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ATOS閉環(huán)比例壓力閥ATOSClose loopProportionalPressurevalve ATOSTechnicalCenterByJoel 閉環(huán)比例壓力閥 應用案例 影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運行的外部因素 影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運行的內部因素 閉環(huán)比例壓力閥的調試 閉環(huán)比例壓力閥應用的建議 提問 目錄 一 閉環(huán)比例壓力閥 先導控制比例溢流閥 作為溢流閥使用 1 比例溢流閥 大流量插裝式先導控制比例溢流閥 閉環(huán)溢流閥做溢流閥使用 1 比例溢流閥 一 閉環(huán)比例壓力閥 AERS TERS 一 閉環(huán)比例壓力閥 1 比例溢流閥 AERS 遠程壓力傳感器 實現閉環(huán)壓力控制 TERS 集成式壓力傳感器 實現閉環(huán)壓力控制 一 閉環(huán)比例壓力閥 1 比例溢流閥 最小調節(jié)壓力 與通過的流量 T口背壓有關 控制精度 與滯環(huán) 線性度 重復精度有關 先導回油 先導回油對壓力控制穩(wěn)定性 最小控制壓力等有影響 監(jiān)控信號 標準 電壓指令信號 電壓值0 10V 實際壓力 電流 I選項 電流值4 20mA 實際壓力 安裝 就近安裝在壓力控制點附近 由于PID控制器中積分功能的原因 閉環(huán)比例溢流閥不建議用作壓力安全閥 一 閉環(huán)比例壓力閥 1 比例減壓閥 二 應用案例 滑臺壓力控制 滑臺上液壓墊壓力控制 下液壓墊壓力控制 比例溢流閥在壓機中 用于控制加載的壓力 使載荷快速 平穩(wěn)地作用在工件上 使工件快速 有效的成形 LIMZO AERS AGMZO AERS 滑臺上液壓墊 滑臺 二 應用案例 LIMZO AERS 下液壓墊 二 應用案例 三 影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運行的外部因素 油箱油液的液位高度 如果油箱液位不夠的話 主缸快速下行時會吸入大量的空氣 致使建壓很慢 甚至不穩(wěn)定 最終會影響到液壓墊的建壓 先導閥的回油問題 先導閥的回油要求單獨無阻力回油 如果先導回油不穩(wěn)定的話 會引起穩(wěn)態(tài)值壓力的波動 滑塊慢速下行速度 滑塊接觸下模具瞬間的速度大小 對壓力的超調有很大的影響 如果可能的話 盡量把接觸瞬間的速度降低 以減小超調 滑塊下行速度的平穩(wěn)性 如果滑塊下行存在抖動等不平穩(wěn)現象的話 也將對上 下液壓墊比例閥的建壓產生影響 特別是穩(wěn)態(tài)時可能出現壓力波動 三 影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運行的外部因素 壓力控制回路的密封性能 如果壓力控制存在泄漏 如單向閥鎖不死 密封損壞等 將導致高壓時上不去 控制壓力的范圍 該案例 要求壓力的控制范圍基本為37 5bar 250bar 其范圍很寬 控制容積特別大 控制缸 管路等 且控制指標 超調量 建壓時間 調整時間等 要求很高 很難在整個壓力范圍內完全滿足客戶提出的指標 通過的流量 通過比例壓力閥的流量范圍很寬 從200L min至1500L min不等 安裝位置 比例壓力閥強烈建議安裝位置距離壓力控制點越近越好 比例閥本身的性能受其內部如下元件影響 阻尼 X F P口三個阻尼彈簧 主閥芯彈簧 四 影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運行的內部因素 先導回路進口 X口 阻尼 X口阻尼的大小 與主閥芯彈簧共同決定進入先導回路的流量大小 先導回路流量的大小影響到比例閥的最小控制壓力和最大控制壓力 主閥芯控制腔 F口 阻尼 F口阻尼 控制主閥芯的開啟與關閉的速度 對控制壓力的超調量有比較明顯的影響 先導閥 P口 阻尼 P口阻尼限制通過先導比例閥的流量 動態(tài)調節(jié)過程 通過的流量為X口的進油和F口排出的流量之和 穩(wěn)態(tài)時 通過的流量為X口的進油 主閥芯彈簧 主閥芯彈簧 限制了先導回路X口阻尼上的壓降大小 進而與X口阻尼共同決定了先導回路的流量 此外 主閥芯彈簧剛度的大小也對穩(wěn)態(tài)時負載波動引起的控制點壓力穩(wěn)態(tài)波動有明顯的影響 四 影響閉環(huán)比例壓力閥穩(wěn)定運行的內部因素 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 在設備外部條件 滑塊平穩(wěn)運行 油液液位高度足夠 能夠全負荷運行等 準備充分后 可以對比例壓力閥進行調試 比例閥調試時 參照如下方法進行調試 檢查 檢查電氣 液壓管路是否正確 特別注意輸入指令電流型 I 電壓型不能接錯 開環(huán)調試 把比例閥設置成開環(huán)狀態(tài) 測試其開環(huán)特性是否存在較大的超調以及震蕩 如果存在較大超調和震蕩 則調整比例閥的阻尼和彈簧配置 使超調減小和消除多次震蕩 閉環(huán)測試 開環(huán)測試完成后 進行閉環(huán)調試 調整PID參數 使整個壓力控制范圍達到最優(yōu)控制 比例閥信號處理方式 Reference Ramps Linearization Bias Scale Controller 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 1 比例閥參數配置核對 Bias Scale 閥狀態(tài) 偏置 Bias 和增益 Scale 核對 Referencetype status 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 1 比例閥參數配置核對 輸入指令與反饋指令核對 傳感器反饋值可以根據客戶的需要進行修改 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 輸入指令范圍 輸入指令增益 反饋壓力范圍 反饋壓力增益 1 比例閥參數配置核對 輸入指令與反饋指令核對 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 2 開環(huán)測試 打開ATOS測試軟件 進入Information頁面 打開HydraulicConfiguration ControlMode下拉菜單 更改為PressureOpenloop模式 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 2 開環(huán)測試 31 3bar 12P12F10X openloop 32 3bar 15P15F12X openloop 超調較大 震蕩超過2次 超調較小 沒有震蕩 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 3 閉環(huán)測試 打開HydraulicConfiguration ControlMode下拉菜單 恢復至PressureClosedloop模式 進入PID調節(jié)頁面 調整PID每個控制通道的參數 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 前饋環(huán)節(jié) 比例環(huán)節(jié) 積分環(huán)節(jié) 微分環(huán)節(jié) 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之前饋 ATOS比例閥PID控制器由前饋 Feedforward 比例 Proportional 積分 Integral 和微分 Derivative 四個部分組成 前饋 FeedForward 快速響應 輸入指令信號直接作用于PID的輸出 使其快速建壓 五 閉環(huán)比例壓力閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之前饋 前饋 FeedForward Offset 減小該值 可以減小超調量 但也可能致使高壓時無法達到設定值 Gain1 調整小指令范圍 即Threshold范圍內的前饋增益 當調整Offset值之后 高壓無法上去時 可以調整該增益 使高壓時能夠達到目標值 五 比例溢流閥的調試 五 比例溢流閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之比例 比例 Proportional 快速響應 誤差信號直接作用于PID的輸出 使其快速建壓 穩(wěn)態(tài)誤差 只采用比例控制時 其誤差不可能完全消除 過高比例增益易導致系統(tǒng)不穩(wěn)定 即出現震蕩 非線性比例增益 五 比例溢流閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之比例 比例 Proportional 非線性增益調整 把非線性增益的后三個點設置至最大 調整第一個點 直到使系統(tǒng)壓力出現等幅震蕩時 然后回調一點即可 之后再調整后續(xù)的三個點 如下圖所示 一般情況下 小誤差大增益 大誤差小增益 以避免輸出飽和 調整時 應該在全流量工況下調整 五 比例溢流閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之積分 積分 Integral 減慢控制器的響應 控制器的輸出一直在調整 直至誤差為零 消除穩(wěn)態(tài)誤差 積分的作用主要用于消除穩(wěn)態(tài)值誤差 在積分過程中 可能出現積分飽和現象 積分增益Ki 增益越大誤差越快消除 但該值越大會產生更大的超調 積分時間Ti 時間常數越小 積分作用越強 積分飽和 Anti windup Anti windup 用于防止積飽和 門檻值 threshold 該值用于設定積分開始起作用的門限值 即當積分通道的輸入值 誤差 小于該值時 積分單元開始起作用 五 比例溢流閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之積分 五 比例溢流閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之微分 微分 Derivative 快速響應 但是對穩(wěn)態(tài)誤差沒有影響 下一步的誤差參與控制 從而減小振蕩 由于指令信號與反饋信號上的噪聲等干擾 有可能產生振蕩和不穩(wěn)定 特別注意模擬式指令輸入與反饋 微分增益Kd 增益越大超調越小 但調整時間增大 階數N 值越大 越接近理想微分 同時增大了系統(tǒng)對噪聲的敏感性典型的設置是2 3和4 微分作用的輸入信號輸入指令 reference 類似前饋通道 加速系統(tǒng)的響應 反饋值 feedback 類似阻尼作用 減緩系統(tǒng)的響應 五 比例溢流閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹之微分 五 比例溢流閥的調試 3 閉環(huán)測試 PID控制介紹 五 比例溢流閥應用的建議 先導閥單獨回油 如果先導閥未單獨回油 會導致部分機器很難調整參數至穩(wěn)定 因其先導回油受主油路回油影響 致使穩(wěn)態(tài)時壓力出現波動等不穩(wěn)定現象 建議采用整體的ATOS插裝式溢流閥 因使用泰豐的插件和蓋板 性能無法達到一汽模具提出的苛刻要求 比例閥安裝 比例閥應就近安裝在壓力控制點附近 目前 部分壓機下液壓墊比例閥 其安裝的管路接近15m 這樣會影響到壓力控制的快速響應和系統(tǒng)的固有頻率 控制壓力范圍太寬 很難在全范圍內達到客戶技術協議的嚴格要求 建議針對其油缸的配置 優(yōu)化選擇控制壓力的范圍 并對壓力控制提出合理的技術要求 如超調量 響應時間 控制精度 建壓行程等 建壓行程問題 目前一汽模具技術協議要求所有液壓墊在10mm內建壓 部分機器無法達到10mm建壓的要求 謝謝