WANDFULH液压比例阀在多功能液压试验台设计中的应用

WANDFULH液压比例阀在多功能液压试验台设计中的应用

摘要:比较详细的介绍了世界著名的液压元件公司一WA入[L)FULH(瑞士)的液压比例阀在流量

和压力控制方面的几种不同应用，并介绍了相应的Amplifier/(刀n酬lerCard如1伺服放大控

制板的电路连接和软件应用，以及液压实脸台的参数、功能要求和调试过程。

关键词:比例阀;放大板;流量控制;减压拉制;PWM控制;液压试验台

1 多功能液压试验台简介

本试验台主要用于飞机液压系统附部件、辅助件性能检测，相容性评定，污染等级评定

，还可对通用液压元部件性能参数进行综合测试，自制附件、辅助件研制试验、定型试验、

批量生产试验、服役改进试验、可靠性试验等，是一个具有多功能综合性的大型液压试验设 备。

由于液压元件的性能测试要求在不同流量和不同压力的情况下测试，所以要求试验台能

够按要求比较方便的调整，而且作动器的性能测试，要求在不同的压力和流量下频繁的改变

动作，并观察其速度变化情况。要求运行安全可靠，在高压和大流量时无泄露无震动。

根据试验台性能指标要求，设计时主要元件采用世界名牌产品瑞士万福乐液压比例流量 阀、比例减压阀和比例换向阀配合数字程序控制PWM调制放大板进行远动控制，调节方便，

省力，逻辑控制采用PLC可编程控制器，使系统可靠性大大提高，且基本做到无泄露现象。

2 多功能液压试验台有关性能指标与相关

液压系统设计

2.1 多功能液压试验台有关性能指标要求

(1) 工 作介 质:Yl王一01航空液压油侣H0358一19905 (2) 工 作介 质温度:室温一10℃;短期125℃。

(3) 输人 通 道:P=21恻田a，Q=120L/]毛in一对。 P= 32 州 P[a ，Q = 12 0L /11 1in 一 对 。 (4) 输 出 通道7对，同时工作互不干扰。 (5) 输 出 压力分级调节，输出流量分段调节。 (6) 污染 度 控制等级GJ砚02一6/A级。

(7)数 显 :压 力、流量、温度、电压、电流、电秒表、系统工作计时。 (8) 压 力测 量范围:0一4ONP[ao (9) 流量 测 量范围:0.1一120L/nlin。 (10 )压 差 测量范围:0一21MPao (11 )温 度 测量范围:0一150℃。

(12 )测 量 精度压力0.5%、流量0.5%、温度土1℃。 (13 )换 向 活门自动工作状态计时、计次数。 (14 )手 动 泵供保压回路、冷气、油液隔离器。 (15 )试 验 台外设尺寸4xixl.9时(参考)。

(16 )电 源 种类:月卫20V、051佗补气。08V、05HZ三相;直流电源0一35V/5A可调两路

一台，24V一10A 开关电源6台。

(17 )试 验 台噪声不大于07bd，寿命不低于120H。 (18 )试 验 环境:温度从一55。一150℃。

2.2 试验台液压系统组成

整个试验台由台体，输人供油部分，油液过滤净化部分，各支路输出压力，流量和方向

控制与调节部分，压力、温度和流量、时间等参数显示部分、手动供压、保压和卸压部分，

报警应急保护，冷热油液隔离装置，液压增压控制装置等部分组成。

2.3 支路压力、流t和方向控制与调节部分设计按要求由油泵间的班和W泵源提供干路总

的动力控制一系统供油压力。进入试验台后形成7条支路控制，可供7个不同产品同时使用。

2.3.1 2~6支路流量和压力控制

这些支路既要求有流量控制，也要求有压力控制，先由比例节流阀调节流量，然后由比

例减压阀调整最终的输出压力。

比例节流阀在无指令信号时使回路成截止工作状态。当指令信号输入比例节流阀的控制

器时，节流阀成比例的输出控制流量。

当支路有满足需求的流量控制后，调节比例减压阀使其工作压力达到产品试验的需求。

由于控制方式上采用的是比例控制技术只需通过电控就可以达到控制目标。既方便又准确，

各支路的调节方式基本相同。

2.3.2 比例方向拉制通道支路7

比例方向控制通道要求该通道的工作压力调压范围为1~32MPa，具有自动换向功能。该

通道主要用于试验作动器及作动器的循环试验，当作产品循环试验时要求有自动计数器，以

累计循环次数。

3 伺服放大控制板及)1的电路连接和软件应用

以上各个支路的压力和流量及方向控制都使用了世界著名的液压元件公司一WANDFLJLH(

瑞士)的液压比例阀，与其相应配套的何服放大控制板SDI，改变硬件连线和装人不同的软件

程序可工作与不同的模式，使用灵活，调整方便。软件由经销商提供。

3.IAmplifier/colltrollercard如1简介

3，1.I SDI型比例阀放大板原理框图

3.1.Z sDI比例间放大板接线端子意义

表示常用的接线端子名称、端子号和作用，供使用时参考

3.Z Anlplifier/由11侧leraird浏1的几种工作模式

下面结合多功能液压试验台的控制要求，简要介绍放大板的应用。

3.2.1 模式4(1一6路压力、流量控制用)

两个比例电磁阀可分别单独控制，也可同时控制。用放大板自身输出的10V电压，通过

在控制面板上的流量和压力控制电位器(10K)，分别调节输入到放大板27和33接线端子的电

压，控制板内部经过A刃转换，由A、B与输入电压成一定比例的电流信号，当输人电压是0一

10V的模拟电压时，可以通过软件设置输出电流的最小到最大范围(5一600n认)的电流信号。

注意一定要首先由PC机与放大板通讯正常下，将放大板的模式4软件装人放大板。可根据不

同的压力和流量要求，设置输出电流的上、下限值。

3.22 模式3(7支路的比例换向间控制

在这种模式下，输人超低频正弦交流信号(0.05一ZHZ O一土10v)在0一十10变化时输出A

工作，使压力随电压的上升而升高，这时输出B不工作，若输入信号在0一一10变化时，输出

B工作，使压力随电压的绝对值上升而升高，这时输出A不工作。这样若将比例换向阀接在液

压系统中，不但可以进行作动器的动作改变，而且可以改变作动器的动作速。

该试验台的超低频信号发生器选用通用型超低频信号发生器XDS，效果较好，频率、输

出电压信号的幅度调整方便，使能控制端6受PLC的信号控制，可以保证在未选通时，输出信

号为0，防止泄露等故障。

3.2.3 模式1

用一个模拟电压或电流信号，结合数字输人端信号(4是否输出B有效)控制两个比例电磁

阀线圈的工作情况。

KA3己不通电，B工作方式选择无效，调节压力控制电位器，当输人电压在0一10V变化时

，A输出有效，两位四通电磁阀上通，而且压力随输人的变化，而线性变化，当B工作方式选

择接通时，B输出有效，两位四通电磁阀下通，而且压力随输人的变化，而线性变化，同样

一定要首先由咒机与放大板通讯正常下，将放大板的模式1软件装人放大板。可根据不同的

压力和流量要求设置输出电流的上、下限值。

3.2.4模式2

用一个模拟电压或电流信号控制电磁阀A或电磁阀B的工作。 当模拟电 压的最大值为ivN时(01V)

当输人电压为0一05%时，当前的选择为输出B 当输人电压为05一10%时当前的选择为输出A

4 调试过程

试验台的逻辑控制采用P比控制，每一个通道各安装一个带灯的启动和停止的按钮，当试验台正常供电后，停止按钮指示灯亮。当按下某支路启动按钮后，此信号传递给PLC输人端，P比接到此信号经过地址判断，选则接通相应放大板的继电器使能端6接通有效，工作状态指示灯亮，表示该通过可随时调流量或调整压力，调整过程由安装在面板上的带刻度电位计来实现。

通过改变输人信号的大小，比例放大板随动输出幅值相同的PWM电压或电流驱动比例(流量/压力)阀线圈产生相应位移，来实现压力或流量的远程精确调压。为了便于监控比例放大板的工作状态，在面板上安装数字电压表显示比例放大板的输人电压。关断该通道时，按下停止钮，先断压力阀，再断流量阀。

调整时可用计算机在线监控，可作笔记记录输出电流与实际压力和流量的对应关系，达到要求时，可设输出的上限和下限值，这样即使输人给定过大，压力或流量也被限定在 一定范围。

当放大板初始输人信号不为零时，比例流量阀阀芯有一定的开度，一旦系统投人工作，主系统的高压油经过比例流量阀直接作用于后端的减压阀等液压附件，容易对液压系统产生瞬间的压力冲击，这种液压冲击的瞬间压力是正常压力的几倍，反复使用，对液压件的寿命产生一定的影响。为有效避免上述情况的发生，注意在关断某路后将电位器调整为零。

比例换向阀控制信号是由超低频信号发生器进行控制，一定注意不要超过IHZ，幅度不要超过土10V，可先将输出衰减到最大，用数字三用表观察交变电压的大小和正、负的变化情况，同样调整时可用计算机在线监控，可作笔记记录输出电流与实际压力和流量的对应关系，达到要求时，可设输出的上限和下限值，这样即使输人给定过大，压力或流量也被限定在一定范围，安全可靠。

调试时由于有些液压元件初次使用，在压力比较低时出现阻塞现象，可在短时间内适当增加压力，注意管路等出现泄漏等现象，要及时进行调整。

4 调试过程

试验台的逻辑控制采用P比控制，每一个通道各安装一个带灯的启动和停止的按钮，当试验台正常供电后，停止按钮指示灯亮。当按下某支路启动按钮后，此信号传递给PLC输人端，P比接到此信号经过地址判断，选则接通相应放大板的继电器使能端6接通有效，工作状态指示灯亮，表示该通过可随时调流量或调整压力，调整过程由安装在面板上的带刻度电位计来实现。

通过改变输人信号的大小，比例放大板随动输出幅值相同的PWM电压或电流驱动比例(流量/压力)阀线圈产生相应位移，来实现压力或流量的远程精确调压。为了便于监控比例放大板的工作状态，在面板上安装数字电压表显示比例放大板的输人电压。关断该通道时，按下停止钮，先断压力阀，再断流量阀。

调整时可用计算机在线监控，可作笔记记录输出电流与实际压力和流量的对应关系，达到要求时，可设输出的上限和下限值，这样即使输人给定过大，压力或流量也被限定在 一定范围。

当放大板初始输人信号不为零时，比例流量阀阀芯有一定的开度，一旦系统投人工作，主系统的高压油经过比例流量阀直接作用于后端的减压阀等液压附件，容易对液压系统产生瞬间的压力冲击，这种液压冲击的瞬间压力是正常压力的几倍，反复使用，对液压件的寿命产生一定的影响。为有效避免上述情况的发生，注意在关断某路后将电位器调整为零。

比例换向阀控制信号是由超低频信号发生器进行控制，一定注意不要超过IHZ，幅度不要超过土10V，可先将输出衰减到最大，用数字三用表观察交变电压的大小和正、负的变化情况，同样调整时可用计算机在线监控，可作笔记记录输出电流与实际压力和流量的对应关系，达到要求时，可设输出的上限和下限值，这样即使输人给定过大，压力或流量也被限定在一定范围，安全可靠。

调试时由于有些液压元件初次使用，在压力比较低时出现阻塞现象，可在短时间内适当增加压力，注意管路等出现泄漏等现象，要及时进行调整。

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