥的應用比在美國更專注于高壓。典型的3000 psi / 210 bar / 21 MPa相當普遍，上限常達5000 psi。閥設計的演變基于確保在如此高壓下的穩定性和壽命。
1973
穆格德國：意識到工業對標準化的需要，穆格將某些個性化閥口形式統一為工業標準的NG / CETOP閥口形式。
博世（Bosch）：博世板式伺服閥是在閥發展歷程中一個有趣的里程碑，它研發了一個具有射流管先導級、一個霍爾效應反饋傳感器，以及對于伺服閥重要的“第一次”：用于閉環控制的集成電子放大器，圖6。
1974
穆格比例閥。穆格德國將帶二級先導閥的直控閥（DCV）主閥與帶電反饋的隨閥攜帶的電子元件組合在一起。這種三級閥為塑料注塑業提供了一款低價大流量閥，圖7。
展開 電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究
分析電液比例伺服閥的特點及電液比例伺服閥控變量泵容積調速的原理。利用AMESim 軟件，建立比例伺服閥控變量泵容積調速系統的仿真模型。利用該模型對系統的性能進行仿真研究，結果表明: 該調速系統具有很好的速度跟蹤特性、較小的速度超調量、較高的速度控制精度以及較好的系統工作穩定性。
009-電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究.rar
如何利用電液換向閥的內控、外控和內泄、外泄（轉自液壓傳動與控制）
液壓設計工程師和維護工程師使用電液換向閥的時候，經常思考的問題是，對于某一個回路或應用，到底該用內控外控，還是內泄外泄呢？
電液換向閥是與電磁操縱的先導閥組合成一體的液動換向閥，用控制油路中的壓力油推動閥芯。
對于NG06或者更低通徑的方向閥，其最大額定流量通常不超過80L/min（額定流量通常基于閥壓差在2.5~3.5bar之間），直接采用電磁鐵的推力就可以推動閥芯的運動。但是對于大多數的NG10或者更大通徑的閥，就需要采用電磁鐵作為先導閥，利用液壓力來推動主閥芯。這時候就需要考慮先導供油和排油方式了。
設計師們經常在系統原理圖中用簡化的符號來表達電液換向閥，如右圖所示例。為便于理解，我們需要查看左圖的詳細職能符號。由圖可見，電液換向閥一般由一先導電磁閥和一液控主閥構成，先導電磁閥得電后，控制油或泄油分別與主閥的左、右腔體相連，液壓力與彈簧力比較，從而推動閥芯運動。
電液換向閥控制油x可以取自主油路的P口，此為內控，也可以來自獨立油源，此為外控。
對于系統壓力較高的液壓系統，為防止換向沖擊，不建議控制油x取自主P口即內控的方式，而是建議采用外控的方式。采用外控時，可以獲得更穩定的控制油壓力。采用外控時，獨立油源的流量不得小于主閥最大通流量的15％，以保證換向時間要求，具體可參考各家樣本。
對于伺服閥、比例伺服閥等，由于前置級一般為射流管或者噴嘴擋板，外控的方式除了可以獲得更穩定壓力之外，而且可以對控制油單獨進行過濾。在某些產品樣本中，要求先導壓力至少大于P口壓力60%以上，從而保證克服液動力以及確保伺服閥的動態響應。
對于系統壓力不高的液壓系統，控制油x可以取自主油路的P口，即采用內控的方式。采用內控時，主油路必須保證最低控制壓力。
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