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ATOS阿托斯電液比例控制基本原理
阿托斯ATOS什么是電液比例控制？
什么是比例閥？
控制環(huán)
ATOS比例閥和放大器
電液比例控制是指按電輸入信號調(diào)節(jié)液壓輸出參數(shù)。
這是一種理想的液壓系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的結(jié)合，可用于開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)中，參看 3 節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對各種運(yùn)動進(jìn)行快速、穩(wěn)定和的控制。這類控制是現(xiàn)代
新式機(jī)器及工廠所必需的。
ATOS電液系統(tǒng)是全自動化學(xué)科中的一個組成部分。數(shù)據(jù)、控制、警報等信息可以以一種簡潔的方式，通過現(xiàn)場總線從電液系統(tǒng)傳送到集中電控系統(tǒng)，或從集中電
控系統(tǒng)傳送到電液系統(tǒng)，參看F002“數(shù)字電液技術(shù)”。
比例電液控制系統(tǒng)相對于機(jī)電系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：固有的過載保護(hù)功能，力的自適應(yīng)，快速動作響應(yīng)，系統(tǒng)自潤滑，易實(shí)現(xiàn)無級變速、變力和變扭矩，儲存功
能，率密度，壽命長和可靠性高。
電液控制的核心是比例閥，它可以根據(jù)CNC機(jī)床提供的輸入信號（通常
±10V）調(diào)節(jié)壓力P和流量Q。比例閥必須和電子放大器配合使用，（見樣本
G001），放大器根據(jù)輸入信號向比例閥電磁鐵提供一適當(dāng)電流。比例電磁
鐵將電流轉(zhuǎn)換成作用在閥芯上的機(jī)械力并克服復(fù)位彈簧：隨著電流增大，電
磁鐵輸出力增大，復(fù)位彈簧被壓縮，于是閥芯開始移動。比例閥可以是單級
或先導(dǎo)式，帶或不帶壓力/位置傳感器。帶傳感器的比例閥可提供更好的調(diào)
節(jié)精度。對先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的比例閥，先導(dǎo)閥調(diào)整作用在主閥上的壓力和流量。
當(dāng)電路失效時，復(fù)位彈簧根據(jù)閥的結(jié)構(gòu)將閥芯復(fù)位到中位以確保斷電保護(hù)功
能。也就是說，在沒有輸入信號或電氣系統(tǒng)故障時，這種系統(tǒng)配置確保系統(tǒng)
不會造成損害。斷電保護(hù)可以直接通過比例閥實(shí)現(xiàn)（斷電保護(hù)是閥的固有功
能）或通過一組閥的一系列動作實(shí)現(xiàn)。
意大利ATOS電液比例控制基本原理
控制環(huán)
比例閥和放大器
電液比例控制是指按電輸入信號調(diào)節(jié)液壓輸出參數(shù)。
這是一種理想的液壓系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的結(jié)合，可用于開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)中，參看 3 節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對各種運(yùn)動進(jìn)行快速、穩(wěn)定和的控制。這類控制是現(xiàn)代
新式機(jī)器及工廠所必需的。
電液系統(tǒng)是全自動化學(xué)科中的一個組成部分。數(shù)據(jù)、控制、警報等信息可以以一種簡潔的方式，通過現(xiàn)場總線從電液系統(tǒng)傳送到集中電控系統(tǒng)，或從集中電
控系統(tǒng)傳送到電液系統(tǒng)，參看F002“數(shù)字電液技術(shù)”。
比例電液控制系統(tǒng)相對于機(jī)電系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：固有的過載保護(hù)功能，力的自適應(yīng)，快速動作響應(yīng)，系統(tǒng)自潤滑，易實(shí)現(xiàn)無級變速、變力和變扭矩，儲存功
能，率密度，壽命長和可靠性高。
電液控制的核心是比例閥，它可以根據(jù)CNC機(jī)床提供的輸入信號（通常
±10V）調(diào)節(jié)壓力P和流量Q。比例閥必須和電子放大器配合使用，（見樣本
G001），放大器根據(jù)輸入信號向比例閥電磁鐵提供一適當(dāng)電流。比例電磁
鐵將電流轉(zhuǎn)換成作用在閥芯上的機(jī)械力并克服復(fù)位彈簧：隨著電流增大，電
磁鐵輸出力增大，復(fù)位彈簧被壓縮，于是閥芯開始移動。比例閥可以是單級
或先導(dǎo)式，帶或不帶壓力/位置傳感器。帶傳感器的比例閥可提供更好的調(diào)
節(jié)精度。對先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的比例閥，先導(dǎo)閥調(diào)整作用在主閥上的壓力和流量。
當(dāng)電路失效時，復(fù)位彈簧根據(jù)閥的結(jié)構(gòu)將閥芯復(fù)位到中位以確保斷電保護(hù)功
能。也就是說，在沒有輸入信號或電氣系統(tǒng)故障時，這種系統(tǒng)配置確保系統(tǒng)
不會造成損害。斷電保護(hù)可以直接通過比例閥實(shí)現(xiàn)（斷電保護(hù)是閥的固有功
能）或通過一組閥的一系列動作實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)今工業(yè)設(shè)備都是多軸運(yùn)動，越來越多地由比例閥提供電液控制。軸運(yùn)動可以是開環(huán)也可以是閉環(huán)，這取決于實(shí)際應(yīng)用中要求的精度。在很多應(yīng)用中，運(yùn)動
循環(huán)并不要求很高精度就可用開環(huán)，而當(dāng)每次都要執(zhí)行器定位的應(yīng)用中，必須用閉環(huán)。
Atos公司生產(chǎn)的比例閥有滑閥型，也有插裝型，根據(jù)功能不同可分為3類：
* 壓力控制閥：比例溢流閥和比例減壓閥可根據(jù)輸入信號成比例地調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力；
* 四通方向閥：根據(jù)輸入信號成比例地控制調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量和方向。這些閥用在開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)中以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方向、速度和加速度；
* 流量控制閥：2通和3通，帶壓力補(bǔ)償，控制系統(tǒng)流量，此流量和用戶負(fù)載無關(guān)。
Atos比例閥裝備ZO和ZOR型電磁鐵（30W和40W），分別用于符合ISO 4401標(biāo)準(zhǔn)的6通徑和10通徑尺寸的直動式比例閥，有以下不同的組合選項(xiàng)：
ZO（R）-A：無集成傳感器，開環(huán)；
ZO（R）-AE，AES：同ZO-A，另帶集成式電子放大器，模擬式或數(shù)字式；
ZO（R）-T，-L：帶集成式LVDT單/雙位置傳感器，閉環(huán)，具有高動、靜態(tài)特性；
ZO（R）TE, -TEB, -TES, -LE, -LEB, -LES：同ZO-T，-L，另帶集成式電子放大器，模擬式或數(shù)字式
對新一代的-AE，-TE，-LE型閥，電子放大器集成在閥上，它可以通過工廠預(yù)調(diào)，確保良好的閥-閥互換性并簡化安裝接線和系統(tǒng)調(diào)試，由于這些性能的改進(jìn)，這
種閥已被越來越多地用于現(xiàn)代應(yīng)用和系統(tǒng)中。集成電子器件經(jīng)樹脂封裝后再裝入防護(hù)等級為IP67的金屬盒中，保證抗震、抗沖擊、防氣候變化；線圈全部用
塑料封裝。
有關(guān)電子放大器的更詳細(xì)資料，請參見樣本G001部分。
開環(huán)運(yùn)動控制
軸控制由向比例閥放大器輸入?yún)⒖夹盘枌?shí)現(xiàn)。
沒有對被調(diào)液壓參數(shù)的反饋。
開環(huán)控制系統(tǒng)的精度嚴(yán)格地取決于液壓系統(tǒng)的品質(zhì)尤其是比例閥和放大器的品質(zhì)。
閉環(huán)運(yùn)動控制
軸控制由向閉環(huán)控制器輸入?yún)⒖夹盘枌?shí)現(xiàn)。該閉環(huán)控制器可接收執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器的
反饋信號。根據(jù)PID控制的需要，控制器比較輸入的反饋信號，將處理后的差值傳
送給比例閥來校準(zhǔn)調(diào)節(jié)。
與開環(huán)控制相比，閉環(huán)控制精度要好得多，由于有反饋的存在，不易受外部環(huán)境干
擾。
總之，液壓系統(tǒng)整體品質(zhì)越高，軸控制精度越高。
意大利ATOS電液比例控制基本原理
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