磨蚀系数试验台电液比例速度控制系统设计（2）
2 电液比例控制系统设计
结合比例控制技术和PLC的优点，进行自动化改造。改造之后的液压系统原理图如图54所示。设备由3个比例控制回路进行控制。即，往复缸速度电液比例控制回路(B)、马达速度电液比例控制回路(C)、恒压电液比例控制回路(A)。
1、2.液压泵，3、4、5、6.过滤器，7、8.电机，9、10.溢流阀，11、12、17、34.单向阀，13、14、15、16、21、22.压力表及开关，18.先导式比例减压阀，19、27、32.放大器，20、31.三位四通电磁换向阀，23、29.液压缸，24.压力传感器，25.定差减压阀，26.比例方向阀，28.或门型梭阀，30、36.速度传感器，33.电液比例调速阀，35.背压阀，37.液压马达
图54 改造之后的液压系统原理图
1）往复缸速度电液比例控制回路
往复缸速度电液比例控制回路即图54中B回路，该回路由定差减压阀25、比例方向阀26、放大器27、或门型梭阀、液压缸29、速度传感器30组成。应用电液比例方向阀和速度传感器构成的闭环控制系统，可以方便地为液压缸提供很好的速度控制。比例方向阀在控制液压缸运动速度的过程中，供油压力或负载压力的变化会造成阀压降的变化和对阀口流量的影响，使液压缸的运动速度偏离调定值，对磨蚀系数试验台正常工作产生不利影响。为了解决阀口受△p(减压阀口正常工作时形成的压差)干扰的问题，尤其是要消除负载效应的影响，本系统选用二通进口压力补偿器，其目的就是保证△p为近似定值，不随负载压力的波动而改变，从而保证通过比例阀的流量与输入的电信号成正比例的变化，实现了液压缸往复速度的精确控制。
2）马达速度电液比例控制回路
马达速度电液比例控制回路即图54中C回路，该回路由三位四通换向阀3l、放大器32、比例调速阀33、单项阀34、背压阀35、速度传感器36、液压马达37组成。用比例调速阀和速度传感器构成的闭环控制系统，能够很好的控制马达的旋转速度，使系统能够运行平稳。
电液比例调速阀用来调节马达的旋转速度，速度的大小由一个速度传感器测得，把测得的数据反馈到PLC中，由PLC输出一个控制信号来调节电液比例调速阀的开口度，从而调节马达的进油量，使马达的速度稳定在所要求的数值。在回油路上安装有背压阀，主要作用是产生回油路的背压，改善马达的振动和爬行，防止空气从回油路吸入。加背压后可以使回路液压阻尼比和液压固有频率增大，因此动态刚度得到提高，从而使运动平稳提高。
3）恒压电液比例控制回路
恒压电液比例控制系统即图54中的A回路，该回路由单向阀17、先导式比例减压阀18、放大器19、三位四通换向阀20、压力表及开关21，22、液压缸23、速度传感器24组成。采用比例控制的恒压系统提供恒定的正压力，并采用压力传感器测量系统的输出压力，能够很好地控制液压缸的输出压力，使系统压力能够稳定。比例减压阀是系统中重要的元件，控制比例减压阀的比例电磁铁是位移调节型电磁铁，并带有电感式位移传感器。由PLC来的电信号通过电磁铁直接驱动阀芯运动，阀芯的行程与电信号成比例；同时，电感式位移传感器检测出阀芯的实际位置，并反馈至PLC的AD模块进行转换。在PLC中，实际值与设定值进行比较，检测出两者的差值后，以相应的电信号输给电磁铁，对实际值进行修正，构成位置的反馈闭环。
根据磨蚀系数试验台回路的循环情况，写出该液压系统的电磁铁动作顺序，如表9所示。表中，标明“+”者表示电磁阀线圈通电，否则电磁阀线圈处于断电状态。
表9 电磁铁动作顺序表
注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授