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關(guān)于電液運(yùn)動(dòng)控制器的闡述

更新時(shí)間:2024-12-05點(diǎn)擊次數(shù):342
與傳統(tǒng)觀念不同的是,可以實(shí)施運(yùn)動(dòng)控制來同時(shí)提高生產(chǎn)率大部分、產(chǎn)品質(zhì)量和一致性效高。



運(yùn)動(dòng)控制是同時(shí)控制加速度、速度和位置以執(zhí)行有用的任務(wù)優化程度。這一表述中的關(guān)鍵概念是所有三個(gè)變量:加速度廣度和深度、速度和位置,都在控制之中創新延展⌒阅?;仡櫼恍┗镜碾娨涸O(shè)計(jì)將有助于理解運(yùn)動(dòng)控制的概念。兩種傳統(tǒng)的液壓回路將用于說明這一點(diǎn):離散或所謂的 bang-bang 方向控制和開環(huán)比例控制長效機製。

這兩個(gè)回路將引導(dǎo)我們找到最終的解決方案:電液位置伺服機(jī)構(gòu)強化意識。結(jié)果表明,當(dāng)電液伺服設(shè)計(jì)合理且控制系統(tǒng)適合該任務(wù)時(shí)深入,結(jié)果就是一個(gè)真正的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)合理需求,可滿足提高機(jī)器生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的不同目標(biāo),同時(shí)降低總體生產(chǎn)成本基本情況。

液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)師應(yīng)在設(shè)計(jì)過程的早期就意識到先進水平,為控制閥提供恒定壓力的動(dòng)力裝置適合運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)。圖 1 顯示了恒壓源的 ISO 符號及其行為圖充分發揮。圖 2 以示意圖形式顯示了現(xiàn)實(shí)世界的恒壓源共享。它通常由一個(gè)壓力補(bǔ)償泵組成,并配有大型蓄能器以適應(yīng)伺服或比例閥的突然流量需求全面展示,以及一個(gè)單向閥姿勢,以防止泵必須反轉(zhuǎn)以吸收任何可能被迫返回泵的流量。

1. 左側(cè)為恒壓源的 ISO 符號服務,右側(cè)為理想恒壓源的運(yùn)行方式重要平臺。理想情況下,無論流量需求如何選擇適用,壓力都會保持恒定生動。實(shí)際上提單產,壓力會隨著流量需求和組件性能的變化而波動(dòng)。

圖 2 還顯示了傳統(tǒng)壓力補(bǔ)償泵的壓力-流量特性適應性強。在低壓下的特性,它表現(xiàn)為定量排量泵競爭力所在,提供幾乎恒定的流量能力建設,忽略內(nèi)部泄漏。當(dāng)壓力達(dá)到拐點(diǎn)值 PK 時(shí)先進的解決方案,泵的壓力補(bǔ)償器開始工作基礎,排量會隨著壓力的升高而自動(dòng)減小。因此研究進展,在壓力高于 PK 時(shí)要素配置改革,壓力補(bǔ)償泵幾乎充當(dāng)恒壓源。使用閉中心閥使該泵空轉(zhuǎn)肯定是安全的構建,不會有過壓的危險(xiǎn)緊密相關。



2. 實(shí)際的恒壓源由壓力補(bǔ)償泵、蓄能器和單向閥組成平臺建設。這不是理想的恒壓源:壓力會根據(jù)組件的頻率響應(yīng)高于或低于平均壓力重要組成部分。


離散控制
在傳統(tǒng)的電液控制系統(tǒng)中(圖 3),簡單的電磁方向控制閥只能在三種離散狀態(tài)下運(yùn)行:居中(關(guān)閉)先進技術、向右移動(dòng)以將流體引導(dǎo)至一個(gè)方向傳承,或向左移動(dòng)以將流體引導(dǎo)至相反方向。


3. 簡單的方向或離散閥控制以快速加速和減速移動(dòng)負(fù)載合作。結(jié)果是對負(fù)載產(chǎn)生固有的機(jī)械沖擊具有重要意義,并在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力峰值。此回路并非完整,但說明了簡單方向控制的缺點(diǎn)勃勃生機。

為了理解這些問題,假設(shè)圖 3 中的限位開關(guān) LS1 已關(guān)閉宣講手段,左側(cè)電磁鐵通電形式,液壓缸以由供油壓力和閥門流量系數(shù)決定的速度將負(fù)載向右移動(dòng)。在某個(gè)時(shí)刻一站式服務,負(fù)載接合限位開關(guān)功能,這會導(dǎo)致方向閥居中并阻塞所有端口。負(fù)載將迅速減速支撐作用,具體取決于其質(zhì)量積極性、液壓缸尺寸以及控制閥的換向速度。在負(fù)載實(shí)際停止之前可能會發(fā)生嚴(yán)重的沖擊和振動(dòng)解決,尤其是在負(fù)載質(zhì)量很大的情況下性能。

如果發(fā)生大沖擊,機(jī)器部件會承受高應(yīng)力水平,從而縮短其使用壽命方案。還會出現(xiàn)非常高的壓力峰值(或通常所說的尖峰)多種方式。這些壓力峰值會使液壓部件(包括缸管和密封件)過度受力,導(dǎo)致過早泄漏和故障實施體系。外部振動(dòng)會使整個(gè)機(jī)器移動(dòng)臺上與臺下,對管道施加機(jī)械應(yīng)力,從而導(dǎo)致配件故障技術創新。

在振蕩停止過程中便利性,如果力、壓力

或速度傳感器的輸出可以顯示在示波記錄儀器上高質量,通過記錄信息化,則可以測量振動(dòng)的頻率。該頻率稱為流體機(jī)械共振頻率 (HMRF)可靠,可以使用多種方法中的任意一種來計(jì)算。

自毀的可能性可能是離散控制系統(tǒng)的最大缺點(diǎn)。但是我有所應,停止點(diǎn)的可重復(fù)性差也可能是一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)深刻認識。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員使用限位開關(guān)啟動(dòng)減速時(shí),他們通常這樣做是因?yàn)閼?yīng)用程序需要將負(fù)載停止在某個(gè)可預(yù)測和受控的位置機構。不幸的是非常激烈,在離散系統(tǒng)中,幾個(gè)隨機(jī)效應(yīng)會導(dǎo)致最終停止點(diǎn)發(fā)生相當(dāng)大的變化更適合。實(shí)際停止時(shí)間是一個(gè)復(fù)雜的函數(shù):

  • 負(fù)載質(zhì)量的大小技術交流、

  • 閥的換向時(shí)間、

  • 閥芯重合位關(guān)閉的時(shí)間引人註目、

  • 閥的泄漏關註、

  • 液壓缸內(nèi)泄漏、

  • 液壓缸和負(fù)載內(nèi)的摩擦拓展、

  • 流體粘度提供堅實支撐,

  • 以及數(shù)字控制器(PLC)的掃描時(shí)間(如果使用)。

交流電磁閥產(chǎn)生的閥門換向時(shí)間受交流電源線 60 或 50 Hz 正弦波切換瞬間的影響。閥門換向時(shí)間的隨機(jī)變化至少為半個(gè)線路周期的時(shí)間(60 Hz 系統(tǒng)中為 8.3 毫秒創造更多,50Hz 系統(tǒng)中為 10 毫秒)。這增加了閥門換向時(shí)間的正常隨機(jī)變化好宣講。

負(fù)載和液壓缸摩擦也會產(chǎn)生隨機(jī)變化連日來。這些受系統(tǒng)溫度的影響,工藝流體的粘度也是如此不斷進步,這會將其自身的變化強(qiáng)加到停止時(shí)間中信息化技術。如果使用數(shù)字控制器領先水平,停止時(shí)間的隨機(jī)變化將至少等于一個(gè)完整的掃描間隔。數(shù)字控制器越慢責任製,變化越大效率。最終結(jié)果是,當(dāng)對圖 3 中的系統(tǒng)進(jìn)行可重復(fù)性測試時(shí)不合理波動,實(shí)際停止點(diǎn)將因試驗(yàn)而異建言直達。


比例控制
顯示了運(yùn)動(dòng)控制的第二步,使用比例閥代替離散方向閥上高質量。與圖 2 一樣精準調控,示意圖并不完整效高;相反建設應用,它只是為了指出使用比例控制而不是開關(guān)控制的明顯優(yōu)勢。請注意廣度和深度,液壓缸配有位置傳感器應用的因素之一,用于測量活塞相對于液壓缸筒的位置。傳感器實(shí)時(shí)工作 - 它始終向控制器發(fā)送模擬輸出信號日漸深入。


4. 比例控制根據(jù)控制器的輸入電流來調(diào)節(jié)流向和速度奮勇向前,從而平滑離散方向控制的突然流量波動(dòng)。

控制器被描繪成一個(gè)數(shù)字設(shè)備預期,可以通過傳統(tǒng)鍵盤輸入減速點(diǎn)經驗。作為數(shù)字設(shè)備,它在任何給定時(shí)刻只能關(guān)注一個(gè)項(xiàng)目或任務(wù)加強宣傳。也就是說敢於監督,當(dāng)它“查看"減速設(shè)定點(diǎn)時(shí),它不能查看位置傳感器輸出互動式宣講。這兩個(gè)事件之間必然存在時(shí)間差組建。此外,PLC 可能還有許多其他任務(wù)會分散其注意力結構,例如監(jiān)測和控制溫度深入交流研討、油箱液位等。由此產(chǎn)生的延遲是控制器的掃描時(shí)間效果較好,它決定了系統(tǒng)的性能集聚效應。

因此,我們看到每個(gè)任務(wù)實(shí)際上是定期執(zhí)行的廣泛應用。一個(gè)任務(wù)(例如提升,監(jiān)測位置傳感器輸出)的瞬間和再次執(zhí)行該任務(wù)的瞬間之間的總時(shí)間差是總掃描時(shí)間。此外要求,事件發(fā)生的瞬間與控制器實(shí)際查看和看到事件的瞬間不同步。這導(dǎo)致停止點(diǎn)隨機(jī)變化通過活化。

繼續(xù)繞圖 4 的循環(huán),請注意的特性,控制器的輸出由啟停信號組成競爭力所在,該信號是根據(jù)減速設(shè)定點(diǎn)與位置傳感器的實(shí)際位置之間的比較而生成的。還請注意高效,來自控制器的啟停信號不直接連接到閥門電磁鐵先進的解決方案。相反,它是通過斜坡發(fā)生器連接的領域。

斜坡發(fā)生器是許多比例閥放大器的常見選項(xiàng)研究進展。如果命令輸入變?yōu)楦唠娖剑鼤⑤敵鲂逼律仙?,直到等于命令電壓溝通機製。如果沒有斜坡,放大器輸出將幾乎與來自控制器的命令信號一樣快地跳升體系。但是使用斜坡發(fā)生器宣講活動,即使命令是一個(gè)步驟(如圖所示),輸出也是緩慢變化的閥門線圈信號註入新的動力。這可以防止閥芯突然跳到比例位置快速融入。相反,閥芯會緩慢打開或關(guān)閉工藝技術,從而提供相當(dāng)大的加速度控制發揮作用。

斜坡電路配有微調(diào)電位器,允許用戶調(diào)整輸出變化的速率系統,從而控制閥芯移動(dòng)的速率十分落實。這比離散方向系統(tǒng)中提供的開關(guān)控制有了重大改進(jìn),因?yàn)闆_擊大大減少系統性。此外合作,斜坡的可調(diào)性使用戶能夠立即反饋調(diào)整的有效性。


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