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(yīng)用非常廣泛，下面我將結(jié)合鋼管公司實(shí)際應(yīng)用的比例系統(tǒng)，對(duì)PLC、放大板、比例閥、平衡閥、傳感器等做一個(gè)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(dá)。 反饋元件：Z10或測(cè)速電機(jī)。,2、相互關(guān)系：,比例放大板,比例閥組,液壓缸或馬達(dá),Z10或測(cè)速電機(jī),PLC,動(dòng)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(yùn)行過(guò)程中即使負(fù)載不斷變化，該系統(tǒng)也能保證執(zhí)行元

2、件運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。,液壓缸,平衡閥,壓差控制閥,負(fù)載,梭閥,比例閥就相當(dāng)于一個(gè)電控流量控制閥，當(dāng)電磁鐵的電流從200ma到800ma逐漸增大時(shí)，比例閥的開(kāi)口度由0逐漸增大至100%，開(kāi)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(kāi)口度,電磁鐵A,電磁鐵B,比例閥的實(shí)物圖片（下）和控制簡(jiǎn)圖（左）：,主閥3,減壓閥2,導(dǎo)閥1,5Mpa,比例閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(gè)恒流源。 基本原理：流體通過(guò)一個(gè)節(jié)流口時(shí)，輸入端壓力（P1）與輸出端壓力（P2）的壓差恒定，那么，通過(guò)該節(jié)流口的流量恒定。,P1,P2,P=P1-P2=

3、恒值,恒流源簡(jiǎn)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(fù)載運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。如圖所示，當(dāng)壓力油從A1進(jìn)入后，先將1#平衡閥全部打開(kāi)，然后由于負(fù)載的作用，在液壓缸無(wú)桿腔建立起壓力，該壓力P1推動(dòng)2#平衡閥打開(kāi)，液壓缸有桿腔的油液通過(guò)2#平衡閥的閥口流回油箱，同時(shí)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(kāi)度隨負(fù)載變化不斷變化來(lái)保證液壓缸運(yùn)行平穩(wěn)。,4、典型比例放大板（VT-3000）：,開(kāi)關(guān)量輸入簡(jiǎn)介：,1、當(dāng)R1-R4（10c、10a、8a、12a端）接負(fù)9V電壓時(shí)，放大板為電磁鐵“B”端提供電流，R1-R4 可設(shè)定

4、4種電流值，由K1-K4來(lái)選擇4種電流值的一種。反過(guò)來(lái)，接正9V電壓時(shí)，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(dāng)K5接通時(shí)，斜坡調(diào)整失效，當(dāng)K5 斷開(kāi)，斜坡時(shí)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(kāi)關(guān)量輸入，也 可使用模擬量輸入（12c或16a、16c）。 b. 通過(guò)調(diào)整斜坡時(shí)間，可以調(diào)整輸出電流的 響應(yīng)時(shí)間。 c. 調(diào)整R1-R4可穩(wěn)定輸出200800ma電流。 下面以常見(jiàn)的撥料叉為例具體講解：,5、實(shí)例分析： 工藝簡(jiǎn)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(tái)架上推正后，由比例系統(tǒng)控制撥叉將坯料運(yùn)送1#運(yùn)輸鏈固定臺(tái)架。如圖：,系統(tǒng)分析： 由上圖可知，坯料運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)液壓缸來(lái)說(shuō)，負(fù)載是不斷變化的，因此采用液壓比例加平衡閥的系統(tǒng)來(lái)滿足工藝要求。 對(duì)電氣控制來(lái)說(shuō)，要求撥叉慢速啟動(dòng)，中間過(guò)程快速運(yùn)輸，然后慢速放料；撥叉返回時(shí)，快速啟動(dòng)，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(yīng)用響應(yīng)快,0,0,比例放大板設(shè)置：,由上圖表分析：采用放大板VT-3000中2個(gè)開(kāi)

6、關(guān)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(yīng)式位置傳感器(Z10),與圓弧型感應(yīng)塊共同組成（見(jiàn)下圖），這種反饋方式可方便地在PLC程序內(nèi)，利用延時(shí)時(shí)間來(lái)控制液壓缸的減速，以實(shí)現(xiàn)慢速放料。,返回位Z10,前進(jìn)位Z10,Z10感應(yīng)塊,軸端,動(dòng)作過(guò)程分析：（以電磁鐵B得電，液壓缸撥料前進(jìn)為例）,當(dāng)撥叉具備動(dòng)作條件，PLC輸出信號(hào)，控制k1i接通,-9V電壓通過(guò)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(shè)定值（600ma），直到前進(jìn)到Z10感應(yīng)到信號(hào)，PLC斷開(kāi)k1i，接通k2i，通過(guò)R2使輸出電

7、流降至設(shè)定值（300ma），PLC延時(shí)一定時(shí)間后，k2i斷開(kāi)，到此前進(jìn)動(dòng)作完成。,1,2,3,ma,s,斜坡,R1調(diào)整,斜坡,R2調(diào)整 PLC延時(shí),斜坡,前進(jìn)Z10感應(yīng)到信號(hào),200,400,600,撥叉返回時(shí)的控制過(guò)程與前進(jìn)基本相同，唯一的區(qū)別是：前面講過(guò)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(jié)：控制框圖如下,VT3000,液壓缸,前進(jìn)位Z10,PLC,比例閥B,開(kāi)關(guān)量及PLC延時(shí),K1i、k2i,VT3000,液壓缸,返回位Z10,PLC,比例閥A,開(kāi)關(guān)量及PLC延時(shí),K1i、k2i、k3i,前進(jìn)過(guò)程,返回過(guò)程,

8、液壓缸實(shí)際工作時(shí)兩腔壓力曲線：,有桿腔,無(wú)桿腔,6、典型故障案例： 以PU2頂桿冷卻站步 進(jìn)梁為例（以下簡(jiǎn)稱步進(jìn)梁）：液壓控制 如左圖。,P,T,A,B,案例一：步進(jìn)梁平移無(wú)動(dòng)作 故障現(xiàn)象：在正常生產(chǎn)過(guò)程中頂桿冷卻 站平移突然沒(méi)有動(dòng)作，手動(dòng) 捅閥也無(wú)動(dòng)作。 基本分析：捅閥無(wú)動(dòng)作說(shuō)明液壓回路故 障，應(yīng)該與電氣無(wú)關(guān)。,故障判斷： 1、觀察閥臺(tái)壓力為13Mpa，說(shuō)明壓力源正常。 2、捅閥時(shí)測(cè)閥塊輸出油路的A、B壓力為零。 3、測(cè)量為導(dǎo)閥提供5Mpa壓力的減壓閥壓力為零。 4、由上述測(cè)量結(jié)果可以說(shuō)明比例閥的P口無(wú)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(méi)有壓力輸出。 6、注：如果主閥

9、3壞，減 壓閥2 應(yīng)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(gè)測(cè)壓接頭，以便于以后點(diǎn)檢和維護(hù)。如圖：,原因分析：,1、將壓差控制閥解體發(fā)現(xiàn)導(dǎo)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(dāng)溢流閥閥芯卡住后，系統(tǒng)壓力通過(guò)B-A-X經(jīng)溢流閥直接回油箱，致使F點(diǎn)壓力為零壓力P將主閥芯向上推，關(guān)閉閥口，A輸出壓力為零。,P,案例二：步進(jìn)梁前進(jìn)定位不準(zhǔn),故障現(xiàn)象： 在正常生產(chǎn)過(guò)程中頂桿冷卻站平移突然不到位，不能正確將頂桿運(yùn)送到輸送輥道中心線，同時(shí)冷卻站上的其他頂桿經(jīng)常掉道。,動(dòng)梁,定梁,輥道,頂桿,運(yùn)行方向,基

10、本分析： 首先從簡(jiǎn)單入手，電氣人員在PLC程序上將延時(shí)加長(zhǎng)后，故障基本解決。但運(yùn)行半小時(shí)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(shí)加長(zhǎng),前進(jìn)Z10感應(yīng)到信號(hào),200,400,600,停止點(diǎn),故障判斷： 1、用萬(wàn)用表或示波器測(cè)量比例放大板IB端電壓（面板上有測(cè)試端子），發(fā)現(xiàn)快速時(shí)0.6V，慢速時(shí)0.3V，且穩(wěn)定。說(shuō)明比例放大板無(wú)故障。,注：電磁鐵B上的電流200-800ma對(duì)應(yīng)在IB 上的電壓為0.2-0.8V。相當(dāng)于下圖：,1電阻,電磁鐵,IB,2、用壓力表測(cè)液壓缸有桿腔壓力（B2端），發(fā)現(xiàn)液壓缸快速前進(jìn)過(guò)程基本正常，減速過(guò)程壓力

11、偏高，達(dá)17Mpa。可見(jiàn)有桿腔回油節(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(dǎo)致步進(jìn)梁減速前進(jìn)過(guò)程提前結(jié)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(shí)時(shí)間調(diào)回，該故障徹底消除。,原因分析： 1、事后對(duì)平衡閥進(jìn)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(zhǎng)期在運(yùn)行過(guò)程中，撞擊閥芯6磨損所至。,5,6,2、在液壓缸啟動(dòng)和快速運(yùn)行過(guò)程時(shí)，P1的壓力較大，閥芯5推動(dòng)閥芯6打開(kāi)的開(kāi)口度較大，短了一截的閥芯5對(duì)平移的速度影響不是很明顯。,P1,5,6,3、當(dāng)Z10感應(yīng)到信號(hào)步進(jìn)梁進(jìn)入減速區(qū)后，放大板對(duì)電磁鐵輸出的電流會(huì)逐漸減小，比例閥的閥口開(kāi)口度會(huì)變小，流量也減小。在平