Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Авторские электронные модули – Блок управления пропорциональным клапаном.

Блок управления пропорциональным клапаном гидравлической системы.
Этот модуль был специально разработан мною, для восстановления работоспособности техники, после отказа работы электроники ЭБУ (Электронного Блока Управления), и по какой-то причине невозможно его восстановить. ЭБУ отвечало за разные решения по безопасности, и плавности управления пропорциональными клапанами гидравлической системы , плавного старта – рабочий режим – плавная остановка. Если вы попытаетесь управлять пропорциональным клапаном напрямую, просто подав питание на электромагнитную катушку, то клапан откроется сразу, и появится мощное “дёргание”, при старте – и при остановке. Что-бы устранить проблему поможет этот модуль. Модуль самостоятельный, и не нуждается в ЭБУ. То-есть с помощью таких модулей вы решаете проблему плавного старта – рабочего режима – плавной остановки, и фактически можете отказаться от ЭБУ. Управлять модулем можно: Тумблерами, кнопками, аналоговыми джойстиками, радио управлением, просто подав плюс питания на модуль как управляющий сигнал.

Модуль управляет пропорциональным клапаном при помощи ШИМ. Принципы работы ШИМ и пропорциональным клапаном описываю ниже:
Принцип работы пропорционального электромагнитного клапана (Рисунок 1).
В этом устройстве (рис. 1) в отличие от дискретных электромагнитов постоянного тока предусмотрена конусная вставка 1 из немагнитного материала, изменяющая форму линий магнитного поля. В результате управляющий ток в катушке 2 создает электромагнитное поле, вызывающее продольное смещение ферромагнитного якоря 3 с силой, пропорциональной силе тока. Якорь взаимодействует с подпружиненным запорно-регулирующим элементом гидроаппарата (золотником, конусом предохранительного клапана, втулкой дросселя), причем наложение линейной характеристики пружины на силовую характеристику магнита показывает, что осевое смещение (ход) якоря пропорционально току управления. Управление пропорциональным электромагнитным клапаном производится с помощью электронной схемой управления с ШИМ сигналом,и достигается за счет широтно-импульсной модуляции.

Принцип регулирования мощности в нагрузке с помощью ШИМ.
Широтно-Импульсная Модуляция – это способ кодирования аналогового сигнала путём изменения ширины (длительности) прямоугольных импульсов несущей частоты. На Рис. 2 представлены типичные графики ШИМ сигнала при разной скважности.
Описание модуля.
Модуль подключается согласно выставленной схемы. После подключения модуля, пропорциональным клапаном возможно управлять двумя способами: 1. Ручном режиме. 2 .Автоматическом режиме. После подключения модуля его надо отрегулировать под вашу гидравлическую систему. У модуля есть 4 канала AЦП (аналого-цифровой преобразователь, далее АЦП). В чем заключается принцип работы АЦП микроконтроллера? Аналого-цифровые преобразователи являются приборами, которые физическую величину превращают в соответствующее числовое представление. То-есть при помощи изменения сопротивления трех резисторов, превращают физическую величину в соответствующее числовое представление. Каждый канал АЦП отвечает за свой параметр:
Первый канал АЦП – При помощи переменного резистора (потенциометра) подключённого к этому каналу АЦП, можно регулировать в РУЧНОМ РЕЖИМЕ
Второй канал АЦП – отвечает за минимальную выдаваемую мощность. И можно отрегулировать их в пределах: от 0% – до 100% с дискретностью 0,39%. И служит для регулировки притягивания якоря катушки ДО зоны начала открывания. Регулировки используются как в ручном так и в автоматическом режиме.
Третий канал АЦП
– отвечает за максимальную выдаваемую мощность. И можно отрегулировать их в пределах: от 0% – до 100% с дискретностью 0,39%. И служит для регулировки притягивания якоря катушки и ограничения открывания канала пропорционального клапана. Регулировки используются как в ручном так и в автоматическом режиме.
Четвертый канал АЦП – отвечает за плавность старта и остановки. И может быть отрегулирован в пределах: от 1 секунды – до 60 секунд, то-есть полная скорость развивается плавно в АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ, за время выставленное этим параметром (параметр активен только в автоматическом режиме), остановка происходит автоматически после отсутствия последнего положительного сигнала на терминал блоке, с плавной остановкой, в 10 раз быстрее чем старт, чтобы смягчить возможный гидроудар. Если плавная остановка не нужна – укажите это при заказе, будет откорректирована прошивка.
Все регулировки делаются путём прокручивания отвёрткой винтиков много-оборотистых резисторов для точной настройки параметров. Прокручивание по часовой стрелки – увеличивает параметр, прокручивание против часовой стрелки – уменьшает параметр. После настройки трёх параметров АЦП, модуль готов к работе. Клапан нужен именно пропорциональный (ну это и так понятно), ведь обычный электроклапан имеет только два состояния: Открытый и закрытый. Модуль имеет защиту от переплюсовки, неправильной подачи питания.
Для перевода управления модуля в автоматическом режиме, надо на плате установить перемычку (JAMPER), как только установите перемычку рядом с ним начнёт светится красный светодиод LED1, сигнализируя вход в автоматический режим управления, плавное возрастание ШИМ сигнала начнётся в тот момент когда на любой контакт терминала Т1-Т8 поступит +12 или +24 вольта от команд управления спецтехники. На терминалах присутствует диодная развязка.
При поступления положительного сигнала – зажигается красный светодиод LED2. Когда автоматический режим активен – первый канал АЦП отключён, и на него микроконтроллер не реагирует, но активен четвёртый канал АЦП которым можно отрегулировать скорость возрастания ШИМ сигнала. Второй и третий канал АЦП активны как в ручном, так и в автоматическом режиме. В ручном режиме, наоборот, Первый-второй-третий канал АЦП активны а четвёртый отключён. Для подключения ручного режима – надо удалить перемычку с платы, при этом LED1 погаснет.
Модуль снабжен 10 сегментным LED индикатором (сейчас в продаже есть 10 сегментные индикаторы в одном корпусе, и они дешевле чем собирать их из 10 отдельных светодиодов и эстетически смотрятся лучше, но в случае выхода из строя одного сегмента, придется менять весь индикатор, и затрудняет ремонт). Каждый сегмент индикатора соответствует 10% выдаваемой мощности. На LED индикаторе выводится одночасно информация по трём параметрам, В РУЧНОМ РЕЖИМЕ: АЦП-2 (Минимально), АЦП-3 (Максимально), АЦП-1 (Рабочий ручной режим).
И В АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ: АЦП-2 (Минимально), АЦП-3 (Максимально), и мощность нарастания и уменьшения ШИМ сигнала. И это всё в реальном времени. На видео можно более наглядно увидеть суть чтения параметров, хоть индикатор не задумывался для получения высокоточной информации, и так понятно что с 10 сегментного индикатора невозможно этого добиться… Индикатор предназначен для приблизительного понятия что происходит в момент работы или настройки модуля, но для работы высокой точности вывода информации и не нужно, но каналы АЦП имеют достаточно высокую дискретность чтобы добиться тонкой настройки параметров.
Модуль можно заказать с частотой ШИМ в двух вариантах: 244 Hz, 488 Hz, если клиент не указывает этот параметр при заказе – тогда будет отправлен вариант 488 Hz.
А так же частоту работы ШИМ можно регулировать самому без перепрошивки модуля, для этого достаточно заменить кварц на необходимый из этой таблицы чтобы в результате получить необходимую частоту работы ШИМ сигнала. Обратите внимание: Первое значение это частота кварца. Второе значение это получаемая частота. Третье значение это частота ШИМ которое можно получить но только путём перепрошивки, и этот параметр могу изменить только я в самой прошивке!!! Для этого можете связаться со мной.

КВАРЦ / частота ШИМ / (требует изменения в прошивке)

1 мГц  =  61 Hz – (и до 122 Hz в прошивке).
2 мГц  =  122 Hz – (и до 200 Hz в прошивке).
3.27 мГц  =  200 Hz – (и до 244 Hz в прошивке).
4 мГц  =  244 Hz – (и до 305 Hz в прошивке).
5 мГц  =  305 Hz – (и до 488 Hz в прошивке).
8 мГц  =  488 Hz – (и до 610 Hz в прошивке).
10 мГц  =  610 Hz -( и до 732 Hz в прошивке).

12 мГц  =  732 Hz – (и до 1 KHz в прошивке).   


Технические характеристики:
Рабочее напряжение: от 12V – до24V
Выход: 1
Максимальная нагрузка на выход: 10А
АЦП каналов: 4
1 АЦП (ручной режим): от 0% – до 100% с дискретностью 0,39%. 255 шагов.
2 АЦП (мин): от 0% – до 100% с дискретностью 0,39%. 255 шагов.
3 АЦП (мах): от 0% – до 100% с дискретностью 0,39%. 255 шагов.
4 АЦП (авто. режим): от 1 секунды – до 60 секунд с дискретностью 0,24сек. 255 шагов.
Индикация LED: Да, 10 сегментный, от 0% – до 100% с дискретностью 10%
Частота ШИМ: 244 Hz*, 488 Hz*. (*указать нужное)
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм: 83х60х30
Код товара (артикул): UPK

 
 

Комплектация: Модуль, инструкция, схема подключения. 



 

(Видео настроек модуля для управления пропорциональными клапанами которые управляются силой тока).

 

 

 

 

 

 

Пропорциональная гидравлика

 

 

 

 

Гидрораспределители релейного управления (типа «включено-выключено») при движении золотника практически весь поток рабочей жидкости сразу же направляют в гидродвигатель, который немедленно набирает максимальную скорость.

При возврате золотника в нейтральное положение поток жидкости в гидродвигатель (гидроцилиндр) резко перекрывается. В результате в начале движения и остановки исполнительного механизма возникают гидравлические удары, значительные скачки давления, негативно влияющие на работу гидросистемы.

При пропорциональном управлении движение золотника обеспечивает плавное и точное регулирование величины потока, поступающего в гидродвигатель.

Это дает возможность изменять скорость гидродвигателя в широком диапазоне – от нуля до максимума. Давление также меняется плавно, без существенных скачков. Работа гидросистемы заметно улучшается, долговечность ее возрастает.

Пропорциональное управление увеличивает степень безопасности системы, снижает величину внутренних утечек, улучшает работу всех компонентов гидропривода, повышает точность и удобство управления машиной в эксплуатации.

Пропорциональный гидрораспределитель с электроуправлением

Пропорциональное управление базируется на простых процессах. Золотник имеет высокоточные прорези на рабочих кромках, как это показано на рисунке 1. Фактически они играют роль дросселей, поэтому такие золотники называются дросселирующими.

Рис. 1. Пропорциональный распределитель и его золотник с высокоточными прорезями

Движение дросселирующего золотника осуществляется внешней силой (в данном примере силой пропорционального электромагнита).

При постепенном движении дросселирующего золотника пропорционально меняется площадь рабочих окон между его прорезями и расточками в корпусе, что позволяет управлять расходом.

Контролируемая часть расхода поступает в гидродвигатель (гидроцилиндр), а остаток жидкости сливается в гидробак. В пропорциональных гидравлических распределителях с закрытым центром остаток рабочей жидкости поступает в гидробак под давлением, превышающим открытие предохранительного клапана.
 

Здесь используется принцип регулирования потока рабочей жидкости с дросселем, установленным на входе в гидродвигатель, и предохранительным клапаном.


В пропорциональных гидрораспределителях с открытым центром остаток рабочей жидкости поступает в гидробак при невысоком давлении. В них применяется принцип регулирования потока рабочей жидкости с дросселем, установленным параллельно гидродвигателю.

Рис. 2. Гидросхема с гидрораспределителем, представленным в виде дросселей

1 – дроссельное окно распределителя нагнетающей магистрали; 2 – дроссельное окно гидрораспределителя сливной магистрали; 3 – дроссельное окно гидравлического распределителя параллельной магистрали

Предохранительный клапан при этом закрыт. Схема такого управления потоком представлена на рис. 2. Здесь пропорциональный гидрораспределитель с открытым центром представлен в виде дросселей.

При движении дросселирующего золотника из нейтрального положения в сторону его открытия площадь рабочих окон в линии нагнетания и слива (позиции 1 и 2, рис. 2) увеличивается, а в параллельной линии (позиция 3, рис. 2) – уменьшается. Регулирование потока этим способом более экономично по сравнению с использованием управления дросселем с предохранительным клапаном.

Это происходит потому, что часть рабочей жидкости, поступающей на слив через дроссель в параллельной линии, переводит в тепло значительно меньше энергии потока, чем при прохождении сквозь предохранительный клапан.

Таким способом регулирования обеспечивается требуемое ускоренное, равномерное или замедленное движения гидродвигателя. Гидравлические удары практически исключаются.

Рис. 3. Графики изменения расхода при релейном и пропорциональном регулировании

1 – изменение расхода при релейном управлении; 2 – изменение расхода при пропорциональном управлении.

Различная форма и размер дросселирующих прорезей в золотнике обеспечивают требуемые характеристики расхода рабочей жидкости.

На приведенных графиках (рис. 3) показано изменение расхода, направляемого в гидродвигатель, в зависимости от перемещения золотника гидравлического распределителя при релейном и пропорциональном управлении.

 

Эти характеристики идеальные. Здесь принято, что площадь открытия дросселирующих окон гидрораспределителя при движении золотника меняется линейно.

Пропорциональный клапан

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

– датчик в горячем состоянии рабочего режима.

Сигнализаторы уровня

Сигнализатор уровня (геркон)

Герко́н (сокращение от « ГЕРметичный КОНтакт») — электромеханическое устройство, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу, соприкасающимися под действием магнитного поля. Это дает возможность осуществления электрического контакта в различных средах: влажным, запыленным, радиоактивным, с активными жидкостями и газами, с температурой от – 600С до + 1500С. Различают герконы работающие на замыкание, переключение и размыкание электрической цепи.

При приближении к геркону постоянного магнита контакты замыкаются. На рис. 16 представлен общий вид сигнализатора уровня.

Рис. 16 Сигнализатор уровня (геркон) 1 – поплавок (магнит), 2 – контакты

При изменении уровня воды, выталкивающая сила перемещает поплавок, внури которого находится постоянный магнит. Когда магнит приближается к упору контакты замыкаются, когда уровень воды уменьшается поплавок удаляется от упора вместе с магнитом контакты размыкаются.

Магнитодвижущая сила срабатывания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит замыкание контактов геркона.

Магнитодвижущая сила отпускания — значение напряженности магнитного поля, при котором происходит размыкание контактов геркона.

Световые сигналы на пульте управления указывают режим работы контактов геркона. Контакты замкнуты цвет индикатора «ЗЕЛЕНЫЙ», контакты разомкнуты цвет индикатора «СЕРЫЙ».

Сигнализатор S111 установлен на верхней крышке нижнего бака 101. Сигнализатор S111 размыкает контакты цвет «СЕРЫЙ», если уровень воды поднимается, Сигнализатор S111 замыкает контакты цвет «ЗЕЛЕНЫЙ», если уровень воды снижается.

Сигнализатор S112 установлен на передней боковой стенке верхнего бака 102. Сигнализатор S112 размыкает контакты цвет «СЕРЫЙ», если уровень воды поднимается, Сигнализатор S112 замыкает контакты цвет «ЗЕЛЕНЫЙ», если уровень воды снижается.

Сигнализатор уровня емкостной

Гидравлические системы с пропорциональным управлением

Данная программа по пропорциональной технике «Bosch Rexroth» является прямым продолжением базовых курсов по гидравлике и электрогидравлике, которые изучаются в программе «Системы гидропривода и средства автоматизации на основе оборудования фирмы «Bosch Rexroth». Обучение ведется на оборудовании производства «Bosch Rexroth», широко применяемого на различных предприятиях. За счет этого существует возможность проводить эксперименты, которые в наибольшей степени отражают взаимосвязь механики жидкости с электрической и пропорциональной техникой.

Все лабораторные и практические работы, проводимые при обучении, ориентируются на приобретение теоретических знаний и практических навыков для эффективного обслуживания, надежной эксплуатации, правильной настройки и наладки гидросистем с пропорциональным управлением, а также быстрой и точной диагностики этих систем.

ФОРМА АТТЕСТАЦИИ

 

  • зачет, выполнение слушателем практических работ, предусмотренных учебной программой.

ОЦЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

  • Предоставляются слушателям индивидуально, по завершению программы, в виде пиьсменного теста и ряда практических заданий, согласно содержанию прослушанного курса обучения.

Содержание программы

Теоретическая часть курса

1.Введение.

  • Цели и задачи курса.
  • Правила техники безопасности.
  • Проведение инструктажа с обучающимися слушателями по вопросам безопасности при проведении лабораторных работ.
  • Несчастные случаи на производстве и мероприятия по их предотвращению.
  • Фирма «Bosch Rexroth» — один из ведущих мировых производителей гидравлических машин и средств гидропенвмоавтоматики.
  • Предмет гидравлики и ее применение в гидропневмосистемах.
  • История развития пропорциональной техники.
  • Основные вехи в развитии пропорциональной техники

2.Пропорциональность.

  • Разъяснение понятия «пропорциональность» применительно к пропорциональной гидравлике.
  • Пропорциональность между входным током и сдвигом якоря.

3.Принцип действия пропорциональной техники.

  • Регулирование усилия электромагнита, посредством изменения тока.
  • Электромагниты с регулируемым ходом положения сердечника.
  • Влияние конструкции дросселирующей кромки золотника на форму графической характеристики объемного расхода от входного сигнала.

4.Назначение и принцип действия пропорциональной гидравлической аппаратуры фирмы «Bosch Rexroth».

  • Истечение жидкости через отверстия дроссельных регулирующих элементов.
  • Четырехлинейный трехпозиционный распределитель прямого действия без электрической обратной связи и с электрической обратной связью (WRA либо WER).
  • Влияние изменения температуры и вязкости масла на характеристики пропорциональной гидравлики «Bosch Rexroth».
  • Технические возможности достижения заданной координаты (позиционирование).
  • Электрическая дистанционная регулировка давления (пропорциональный клапан прямого действия).
  • Причины зависимости характеристики клапана от протекающего расхода.
  • Пропорциональный клапан непрямого действия.
  • Решение задачи регулирования давления в системе в диапазоне настройки пропорционального клапана.
  • Двухлинейный пропорциональный регулятор расхода.
  • Влияние формы дросселирующей щели на изменение характеристик регулятора расхода в зависимости от температуры и вязкости.

5.Системы управления на основе пропорциональной гидроаппаратуры.

  • Структура управления и регулирование ОГП. Распределительно-направляющая аппаратура ОГП: гидрораспределители, гидрозамки, запорные клапаны, делители потока.
  • Управление рабочими циклами. Способы и схемы управления.
  • Типы рабочих циклов и типовые схемы их реализации. Расчет параметров циклов.
  • Составление систем управления гидравлических агрегатов при помощи гидравлической техники.
  • Вопросы модернизации действующих систем управления, построенных на дискретной гидравлике.
  • Назначение и принцип действия гидравлических сервораспределителей.

6.Электронные компоненты пропорциональных гидросистем. Электроника управления «Bosch Rexroth».

  • Усилитель VT 5005 для пропорциональных распределителей с датчиком положения.
  • Блок-схема и расположение выводов VT 5005.
  • Задание значения входного сигнала.
  • Непрерывное изменение входного сигнала с помощью внешнего потенциометра задания значения.
  • Устройство моделирования пилообразной функции.
  • Установка времени пилообразной функции.
  • Регистрация действительного значения.
  • Индуктивный датчик положения.
  • Устройство моделирования ступенчатой функции.
  • Распознавание обрыва кабеля.
  • Пропорциональный усилитель VT 2013.
  • Пропорциональный усилитель VT 3000 для пропорциональных распределителей без позиционной обратной связи.

7.Составление принципиальных гидравлических схем и схем автоматического управления.

  • Системы с гидравлическим и ручным управлением.
  • Схемы с электрическим управлением.

8.Ввод гидросистем в эксплуатацию и их техническое обслуживание.

  • Настройка и техническое обслуживание систем гидропривода на основе оборудования фирмы «Bosch Rexroth»
  • Порядок приемки гидравлических систем.
  • Промывка гидравлических систем.
  • Консервация/деконсервация гидроагрегатов.

9.Поиск и анализ возможных неисправностей, возможности тестирования пропорциональной гидроаппаратуры.

  • Рабочие жидкости (РЖ) систем гидропривода и их свойства.
  • Назначение, функции и технические требования к РЖ.
  • Основные характеристики РЖ: вязкость, сжимаемость, температурное расширение.
  • Кавитация – причины возникновения, влияние на износ материалов
  • Составление принципиальных гидравлических схем и схем автоматического управления.

Практическая часть курса

  1. Расчет смещения якоря золотника в зависимости от подаваемого сигнала.
  2. Выбор пропорциональных предохранительных клапанов.
  3. Составление системы управления гидравлическим агрегатом.
  4. Модернизация системы управления гидравлическим агрегатом.
  5. Изучение программы FluidSIM-H. Разработка систем гидропривода технологического оборудования.

Лабораторный практикум

  1. Пропорциональность. Изменение направления и частоты вращения гидромотора потенциометром.
  2. Изучение работы пропорционального распределителя 4WRAE6 совместно с усилителем VT5005.
  3. Разработка многоканальной системы управления гидроцилиндром.
  4. Регулирование скорости с помощью регулятора потока.
  5. Управление гидроцилиндром с помощью клапана разности давлений (компенсация нагрузки).
  6. Достижение заданной координаты.
  7. Регулирование частоты вращения.
  8. Возникновение ошибок и их анализ в пропорциональном управлении.
  9. Пропорциональный предохранительный клапан непрямого действия.

Подробную программу Вы можете скачать здесь:

Тип 3280 – 2/2-ходовой пропорциональный регулирующий клапан (управление двигателем)

Изображения изделий могут отличаться от конкретной фактической конструкции.
Обращайте внимание на информацию, указанную в технических характеристиках и технических описаниях!

Показать артикулы

Описание типа

Пропорциональный клапан прямого действия тип 3280 подходит для дозирования жидкостей и газов в закрытых или открытых контурах регулирования. Клапан приводится в действие линейным шаговым приводом. Встроенная электроника существенно облегчает интеграцию в технологический процесс, нет необходимости в дополнительных модулях управления. Для удержания определенного положения клапана приводу не требуется энергия, что позволяет значительно снизить энергопотребление системы и, таким образом, повысить ее эффективность. Клапан тип 3280 доступен в стандартном исполнении, как пропорциональный клапан, в исполнении со встроенным позиционером, а также со встроенным блоком управления.

  • Привод не контактирует со средой
  • Большой диапазон регулирования и быстрое срабатывание
  • Малое потребление мощности
  • Номинальный диаметр DN от 1 до 10 мм
  • Варианты исполнения: стандартное, позиционер, регулятор процесса

Для корректного подбора продукта ознакомьтесь с техническими параметрами, графическими изображениями, схемами и инструкциями по применению, указанными в техническом описании.

Регулирующий клапан – электропривод, МИМ или позиционер?

Многие задачи автоматизации технологических процессов в той или иной мере требуют плавного изменения параметров рабочей среды. Это может быть поддержание нужного расхода теплоносителя на входе в теплообменник, или заданного давления воздуха внутри рабочей камеры пневмоцилиндра для регулировки усилия прижима, или поддержание соотношения газ/воздух при подаче топлива в горелку котла и т. д. Эти и многие другие задачи требуют применения регулирующих клапанов для их решения.

1. Клапаны с электроприводом и трёхпозиционным управлением

Рисунок 1 — Регулирующий шаровый клапан с электроприводом VALMA0

Одним из наиболее распространённых типов регулирующих клапанов являются клапаны с электроприводом и трёхпозиционным управлением, который в народе часто называют «больше/меньше». Данный способ управления характеризуется наличием трёх состояний клапана: открывается (сигнал «больше»), закрывается (сигнал «меньше») и не изменяет состояния (оба сигнала: и «больше» и «меньше» отсутствуют).

Электроприводы с таким способом управления применяются как совместно с запорно-регулирующими клапанами (линейное перемещение рабочего органа), так и совместно с регулирующими шаровыми кранами или заслонками (поворот рабочего органа). В обои случаях принцип работы электропривода одинаковый: подача одного из сигналов «больше» или «меньше» приводит к вращению электромотора в различных направлениях, а редуктор преобразует это вращение в линейное (для клапанов) или поворотное (для кранов) движение. При этом необходимость обеспечения высокого выходного момента заставляет использовать редукторы с большим передаточным отношением, что приводит к уменьшению скорости работы привода.

Время полного хода регулирующих клапанов с электроприводом составляет, как правило, от нескольких десятков до нескольких сотен секунд. Для многих медленно протекающих процессов быстродействие не является критичным и на первый план при выборе выходят цена и общая надёжность конструкции. Примером таких процессов может служить задача поддержания температуры в контурах отопления или горячего водоснабжения в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП).

2. Клапаны с мембранным исполнительным механизмом (МИМ)

Рисунок 2 — Регулирующий клапан с МИМ

Использование клапанов с электроприводом и управлением «больше/меньше» требует применения специальных регуляторов. Однако, данные регуляторы не являются редкостью, а их настройка не вызывает больших трудностей, так что этот факт следует отнести скорее к особенностям таких клапанов, а не к их недостаткам.

Впрочем, некоторые процессы для качественного управления требуют быстродействующих клапанов со временем полного хода не более нескольких секунд. Примерами таких процессов могут служить пастеризационно-охладительные установки (ПОУ) или уже упоминаемый процесс поддержания оптимального соотношения газ/воздух. Для решения этих задач используют клапаны с пропорциональным способом управления и одними из наиболее распространённых клапанов такого типа являются клапаны с мембранным исполнительным механизмом (МИМ).

Рисунок 3 — ЭПП ASCO Sentronic LP

В качестве входного сигнала управления, определяющего положение рабочего органа клапана чаще всего выступает унифицированный пневматический сигнал 20…100 кПа. При этом для подключения к электронной системе автоматики используют специальные электропневмопреобразователи (ЭПП). С помощью этих устройств унифицированный электрический сигнал 4…20 мА или 0…10 В преобразуется в пневматический сигнал управления 20…100 кПа.

Клапаны с МИМ совместно с ЭПП имеют на порядок большее быстродействие по сравнению с клапанами с электроприводом, что позволяет обеспечивать большую точность в динамическом режиме работы. Однако, такой подход при построении системы управления несёт в себе одну скрытую угрозу.

Дело в том что в цепи управления присутствует преобразование без обратной связи (ЭПП ➝ МИМ ➝ процент открытия клапана) и на обоих этапах этого преобразования возможны нелинейности, вызывающие уменьшение динамической точности. Таким образом одна и та же величина сигнала управления генерируемая регулятором может приводить к различному проценту открытия клапана и, как следствие, к отличающемуся от ожидаемого воздействию на объект управления.

Рисунок 4 — Схема контура регулирования при ипользовании клапана с МИМ и ЭПП

Неточная передача управляющих воздействий на объект управления связана с естественными отклонениями реальных устройств от их идеального представления. Эти отклонения присущи любым устройствам, хотя разные модели разных производителей могут иметь различную величину данных отклонений. Применительно к пропорциональным клапанам отклонение реальных устройств от их идеальных моделей обычно характеризуют четырьмя параметрами: линейность, чувствительность, гистерезис и повторяемость.

Линейность

Характеризует отклонение реального положения рабочего органа клапана от расчётного, соответствующего текущему уровню входного сигнала. Идеальная зависимость между управляющим сигналом и положением рабочего органа клапана представляет из себя прямую линию. Однако, фактическое положение может отличаться от расчётного по ряду причин. Максимальное отклонение фактического положения от расчётного выражают в процентах и называют линейностью (или нелинейностью). На рисунке 5 характеристика идеального клапана показана чёрной линией, а реального зелёной. Для клапанов с трёхпозиционным управлением значение линейности не указывают, т. к. однозначная зависимость между сигналами управления и положением рабочего органа клапана отсутствует.

Чувствительность

Если придерживаться формального подхода, определяет минимально возможное перемещение рабочего органа клапана. Выражается в процентах от общего перемещения. Чем меньше значение чувствительности, тем более незначительные изменения управляющего сигнала может отработать регулирующий клапан. Однако, не следует забывать что частые перемещения рабочего органа на малые расстояния приводят к повышенному износу и сокращают срок службы клапана. Поэтому, чаще всего, чувствительность клапана обозначает максимально возможную точность остановки рабочего органа в требуемом положении, а для того что-бы избежать микроперемещений при работе клапана в устройстве управления Рисунок 6 – Чувствительность вводится зона нечувствительности, превышающая чувствительность клапана и предотвращающая повышенный износ.

Гистериз

Под гистерезисом регулирующих клапанов понимают разность положений рабочего органа, которые он занимает при одной и той-же величине управляющего сигнала но при движении в разных направлениях – при закрытии и открытии. Наибольшее влияние на процесс регулирования гистерезис оказывает при изменении направления движения рабочего органа. Допустим, система управления открывает клапан. При этом рабочий орган движется по нижней кривой от точки 0 до точки 1. Если в этот момент требуется изменить направление движения, система управления уменьшает величину входного сигнала, однако, положение рабочего органа клапана не изменится до тех пор пока не будет достигнута точка 2.

Рисунок 5 — Линейность Рисунок 6 — Чувствительность Рисунок 7 — Гистериз

Высококачественные клапаны имеют небольшой гистерезис, 1…2%, который не оказывает существенного влияния на процесс управления. Однако, гистерезис некоторых типов регулирующих клапанов может достигать 10…15%, что заставляет инженеров внедрять в систему управления дополнительные устройства или программные модули для компенсации влияния гистерезиса. В процессе эксплуатации, значение гистерезиса клапана может сильно увеличиваться вследствие износа. При критическом увеличении гистерезиса его называют люфтом.

Повторяемость это способность рабочего органа клапана занимать одинаковые положения при многократной подаче на него одинаковых входных сигналов. В отличии от измерительных приборов для клапанов значение повторяемости, обычно не является критичным, т. к. повторяемости почти любого современного клапана оказывается достаточно высокой чтобы не оказывать сколько-нибудь существенного влияния на процесс регулирования. Все эти отклонения возникают в разомкнутой части системы управления (ЭПП ➝ МИМ ➝ процент открытия клапана) и их качественная компенсация без введения обратной связи является сложным процессом, требующим применения нетрадиционных регуляторов и длительной настройки на этапе пусконаладочных работ.

В связи с высокой сложностью компенсации нелинейностей в цепи управления при использовании клапанов с МИМ и ЭПП от неё часто отказываются. При этом оценить точность системы управления в динамическом режиме работы становится практически невозможно и при построении системы приходится опираться на личный опыт проектировщиков, а представления о применимости тех или иных клапанов для решения поставленных задач формируются исходя из успехов (или неудач) уже реализованных проектов. Избежать неясностей при построении подобных систем управления позволяет введение в цепь управления обратной связи по положению штока клапана с формированием второго, стабилизирующего, контура. В качестве регулятора в этом контуре используется позиционер.

Рисунок 8 — Схема контура регулирования при спользовании клапана с позиционером

3. Позиционер управления клапаном

Рисунок 9 — Позиционер

Это устройство которое полностью берёт на себя функцию управления клапаном. Примером может служить позиционер ASCO 60566318, который устанавливается на все регулирующие клапаны серий E290(резьбовой), S290(приварной) и T290(фланцевый). После установки позиционера на клапан запускается процедура инициализации, в процессе которой позиционер в автоматическом режиме собирает всю необходимую информацию о клапане и настраивает встроенный регулятор таким образом чтобы обеспечить оптимальное управление. После завершения инициализации из системы управления достаточно подать на позиционер пропорциональный сигнал с требуемым процентом открытия клапана, а позиционер приведёт клапан в нужное положение.

Рисунок 10 — Регулирующий клапан ASCO с позиционером

Использование клапанов с позиционером позволяет скомпенсировать нелинейности на этапах преобразования пропорционального электрического сигнала от регулятора в процент открытия клапана. Благодаря этому можно почти полностью отказаться от сложной процедуры ручной настройки регуляторов, управляющих пропорциональными клапанами.

Клапан с позиционером уже имеет в своём составе замкнутый контур управления с оптимально настроенным регулятором, среди прочего в автоматическом режиме компенсирующим гистерезис и нелинейность клапана. Таким образом время пусконаладочных работ сокращается до минимума, а расчёт точности упрощается и представляет из себя один параметр – зону нечувствительности встроенного в позиционер регулятора.

Для регулирующих клапанов ASCO с позиционером заводское значение зоны нечувствительности составляет 1%. Инженерам-проектировщикам следует, однако, помнить что даже такие высокие показатели точности не гарантируют высококачественного регулирования в случае неправильно выбранного регулирующего клапана. Так, например, часто встречающейся ошибкой при проектировании систем является выбор регулирующего клапана по диаметру трубопровода на котором он устанавливается.

При таком подходе реальный расход среды через регулирующий клапан может оказаться существенно ниже номинального расхода, а значит и показатели качества процесса регулирования ухудшатся в несколько раз. Поэтому при высоких требованиях к точности регулирования следует уделить особое внимание выбору клапана с коэффициентом расхода Kv соответствующим проектируемой системе.

4. Выводы

На современном рынке технических средств автоматизации представлено большое количество различных регулирующих клапанов. Наиболее распространёнными являются три типа: клапаны с электроприводом с трёхпозиционным способом управления («больше/меньше»), клапаны с МИМ и ЭПП, клапаны с позиционером. Преимущества и недостатки каждого из них можно резюмировать следующим образом.

Клапаны с электроприводом и управлением «больше меньше»

Рисунок 11 — Клапаны с электроприводом и управлением «больше меньше»

Плюсы:

  • управление дискретными сигналами
  • простой и понятный принцип работы + цена
  • требуют использования специальных регуляторов

Минусы:

  • низкая скорость работы
  • ограниченная применимость
  • высокое энергопотребление (вызывает сложности при построении систем с автономным резервированием питания)

Клапаны с МИМ и ЭПП

Рисунок 11 — Клапаны с МИМ и ЭПП

Плюсы:

  • высокое быстродействие
  • низкое энергопотребление
  • расширенная сфера применения
  • управление пропорциональным сигналом

Минусы:

  • чрезвычайно высокая сложность компенсации нелинейностей в контуре управления
  • сложность оценки точности, особенно в динамических режимах работы
  • требует для работы сжатый воздух

Клапаны с позиционером

Рисунок 11 — Клапаны с позиционером

Плюсы:

  • высокое быстродействие
  • низкое энергопотребление
  • автоматическая компенсация нелинейностей
  • лёгкое построение двухконтурной системы управления с минимумом трудозатрат
  • наиболее широкая сфера технологических применений
  • управление пропорциональным сигналом

Минусы:

  • требует для работы сжатый воздух

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Быков А.Ю.

Дополнительные материалы:

Читайте также:

Редукционный пропорциональный клапан 3-позиционное исполнение Тип 3DREP и 3DREPE

Клапан заполнения Тип SF

R-RS 0 48/07.0 Взамен: 0.97 Клапан заполнения Тип SF Типоразмер от до 400 Серия 4 Максимальное рабочее давление 30 бар Обзор содержания Наименование Страница Признаки Отметки при заказе Символы Функция,

Подробнее

4-линейный 3-позиционный и 4-линейный

-линейный -позиционный и -линейный -позиционный гидрораспределители с ручным управлением Тип WMM R-RS 7/0.08 Взамен: 0.05 / Условные проходы от 6 до Серия агрегата 5X; 7X Максимальное рабочее давление

Подробнее

Регулирующий гидрораспределитель

R-RS 9 7/.3 Взамен:.98 Регулирующий гидрораспределитель 4/3 Тип 4WRGE Типоразмер максимальное рабочее давление 35 бар Типоразмер 6, 5 максимальное рабочее давление 35 бар Серия X Максимальный объемный

Подробнее

постоянного или переменного

4/3, 4/2, 3/2 распределитель с работающими в масле электромагнитами постоянного или переменного тока R-RS 23327/08.08 Взамен: 02.03 1/14 Тип WE Типоразмер 10 Серия агрегата 3X; 4X Максимальное рабочее

Подробнее

4/2-, 4/3- и 5/2-, 5/3- пропорциональные распределители непрямого действия, без электрической обратной связи по ходу Тип WRZ…, WRZE… и WRH…

RRS 9 /. RRS 9 /. Взамен: 7.99 /-, /- и /-, /- пропорциональные распределители непрямого действия, без электрической обратной связи по ходу Тип WRZ…, WRZE… и WRH… Номинальные размеры, 6,,, Серия

Подробнее

управлением для блочного монтажа

Двухлинейный дросселирующий распределитель с пропорциональным управлением для блочного монтажа R-RS 909/0.07 Взамен: 07.0 /6 Тип FES и FESE Типоразмер от до 6 Серия агрегата X Максимальное рабочее давление

Подробнее

DSE /107 RD ред

83 260/107 RD ред. 13.05.09 МОНТАЖНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ НАПРАВЛЯЮЩИЙ ГИДРОРАСПРЕ- ДЕЛИТЕЛЬ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ С ЭЛЕКТРОННЫМ ПРОПОРЦИОНАЛЬ- НЫМ УПРАВЛЕНИЕМ СЕРИЯ 10 СТЫКОВОЙ МОНТАЖ ISO 4401-05 (CETO 05) макс 320

Подробнее

Фильтр системы вентиляции бака

Фильтр системы вентиляции бака R-RS 50070/10.05 1/10 Замена версии: 01.03 Типы ELF, BF и BL R 7802_2 Фильтр системы вентиляции бака с фильтровальной сеткой заправочной горловины типа ELF 3… H_S_95 Фильтр

Подробнее

PRE* /305 RD ред

81 310/305 RD ред. 21.01.09 ПЕРЕПУСКНОЙ ПРЕДОХРАНИ- ТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН С ПИЛОТ- НЫМ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ СЕРИЯ 10 СТЫКОВОЙ МОНТАЖ макс 350 бар Q макс (см. таблицу характеристик) ПРИНЦИП

Подробнее

Индикатор загрязнения фильтров

Индикатор загрязнения фильтров R-RS 550/03. /8 Тип WE и WO Индикаторы дифференциального давления типа WO для фильтров в напорных трубопроводах Индикаторы обратного давления типа WO для фильтров сливных

Подробнее

Предохранительный блок насоса

Предохранительный блок насоса R-RS 5880/10.05 Взамен: 0.03 1/18 Тип DB; DBW Типоразмер 3 и 40 Серия агрегата 1X Максимальное рабочее давление 350 бар Максимальный расход 50 л/мин H591+H59 Обзор содержания

Подробнее

КАТАЛОГ – ИНСТРУКЦИЯ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ

ДУ 6 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Пропорциональный переливной клапан тип WZE6, WZRE6 до 3 МПа до 60 7 WZE6-02/00-24 Z4 дм³/мин КАТАЛОГ – ИНСТРУКЦИЯ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ Переливной пропорциональный клапан

Подробнее

Пневмогидроаккумуляторный модуль

Пневмогидроаккумуляторный модуль RRS 5035/09.05 Заменяет: 04.03 /8 Тип ABSBG H670 Содержание Раздел Стр. Особенности Данные для заказа Условные обозначения Таблица моделей 3 Пневмогидроаккумуляторные узлы

Подробнее

CETOP 07. Рмакс 350 бар

41 420 2013 DS7 РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ С ПИЛОТНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ИЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ (DSC7) УПРАВЛЕНИЕМ СЕРИЯ 20 CEO 07 Рмакс 350 бар Qмакс 300 л/мин МОНТАЖНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ CEO 4.2-4-07-320 X Y Клапан с пилотным

Подробнее

Запирающий блок аккумулятора

Запирающий блок аккумулятора R-RS 5028/07.0 Заменен: 04.0 /20 Тип 0532VW Номинальный диаметр: DN20; DN32 Серия изделия: А Макс. рабочее давление: 330 бар [4800 фкд] H7559_d Обзор содержания Содержание

Подробнее

2-х линейный регулятор расхода

-х линейный регулятор расхода NG 1 Q max = 1 l/min, p max = 35 bar Постоянное сечение, компенсация нагрузки, настройка разницы давлений Модельный ряд MRPA–1 Независимый от нагрузки расход Компактная конструкция

Подробнее

% PDF-1.6 % 39 0 объект >>> эндобдж 40 0 объект > / Шрифт >>> / Поля 33 0 R >> эндобдж 88 0 объект > поток 2013-09-25T12: 05: 55 + 01: 002013-09-24T18: 05: 41 + 01: 002013-09-25T12: 05: 55 + 01: 00application / pdfuuid: b92f8d8f-b00b-9a4b-8743-f77c6b78263buuid: e480939b-1a59-c643-8c25-9cd25afb6ea9 конечный поток эндобдж 90 0 объект > эндобдж 35 0 объект > эндобдж 41 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 1 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 87 0 объект > поток HWn ߯ M

CN0415 Примечание по цепи | Аналоговые устройства

Основы электромагнитного привода

Электрические характеристики типичных электромагнитных приводов в основном индуктивные и резистивные.Напряжение, приложенное к электромагнитному приводу, вызывает линейное увеличение тока с начальным наклоном напряжения / индуктивности (V / L), в конечном итоге достигая установившегося тока напряжения / сопротивления (V / R). Эта характеристика V / L / R является основной причиной того, что ток не сразу достигает максимального уровня, когда соленоид находится под напряжением. Соленоид хранит энергию в виде концентрированного магнитного поля. Магнитное поле создается вокруг проводника всякий раз, когда в проводе протекает ток.Магнитное поле концентрируется, когда провод наматывается в катушку, например, в соленоид. Этот электромагнит может управлять механическим клапаном с помощью электрического сигнала. ШИМ может использоваться для уменьшения эффективного напряжения, подаваемого на соленоид (и, следовательно, управления током соленоида), при этом эффективное напряжение выражается следующим образом:

В × рабочий цикл

В общем, соленоид в основном состоит из электрической катушки, намотанной вокруг цилиндрической трубки с ферромагнитным приводом или плунжером, который может свободно перемещаться или скользить внутрь и наружу корпуса катушки, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Конструкция линейного соленоида тягового типа

Сила, действующая на якорь соленоида, приблизительно пропорциональна току и обратно пропорциональна квадрату зазора между якорем и сердечником. Таким образом, двухпозиционные соленоиды обычно имеют возвратную пружину с линейным откликом (или без возвратной пружины), тогда как пропорциональные соленоиды используют нелинейную пружину, так что смещение якоря пропорционально току соленоида. Движение якоря действительно влияет на ток соленоида (как показано на рисунке 3), но это движение обычно не оказывает значительного влияния на работу схемы.

Рисунок 3. Типичный ток соленоида

Текущее ощущение

Измерение тока соленоида – особенно сложная задача, особенно когда используются методы ШИМ. В этой системе используется топология, состоящая из датчика тока на верхней стороне с переключателем на нижней стороне. В этом случае переключатель управления ШИМ заземлен. Индуктивная нагрузка (соленоид) подключается непосредственно к источнику питания, а резистивный шунт помещается между переключателем и нагрузкой (см. Рисунок 4).

Рис. 4. Измерение тока на стороне высокого напряжения с переключателем на стороне низкого напряжения

Преимущество размещения шунта на стороне высокого напряжения состоит в том, что можно измерить весь ток, включая ток рециркуляции, поскольку шунт остается в контуре, когда переключатель выключен. Кроме того, диагностика может быть улучшена, поскольку короткое замыкание на землю может быть обнаружено с помощью шунта на стороне высокого напряжения.

В этой конфигурации синфазное напряжение измерительного резистора колеблется между землей (когда полевой МОП-транзистор включен) и 0.На 4 В выше входного напряжения (когда полевой МОП-транзистор выключен). AD8210, работающий от однополярного источника питания, представляет собой дифференциальный усилитель, который идеально подходит для усиления небольших дифференциальных напряжений в присутствии больших синфазных напряжений. Диапазон синфазного напряжения на рабочем входе составляет от -2 В до +65 В при питании от одного источника 5 В. Коэффициент усиления усилителя составляет 20 В / В, что задается внутренними прецизионными резисторами с малым дрейфом, что приводит к выходному напряжению 5 В при максимальном входном полном диапазоне 250 мВ.Рассчитайте выходной сигнал AD8210, как показано в уравнении 1.

Полномасштабный расчетный ток 2 А; измерительный резистор 0,1 Ом дает выходное напряжение 4 В, что немного ниже, чем входное напряжение полной шкалы АЦП 4,096 В.

Номинальная мощность сенсорного резистора должна поддерживать ток полной шкалы. При расчетном токе 2 А рассеиваемая мощность составляет

В этой конструкции используется резистор

А 1 Вт, что дает запас прочности 2,5.

Рисунок 5. Результаты моделирования выходного напряжения в зависимости отТоковый вход на R_SENSE

Полоса пропускания AD8210 по уровню −3 дБ составляет 450 кГц, что обеспечивает адекватную полосу пропускания для частот ШИМ до 45 кГц. Выход AD8210 напрямую контролируется схемой защиты от перегрузки по току. На рисунке 5 показан фильтр нижних частот первого порядка на входе AD8210, который помогает уменьшить пульсации текущего сигнала считывания перед его оцифровкой. Частота среза, f −3 дБ , определяется уравнением 3.

где:

R ФИЛЬТР = 50 Ом и R5
C ФИЛЬТР = 4.7 мкФ и C2, что дает частоту среза 677 Гц

В тракте прохождения сигнала предусмотрен дополнительный RC-фильтр нижних частот, который по умолчанию отключен.


Сбор данных АЦП

Ток соленоида оцифровывается с помощью LTC2312-14, 14-разрядного АЦП с дискретизацией 500 квыб / с. LTC2312-14 имеет встроенный источник опорного напряжения, который автоматически оптимизирует входной диапазон до 2,048 В или 4,096 В для напряжений источника питания 3,3 В или 5 В соответственно.

Внутреннее опорное сопротивление имеет низкий импеданс (обычно 1 Ом), что позволяет использовать его для других схем без дополнительной буферизации.EVAL-CN0415-ARDZ использует опорное значение АЦП для точной установки порога перегрузки по току и может дополнительно использоваться для установки смещения текущего монитора на половину шкалы. Для приложений с менее строгими требованиями к точности ток соленоида может быть подключен к аналоговому входу микроконтроллера.


Драйвер полевого транзистора

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – это метод изменения напряжения питания постоянного тока путем полного включения и выключения источника питания, изменяя соотношение времени включения и времени выключения.Отношение времени включения к периоду (сумма времени включения и времени выключения) – это рабочий цикл сигнала ШИМ

.

При рабочем цикле 50% напряжение включено в течение 50% периода времени и выключено в течение оставшихся 50%. Следовательно, среднее по времени напряжение составляет 50% от входного напряжения постоянного тока, и ток через соленоид пропорционально меньше. Кроме того, ток на соленоид составляет только 50% от максимального тока. В то время как частота (обратная периоду) сигнала ШИМ в некоторых приложениях является переменной, она часто устанавливается на фиксированное значение.Часто существует диапазон частот, который подходит для данного приложения, со следующими критериями:

  • Частота ШИМ должна быть намного больше, чем механический отклик системы / привода
  • Частота ШИМ должна быть достаточно низкой, чтобы предотвратить чрезмерные потери при переключении

Платформа EVAL-ADICUP3029, используемая с CN-0415, имеет встроенное периферийное устройство для генерации ШИМ. Выход контроллера не может напрямую управлять переключающим полевым МОП-транзистором – высокое логическое напряжение 3.3 В недостаточно высоки для полного усиления полевого МОП-транзистора, а мощность возбуждения недостаточна для быстрого переключения полевого МОП-транзистора, что приводит к увеличению рассеиваемой мощности при переходе полевого МОП-транзистора через насыщение.

Драйвер затвора N-MOSFET LTC4441 решает эти проблемы, обеспечивая напряжение возбуждения затвора до 8 В при токе 6 A, быстрое переключение MOSFET и минимизацию потерь. Логический вход является TTL-совместимым и напрямую связан с логикой 3,3 В CMOS. Предусмотрен двухфункциональный управляющий вход для отключения драйвера или для принудительного перехода микросхемы в режим отключения с током питания <12 мкА.Цепи блокировки при пониженном напряжении и защиты от перегрева отключают выход драйвера при активации.


Цепь защиты от перегрузки по току

В нормальном режиме работы ток соленоида контролируется программным обеспечением. Целесообразно включить отказоустойчивую цепь максимальной токовой защиты на случай программных сбоев или неисправностей. Сигналы обнаружения неисправностей могут управляться прерыванием или обнаруживаться в контуре пропорциональной интегральной производной (ПИД).

CN-0415 выполняет этот контур ПИД-регулирования, непрерывно отслеживая выход AD8210 с помощью прецизионного компаратора LT1671 с выходной защелкой.Порог перегрузки по току устанавливается R14 и R15, которые образуют резистивный делитель, который управляется опорным сигналом 4,096 В LTC2312-14 (см. Рисунок 6). Уравнение 4 – это выражение для напряжения отключения, которое по умолчанию установлено на 3,41 В, что соответствует току соленоида 1,7 А.

В случае перегрузки по току выход компаратора отключает LTC4441 и фиксируется. Выходной сигнал также направляется на вывод универсального ввода / вывода микроконтроллера (GPIO), так что программное обеспечение может обнаружить это состояние и действовать соответствующим образом.Когда неисправность устранена, компаратор может быть сброшен по нарастающему фронту на затворе Q3. На рисунке 6 детектор нарастающего фронта используется вместо чувствительного к уровню сброса, потому что программный сбой может оставить сигнал сброса на высоком уровне.)

Рисунок 6. Максимальная токовая защита

Электропитание и защита

Контроллер защиты от перенапряжения, пониженного напряжения и обратного питания LTC4367 обеспечивает надежную защиту входного питания. LTC4367 защищает приложения, в которых входное напряжение источника питания может быть слишком высоким, слишком низким или даже отрицательным, путем управления напряжениями затвора пары внешних N-канальных полевых МОП-транзисторов, чтобы гарантировать, что выходное напряжение остается в безопасном рабочем диапазоне.Задержка включения 32 мс также блокирует переменный ток частотой 50 или 60 Гц. LTC4367 выдерживает напряжения от –40 В до +100 В и имеет рабочий диапазон от 2,5 В до 60 В, потребляя всего 70 мкА при нормальной работе.

LTC4367 включает в себя два точных компаратора для контроля условий повышенного и пониженного напряжения по VIN. Если входное напряжение превышает установленный пользователем порог перенапряжения, затвор внешнего полевого МОП-транзистора быстро отключается, тем самым отключая нагрузку от входа. Точно так же, если входное напряжение падает ниже настраиваемого пользователем порога пониженного напряжения, затвор внешнего полевого МОП-транзистора быстро отключается.

Значения резисторов защиты от перенапряжения (OV) / пониженного напряжения (UV) определяются с помощью следующих параметров, указанных в таблице 1.

Таблица 1. Параметрические значения резистора OV / UV
Параметр Значение
В OS 3 мВ
I УТЕЧКА 10 нА
УФ ТН 2.2 В
ОВ ТН 24 В

Соответствующие формулы таблицы данных показаны в уравнениях с 5 по 7

Значения делителя указаны в таблице 2.

Таблица 2. Значения делителя
Резистор Значение
R4 272.5 кОм
R5 27,5 кОм
R8 1,02 МОм

Промышленные, автомобильные и аккумуляторные приложения часто подвергают электрические цепи различным переходным ситуациям, включая сброс нагрузки и условия холодного запуска. Сброс нагрузки происходит в автомобильном приложении, если аккумулятор отключается во время зарядки генератором, и приводит к быстрому увеличению напряжения питания.Холодный пуск происходит при запуске двигателя (или в других условиях высокой нагрузки), вызывая падение напряжения в аккумуляторной батарее (которое усугубляется при низких температурах). Регулятор переключения режима тока LT3433 справляется с этими ситуациями, поскольку он обеспечивает как повышающее, так и понижающее регулирование с помощью одного индуктора. Схема работает в диапазоне входного напряжения от 4 В до 60 В, что делает ее пригодной для использования в различных приложениях с широким диапазоном входного напряжения.

Рисунок 7. Моделируемое выходное напряжение источника питания системы

На рис. 7 показана схема импульсного повышающего / понижающего преобразователя постоянного напряжения, которая обеспечивает подачу стабилизированного выходного напряжения 5 В на усилители и цифровые преобразователи.


Рассеиваемая мощность системы

Расчетный ток покоя, потребляемый системой, составляет приблизительно 13 мА или около 180 мВт, как указано в таблице 3, что сопоставимо с моделированным током, потребляемым системой, в которой было установлено входное напряжение питания, которое может варьироваться от 6 В до 24 В. при 12 В.

Таблица 3. Расчетная общая рассеиваемая мощность системы
Устройства IC В ПИТАНИЕ (В) IQ 1 (А) Ватт (Вт)
AD8210 5 0.002 0,01
LTC4441 24 0,006 0,144
LT1671 5 0,001 0,005
LTC4367 24 0,00009 0,00216
LT3433 5 0.00094 0,0047
LTC2312-14 5 0,003 0,015
Всего N / A2 0,01303 0,18086
1 IQ означает ток покоя.
2 Н / Д означает, что не применимо.

Цифровое ПИД-регулирование

Контур ПИД-регулирования позволяет точно регулировать ток соленоида, компенсируя изменения напряжения питания и сопротивления катушки.Этот режим работы обеспечивает оптимальный ток возбуждения для двухпозиционных соленоидов, сводя к минимуму рассеиваемую мощность. Дополнительная функция позволяет применять более высокий начальный ток втягивания в течение короткого времени, после чего ток снова падает до более низкого тока удержания. Для цифровой реализации ПИД-регулятора стандартная форма ПИД-регулятора должна быть дискретной. Дискретизированный ПИД-регулятор выражается в уравнении 8, где Kp, Ki и Kd должны быть сначала настроены с правильными значениями.

Полную информацию и подробные сведения о программном обеспечении см. В вики по программному обеспечению CN-0415.

Что такое пропорциональный клапан? Направленный клапан? Сервоклапан?

Боб Войчик

Понимание доступных технологий в гидроэнергетике необходимо для разработки наиболее эффективной, рентабельной и энергосберегающей системы. В традиционных конструкциях гидравлического оборудования почти исключительно используются гидрораспределители.

Эти направляющие клапаны иногда называют «переключающими» или «импульсными» клапанами, и их можно использовать для управления направлением потока, объемом потока и давлением жидкости.Эти клапаны могут работать как от переменного, так и от постоянного тока.

Направляющие регулирующие клапаны

Направляющие регулирующие клапаны обычно называются переключающими клапанами, потому что они просто направляют или «переключают» жидкость, проходящую через клапан, от источника потока к одному из доступных портов цилиндра. Разновидности клапана управления потоком обычно выбирают отверстие, которое позволяет проходить только определенному объему потока. Указанный объем регулирует скорость цилиндра или гидравлического двигателя.Аналогичным образом, тип управления давлением используется для выбора конкретной настройки давления.

Для изменения направления, потока или давления во время работы машины с этими клапанами потребуется отдельный отдельный клапан для каждого желаемого направления, расхода или давления. Гидравлический контур очень быстро стал бы довольно сложным!

Пропорциональные клапаны

Технологическим решением этих более сложных схем стала разработка пропорциональных клапанов. Эти революционные клапаны позволяют бесступенчато устанавливать золотники, обеспечивая таким образом плавную регулировку расхода.Для достижения бесконечного позиционирования золотников используются соленоиды с регулируемым ходом или силой.

Это регулируемое позиционирование позволяет конструировать золотники с дозирующими выемками, чтобы обеспечить управление потоком / скоростью, а также функции управления направлением в одном клапане, вместо того, чтобы требовать отдельных клапанов для направления и скорости. Другое важное преимущество – когда для схемы требуется более одной скорости. Различные скорости достигаются путем изменения уровня электрического сигнала для обеспечения требуемого потока / скорости.Никаких дополнительных гидравлических компонентов не требуется! Эти пропорциональные распределители управляются постоянным током.

Пропорциональные элементы управления, используемые вместе с соответствующими электронными элементами управления, также добавляют желательные функции ускорения и замедления. Это предлагает множество машинных циклов, безопасную работу на более высоких скоростях, но с контролируемыми характеристиками пуска и останова. Регулируемое ускорение и замедление приводит к сокращению общего времени цикла машины и производительности.

Сервоклапаны

Третий тип гидрораспределителя – сервоклапан . Сервоклапаны не являются новой технологией, поскольку сервоклапаны впервые были использованы в 1940-х годах. Сервоклапаны работают с очень высокой точностью, очень высокой воспроизводимостью, очень низким гистерезисом и очень высокой частотной характеристикой. Сервоклапаны используются в сочетании с более сложной электроникой и системами с обратной связью. В результате сервоклапаны всегда намного дороже.Система пропорционального регулирующего клапана может использоваться для улучшения управления большинством машин без высокой стоимости сервоуправляющих систем.

Quality Hydraulics & Pneumatics, Inc. предлагает конструкции, продукты и системы для всех трех типов: направленные, пропорциональные и сервоклапанные системы управления. Сертифицированные специалисты по гидравлике в компании Quality Hydraulics помогут вам выбрать лучший компонент с наиболее эффективным и рентабельным решением.

Пропорциональные клапаны Sun

позволяют производить дозирование и дозирование в схемах управления движением.

Модели
FMDB и FMDA – это новые 2-позиционные, 3-ходовые электро-пропорциональные дроссельные клапаны Sun с электропропорциональным входом.Эти универсальные картриджи могут быть объединены в различные схемы управления движением. При использовании в сочетании с уравновешивающими картриджами возможны эффективные решения, в которых используются два 3-ходовых клапана для создания 4-ходового контура для управления дозированием на входе и выходе.

Детали клапана

FMDB и Картриджи прямого действия FMDA блокируют порт подачи (порт 1) в обесточенном состоянии, направляя поток в резервуар через порт 2 к порту 3. Дросселирование отсутствует в направлении 2–3.

  • Модель FMDB обеспечивает меньшую пропускную способность при полном потоке в направлении от 2 до 3 и доступна в трех диапазонах расхода от 1,6 до 6 галлонов в минуту (от 6,1 до 23 л / мин).
  • Модель FMDA предлагает более высокую пропускную способность и улучшенное разрешение в направлении потока от 1 до 2, в то же время жертвуя пропускной способностью в направлении потока от 2 до 3, и доступна в четырех диапазонах расхода от 1,6 до 9 галлонов в минуту (от 6,1 до 34 л / мин). мин.). FMDA предназначены для использования в схеме блокировки подушки Sun (показано ниже), где обратный поток имеет независимый путь к резервуару.

Создание 3-х позиционных, 4-ходовых контуров

Новые электро-пропорциональные дроссельные клапаны

Показанные справа, два картриджа FMDB используются для создания 3-х позиционного 4-ходового пропорционального клапана с регулировкой дозирования.

Линейный монтаж: FMDBMCN912-U9A
ISO 03: FMDBMCN224-U7M

Преимущества этой схемы включают:
  • Использование отдельных измерительных устройств позволяет оптимизировать усиление управления системой в соответствии с требованиями дифференциального расхода в цилиндре.
  • Могут использоваться все стандартные змеевики Sun и варианты управления.


Управление с противовесными патронами

В этом примере два картриджа FMDB используются последовательно с двумя уравновешивающими клапанами, где обратный поток проходит через направляющий клапан.


Измерительный выход
Линейный монтаж: CBCALHN-YEJ
ISO 03: CBCALHN-Z6Q

Дозиметр
Линейный монтаж: FMDBMCN912-U9A
ISO 03: FMDBMCN224-U7M

В дополнение к вышесказанному, преимущества этой схемы расположения включают:
  • Разделение управления входным и выходным счетчиками позволяет оптимизировать решения по управлению движением без необходимости создания специальных катушек.
  • Характеристики утечки допускают принудительную блокировку нагрузки.
  • Только с FMDB: Уравновешивающие клапаны обеспечивают полный сброс потока, в зависимости от 2–3 пропускной способности клапана FMDB.



Контроль входа и выхода в цепи блокировки солнечной подушки

Два картриджа FMDA можно использовать для создания 3-х позиционного 4-ходового пропорционального клапана с регулированием как на входе, так и на выходе, как показано на схеме блокировки подушки Sun справа.


Измерительный выход
Линейный монтаж: CBCALHN-EMJ
ISO 03: CBCALHN-U7U

Дозиметр
Линейный монтаж: FMDAMCN912-U9A
ISO 03: FMDAMCN224-U7M

В дополнение к вышесказанному, преимущества этой схемы включают:
  • Промывка контура и пополнение за счет последовательного использования уравновешивающих клапанов вместе с антикавитационной защитой через обратные клапаны.
  • Повышенное разрешение за счет использования картриджей FMDA и независимого направления обратного потока в резервуар.
Для получения дополнительной информации о моделях FMDB и FMDA перейдите по адресу:

FMDB

DMDA

Лучшие новинки

Присоединяйтесь к нам с 28 по 30 сентября в The Utility Expo (ранее ICUEE)

26 августа 2021 г.

Посетите Sun на стенде A1504 на The Utility Expo, крупнейшей выставке коммунальной отрасли. Вместе с Enovation Controls мы показываем, как два сильных бренда объединяются для продвижения инноваций.

Прецизионный пропорциональный обратный предохранительный клапан

22 июня 2021 г.

Плавное и точное управление скоростью вентилятора с полным сбросом потока для защиты системы в случае остановки двигателя вентилятора

Прочная, надежная электрогидравлика

12 апреля 2021 г.

Более 40 электрогидравлических клапанов, обеспечивающих более длительный срок службы, лучшую производительность и качество Sun.

Ключевые моменты по теме

НОВИНКА: Решения для управления потоком с регулируемым приоритетом

23 августа 2019 г.

Новые решения от Sun обеспечивают простое и эффективное управление дополнительным гидравлическим приводом для навесного оборудования мобильного оборудования.

Солнце в основе гидравлических систем рекуперативного торможения

21 июня 2017 г.

Lightning Systems выбирает Sun для своих гибридных систем для автомобилей средней и большой грузоподъемности

Блоки сброса давления с электромагнитным управлением

6 апреля 2010 г.

Стандартные клапанные блоки экономят энергию и уменьшают тепло, обеспечивая разгрузку системы и разгрузку насоса

Просмотреть все основные характеристики Пропорциональный клапан

– обзор

Сервоклапаны

Сервоклапаны являются близкими родственниками пропорционального клапана и основаны на электрическом моментном двигателе, который производит небольшое отклонение, пропорциональное электрическому току, протекающему через его катушку.Они обычно используют обратную связь между главным и пилотным золотниками для обеспечения точного управления. Типичное устройство показано на рисунке 4.40. Он состоит из небольшого управляющего золотника, подключенного непосредственно к моментному двигателю. Пилотный золотник перемещается в скользящей втулке, механически связанной с основной золотником.

Рисунок 4.40. Двухступенчатый сервоклапан

Правый конец главного золотника постоянно соединен с линией управляющего давления, но из-за тяги тяги его площадь уменьшена до кольцевого пространства площадью A.Давление на левом конце золотника регулируется пилотным клапаном. На этом конце нет ограничения по площади, и клапан сконструирован таким образом, что золотник имеет площадь 2А.

Если одинаковое давление P приложено к обоим концам, катушка испытывает левую силу P × A и правую силу 2P × A, вызывая результирующую силу P × A вправо, что приводит к смещению катушка вправо.

Если давление P приложено к правому концу и 0,5P приложено к левому концу, в результате равные и противоположные силы P × A будут и золотник клапана неподвижен.

При давлении P на правом конце и давлении менее 0,5P на левом конце результирующая сила направлена ​​влево, и золотник клапана перемещается в этом направлении.

Управляющий клапан может, таким образом, перемещать главный золотник в любом направлении управляемым образом, изменяя давление на левом конце главного золотника от нуля до полного управляющего давления.

Механическое соединение между главным золотником и пилотной муфтой регулирует поток жидкости между пилотным клапаном и основным клапаном и, следовательно, регулирует давление на левом конце главного золотника.Предположим, что электрический управляющий сигнал заставляет пилотный золотник сдвигаться влево. Это увеличивает давление, заставляя главный клапан смещаться вправо, что, в свою очередь, толкает втулку влево. Главный клапан прекращает движение, когда отверстие в пилотной втулке точно совмещается с землей на пилотном золотнике. Изменение электрического сигнала, перемещающее пилотный золотник вправо, снижает давление на левом конце главного золотника, стравливая жидкость обратно в резервуар. Это заставляет главный золотник перемещаться влево до тех пор, пока, опять же, направляющая втулка и направляющие земли не будут совмещены.Таким образом, золотник главного клапана следует за пилотным золотником с равными, но противоположными движениями.

На рис. 4.41 показана конструкция сервоклапана другого типа, называемого сервоприводом струйной трубы. Управляющее давление прикладывается к струйной трубе, которая с помощью управляющего сигнала 50% направляет равный поток в две пилотные линии. Изменение управляющего сигнала отклоняет струйный поток, создавая неравные потоки и, следовательно, неравные давления на концах главного золотника. Главный золотник механически связан со струйной трубкой, заставляя ее двигаться, чтобы противодействовать приложенному электрическому сигналу.Движение золотника прекращается, когда струйная труба снова располагается по центру над двумя пилотными трубами. Это происходит, когда движение золотника главного клапана точно уравновешивает электрический управляющий сигнал.

Рисунок 4.41. Сервоклапан струйной трубы

Сервоклапан на Рисунке 4.42 называется сервоприводом заслонки и на самом деле является инверсией сервоклапана струйной трубы. Здесь управляющее давление прикладывается к обоим концам главного золотника и соединяется отверстиями с небольшими форсунками, действующими на заслонку, которая может перемещаться с помощью электрического управляющего сигнала.Давление на каждом конце главного золотника (и, следовательно, движение золотника) определяется потоком из каждой струи, который, в свою очередь, определяется положением заслонки и электрическим управляющим сигналом.

Рисунок 4.42. Сервоклапан струи заслонки

Сервоклапаны обычно используются как часть внешнего контура управления в системе управления с обратной связью. Принцип системы управления с обратной связью показан на рисунке 4.43, где должна контролироваться некоторая переменная объекта (например, скорость или положение).Переменная объекта измеряется подходящим преобразователем и сравнивается с помощью электроники с желаемым значением для получения сигнала ошибки. Он усиливается и используется в качестве управляющего сигнала для сервоклапана.

Рисунок 4.43. Система управления с обратной связью

Понятно, что при небольших перемещениях пилотного золотника (на рис. 4.40) и мелких форсунок (на рис. 4.41 и 4.42) сервоклапаны особенно уязвимы для грязи. Чистота важна для во всех аспектах пневматики и гидравлики , но чрезвычайно важна для сервоклапанов.Обычно рекомендуется уровень фильтрации 10 мкм (по сравнению с нормальной фильтрацией 25 мкм для систем с конечным положением клапана).

Сервоклапаны, которые неподвижны большую часть времени, могут застрять в своем положении из-за скопления накипи вокруг золотника. Это удачно известно как фикция. Побочным эффектом заедания может быть зона нечувствительности, когда требуется большое изменение управляющего сигнала, прежде чем клапан вообще среагирует.

На рисунке 4.44 показан чисто механический сервопривод, используемый в качестве механического усилителя, позволяющий перемещать большой груз с минимальными усилиями.Корпус пилотного клапана соединен с нагрузкой и направляет жидкость к неподвижному главному цилиндру. Цилиндр, а следовательно, и нагрузка, перемещаются до тех пор, пока пилотный золотник и цилиндр снова не выровняются. Варианты системы на рис. 4.44 используются для рулевого управления с усилителем в легковых автомобилях.

Рисунок 4.44. Усилитель мощности с помощью механического сервоклапана

Замечания по применению – Comatrol

Пропорциональные или электропропорциональные клапаны обеспечивают бесступенчатое управление потоком, давлением или направлением в ответ на входной электрический сигнал.


Существует четыре основных типа пропорциональных клапанов Comatrol:

  • Клапаны регулирования расхода
  • Редукционные / предохранительные клапаны
  • Клапаны сброса давления
  • Клапаны гидрораспределители

PLUS + 1 ™ СООТВЕТСТВУЕТ

Электромагнитные клапаны Comatrol соответствуют стандарту PLUS + 1 ™.Соответствие PLUS + 1 означает, что наши клапаны напрямую совместимы с архитектурой управления машиной PLUS + 1. Добавить соленоидные клапаны в ваше приложение с помощью программного обеспечения PLUS + 1 GUIDE так же просто, как перетащить с помощью перетаскивания . Разработка программного обеспечения, которая раньше занимала месяцы, теперь может быть выполнена всего за несколько часов. Для получения дополнительной информации о PLUS + 1 GUIDE посетите www.comatrol.com или http://powersolutions.danfoss.com/Applications/PLUS1Compliance/index.htm. В таблице ниже подробно описаны доступные функциональные блоки GUIDE для управления электромагнитными клапанами Comatrol.

Функциональные блоки GUIDE

Двусторонний пропорциональный 10106103
Трехходовой пропорциональный 10106104

Пропорциональные клапаны с картриджем

Пропорциональные регулирующие клапаны Comatrol представляют собой 2-ходовые золотниковые клапаны, которые напрямую управляются пропорциональным электромагнитным соленоидным приводом.Управляя электрическим током, эти клапаны создают бесступенчатое отверстие.


Пропорциональные клапаны предназначены для использования с логическим элементом для компенсации давления. Компенсация давления дает два преимущества:

1. На пропорциональном клапане (регулируемом отверстии) поддерживается постоянный перепад давления, который поддерживает постоянный расход независимо от изменений рабочего давления или нагрузки.

2. Постоянный перепад давления на пропорциональном клапане ограничивает силы потока, действующие на золотник клапана. При высоком расходе и давлении электромагнитные силы и силы пружины могут быть недостаточными для поддержания работы клапана без компенсации давления.

В типовых контурах используются компенсаторы давления ограничительного или приоритетного типа с пропорциональными регулирующими клапанами для управления скоростью гидравлического двигателя или цилиндра.

Доступны клапаны пропорционального регулирования расхода с различными возможностями расхода (переменные размеры отверстий). Путем согласования этой пропускной способности с различными настройками компенсатора давления можно получить широкий диапазон кривых регулирования расхода в зависимости от тока.

Пропорциональные редукционные / предохранительные клапаны

Пропорциональные редукционные / предохранительные клапаны представляют собой 3-ходовые клапаны, которые обеспечивают регулируемое выходное давление в зависимости от электрического тока, независимо от давления в системе или расхода (в пределах клапана).Конструкции прямого действия доступны для применений с низким расходом.

Пропорциональные редукционные клапаны имеют множество применений, в том числе:

  • Управление положением цилиндра одностороннего действия, например комбинировать регулировку высоты жатки.
  • Контроль давления сцепления или тормозов.
  • Пилотный сигнал на гидрораспределитель. Медленно увеличивая ток до
    пропорциональный клапан в этом примере обеспечивает плавный пуск и плавный останов.

Функции пропорционального редукционного клапана с высоким расходом могут быть созданы с помощью пропорционального клапана для управления дифференциальным чувствительным клапаном; дополнительную информацию см. в примечаниях к применению дифференциального чувствительного клапана.

Пропорциональные предохранительные клапаны

Пропорциональные клапаны сброса давления – это двухходовые клапаны, которые обеспечивают сброс давления в зависимости от электрического тока. Доступны как нормально открытые (увеличение давления с увеличением тока), так и нормально закрытые (уменьшение давления с увеличением тока).

Нормально открытый пропорциональный предохранительный клапан представляет собой конструкцию прямого действия для применений с низким расходом.Нормально открытый пропорциональный предохранительный клапан с высоким расходом может быть создан с помощью пропорционального клапана для управления дифференциальным чувствительным клапаном; дополнительную информацию см. в примечаниях к применению дифференциального чувствительного клапана.

Обычные области применения нормально открытых пропорциональных предохранительных клапанов:

  • Электропропорциональное регулирование давления сброса системы; дополнительную информацию см. в примечаниях к применению дифференциального чувствительного клапана.
  • Электропропорциональное дистанционное управление компенсатором давления для поршневых насосов с открытым контуром (для получения дополнительной информации см. Техническую информацию об аксиально-поршневых насосах с открытым контуром серии 45 BLN-10128).

Нормально закрытые пропорциональные предохранительные клапаны доступны в исполнении прямого и пилотного действия. Нормально закрытый пропорциональный предохранительный клапан прямого действия используется в системах с низким расходом.Для приложений с высоким расходом доступны картриджи с внутренним пилотным управлением.

Обычные области применения нормально закрытых пропорциональных предохранительных клапанов:

  • Электропропорциональное управление давлением сброса системы или пропорциональное электронное управление дистанционным компенсатором давления для поршневых насосов с разомкнутым контуром, как указано выше, но где системные требования диктуют полное давление без электрического сигнала.
  • Регулировка скорости вращения охлаждающего вентилятора в системах гидростатического привода вентиляторов. (Для получения дополнительной информации см. Техническую информацию о системах и компонентах приводов вентиляторов BLN-10080 ).


Требования к электрооборудованию

Все пропорциональные картриджные клапаны являются клапанами аналогового типа, которые регулируют расход или давление в зависимости от электрического тока. По этой причине пропорциональные клапаны должны приводиться в действие устройством, управляемым током, которое будет поддерживать постоянный выход независимо от изменений напряжения в системе, потерь в линии или температуры.Обычно доступные драйверы клапанов с управлением по току выдают прямоугольный сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Преимущество сигнала ШИМ состоит в том, что создаваемый им дизеринг значительно снижает гистерезис. Comatrol рекомендует использовать дизеринг 100-200 Гц для лучшей производительности.

Термины и определения

Компенсатор – это гидравлический компонент, который поддерживает постоянный перепад давления через фиксированное или регулируемое отверстие.

Ток – это электрический ток через проводник или катушку, обычно измеряемый в амперах (А). Установившийся ток в электрической цепи можно рассчитать по закону Ома, а также по напряжению и сопротивлению.


Control Control
– это функция почти всех приводов клапанов. Выход аналоговых пропорциональных клапанов напрямую зависит от тока. Если клапан управляется напряжением, более высокая температура соленоида, которая увеличивает сопротивление соленоида, приведет к снижению выходной мощности клапана.Чтобы компенсировать это, большинство приводов клапанов имеют схему обратной связи по току. Это означает, что при повышении температуры соленоида или изменении напряжения питания и потерь напряжения ток и соответствующий выход клапана поддерживаются.

Зона нечувствительности – это диапазон от нуля до минимального тока, при котором клапан срабатывает.

Цифровые пропорциональные клапаны – это клапаны с очень быстрым откликом, которые управляются точным двухпозиционным сигналом для получения среднего выходного сигнала, зависящего от рабочего цикла.

Дизеринг – это «пульсационный» сигнал, отправляемый на соленоид для уменьшения гистерезиса. Дизеринг может быть синусоидальной, квадратной или пилообразной волной, наложенной на сигнал ШИМ, или это может быть волна поверх сигнала постоянного тока.

Рабочий цикл – это процент времени работы клапана, разделенный на общее время.

Гистерезис – это разница в выходе для данного входа, в зависимости от того, увеличивается или уменьшается вход.Обычно выражается в процентах от максимальной номинальной мощности. Например, если пропорциональный клапан регулирования расхода 160 л / мин [42 галлона США / мин] обеспечивает 80 л / мин [21 галлон США / мин] с увеличением на 1 ампер и 88 л / мин [23 галлона США / мин] при На 1 ампер в убывающем режиме, гистерезис:

I мин. – минимальный ток, необходимый для срабатывания клапана (см. Зону нечувствительности).

I макс. – ток, необходимый для максимального выхода клапана.

Пропорциональные клапаны – это аналоговые делители, управляемые электрическим током, который может быть постоянным током (DC) или сигналом PWM.

PWM – это аббревиатура от широтно-импульсной модуляции. В большинстве приводов клапанов используется ШИМ, управляемый током, который обеспечивает средний выходной сигнал, зависящий от рабочего цикла, чтобы уменьшить гистерезис клапана и обеспечить управление током без чрезмерного тепловыделения.Типичный выход ШИМ – прямоугольная волна от 80 до 500 Гц.

Ramping – это приложение тока к соленоиду с линейным или нелинейным изменением, а не с мгновенным шагом. Регулировка тока включения и выключения пропорционального клапана обеспечивает приводы с плавным пуском и плавным остановом. Рампы обычно могут быть установлены или предварительно запрограммированы в приводах клапанов.

Сопротивление – это сопротивление компонента потоку электрического тока, обычно измеряемое в омах (Ом).Сопротивление зависит от проводимости материала, а также от размера, формы и температуры. Сопротивление соленоида может сильно варьироваться в зависимости от температуры; чтобы компенсировать это, управляемые по току драйверы обычно всегда используются с пропорциональными клапанами.

Порог – минимальный ток, необходимый для срабатывания клапана; см. зону нечувствительности.

Привод клапана – это общий термин для любого устройства, которое посылает сигнал на пропорциональный клапан.Драйвер клапана может варьироваться от простой электронной схемы, прикрепленной к ручке или рычагу, до микроконтроллера с настраиваемым программным обеспечением и несколькими входами и выходами.

Напряжение – это потенциал протекания тока в электрической цепи, обычно измеряемый в вольтах (В).

Опции ручного управления

РУКОВОДСТВО ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ

Пропорциональные регулирующие клапаны Comatrol, если они указаны на отдельных страницах каталога, имеют дополнительные ручные блокировки – «SPS» и «PB» (обратите внимание, что если у клапана есть возможность ручного управления, он стандартно поставляется с ручным дублером) .Ручное дублирование – это функция «безопасности» на случай потери питания и необходимости задействовать пропорциональный клапан. При использовании опции «SPS» можно использовать ручное дублирование винтового типа для пропорциональной регулировки расхода, когда на катушку не подается питание. При использовании опции «PB» ручное управление с помощью кнопки будет нажимать, чтобы полностью открыть или полностью закрыть клапан, который может направить полный поток или перекрыть поток в систему. Поэтому следует соблюдать осторожность при применении по пропорциональной системе.Пропорциональное управление «SPS» является предпочтительным. При активации ручного дублера клапан переводится в положение под напряжением.

ОПЦИИ РУЧНОЙ ПЕРЕОПРАВЛЕНИЯ
Переопределение активировано Нормальное положение Размер Код заказа Описание
10, 12, 16 Размер

ОПУСТИТЬ

(PN для HSV)

Стандарт для любого клапана с функцией ручного дублирования нажимного пальца, если он указан в каталоге.

10, 12, 16 Размер PB
Кнопка

Дополнительная функция для любого клапана с ручным дублером нажимного пальца.

10, 12, 16 Размер

SPS
Тип винта
(Клапаны нажимного типа)

Дополнительная функция для любого клапана с ручным дублером нажимного пальца.Номер детали для комплекта ручного дублирования SPS: 272601688.

04 и 06 типоразмер
(метрическая)
EN
Тип винта

Дополнительная функция винтовой регулировки для пропорционального

клапаны (XMD 04 и XMP 06)

Глоссарий терминов для пропорциональных контроллеров клапанов

Закон об омах : ток = напряжение ÷ сопротивление (I = E ÷ R)

Ток : поток электронов в проводнике.Обычно он измеряется в амперах (А) или миллиамперах (мА). В расчетах и ​​электрических схемах иногда используется сокращение «I» для обозначения силы тока.

Напряжение : потенциал протекания тока в электрической цепи. Он измеряется в вольтах и ​​иногда сокращается (V или E). Как правило, более высокое напряжение вызывает более высокий ток.

Сопротивление : Все, что препятствует прохождению электрического тока. Он используется для управления величиной напряжения и / или силы тока в цепи.Все в цепи, включая провод, вызывает некоторое сопротивление. Сопротивление измеряется в единицах, называемых Ом, и иногда обозначается сокращением «R» или «Ω» (греческая буква омега).

Гистерезис : измерение разницы на выходе, когда ток в устройстве увеличивается, и когда ток уменьшается. Обычно это выражается в процентах от общего изменения входных данных.

Пропорциональный контроллер / усилитель : устройство, которое преобразует входной сигнал малой мощности в выходной сигнал, способный управлять клапаном.Этот выходной сигнал можно изменить, включив в него ШИМ, линейное изменение или дизеринг.

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) : эффективный метод управления током. Сигнал с ШИМ-переключением включается и выключается для достижения требуемого тока. Частота ШИМ может быть низкой (от 100 до 400 Гц) или высокой (более 5000 Гц). Высокая частота обеспечивает более постоянный выходной ток без пульсаций.

Ramping : Возможность управлять скоростью изменения выхода усилителя или контроллера.

Дитеринг (текущая пульсация) : Быстрое небольшое перемещение золотника клапана вокруг желаемого положения. Дизеринг поддерживает катушку в движении, чтобы избежать «заедания» и помочь усреднить гистерезис.

I-мин. и I-Max. : Минимальный и максимальный ток управления, индуцируемый в катушке пропорционального клапана.

Мощность без нагрузки : Мощность, потребляемая усилителем или пропорциональным контроллером, когда нет выхода на катушку клапана.

Максимальный управляющий ток : точка, в которой увеличение входного тока больше не приводит к увеличению потока клапана.

Пороговый ток : Величина тока, необходимая для достижения точки, в которой увеличение входящего тока приводит к тому, что поток от клапана начинает увеличиваться (нормально закрытый клапан) или уменьшаться (нормально открытый клапан).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *