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比例閥及其系統(tǒng)的故障診斷
與同規(guī)格的伺服閥相比，比例閥的成本大約是其50%,。然而,，伺服閥依然應(yīng)用在具有精密位置控制和速度控制的場合，諸如航空,，航天和汽輪機(jī)等,。
parker比例閥可用于流量和壓力控制，但是大多數(shù)情況下還是作為方向控制閥,。盡管比例方向閥的設(shè)計(jì)會(huì)因不同廠商而已,，但它們基本上都是完成同樣一種功能：控制液壓缸或馬達(dá)的方向和速度。通過使用反饋裝置諸如線性位移傳感器或者旋轉(zhuǎn)編碼器,，執(zhí)行器的位置可以被控制,。
直動(dòng)式比例方向閥
直動(dòng)式方向閥用于流量大約至100L/min或更少的場合。兩級閥,，其集成了先導(dǎo)閥和主級閥,，用于有更高流量要求的場合。
電磁線圈的符號表示閥工作于連續(xù)可變的電信號,。其通常是0-10V或某些情況下是4-20mA,。閥上的符號“S/U”表示線性可變差動(dòng)變壓器（LVDT）,其用于指示閥芯的位置。從LVDT來的反饋通常是直流（DC）電壓信號,。在圖2的剖面圖中,，可以看到比例閥中每個(gè)實(shí)際的組件。
為了診斷比例閥和系統(tǒng),，你必須能夠正確的解讀液壓系統(tǒng)原理圖,。圖1，顯示的是直動(dòng)式比例方向閥,。注意符號中的四個(gè)方框,，它們代表閥芯能夠移動(dòng)的工作位置數(shù)量。當(dāng)閥線圈沒有供電時(shí)，彈簧推動(dòng)閥芯至左邊,。這就是所謂的“故障安全“位,。在此條件下，通過閥的所有流量被阻止
閥能夠工作,，必須具有放大器并對其供電,。典型的供電一般是24V，并接至放大器,。指令電壓來自PLC,，其決定了閥芯的位置。“使能”信號來自PLC,。在某些情況下,，可以不用使能信號。
當(dāng)供電接通而使能信號沒有時(shí),，LVDT將反饋一個(gè)大約-12V的電壓信號至放大器,，提示閥芯處于“故障安全”位（圖3）。一旦使能接通,，電流信號即可輸送至電磁鐵線圈,。
電流在線圈中產(chǎn)生磁力，其驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng),。當(dāng)指令電壓為零時(shí),，閥芯將繼續(xù)移動(dòng)，直至LVDT顯示反饋電壓為零,。閥芯將被移動(dòng)至“電氣關(guān)閉”位置-中位
為了使線性位移傳感器顯示305mm的移動(dòng)距離（圖5），PLC需要一個(gè)指令信號,。放大器把指令電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號,，輸送給電磁線圈。6V的指令電壓輸給放大器,，放大器將產(chǎn)生一個(gè)更高的電流（2.16mA）給電磁線圈,。
此時(shí)，閥芯將移至平行位工作,。這個(gè)位置通常稱作“A”位,。電流升高，導(dǎo)致閥芯移動(dòng),，直至LVDT反饋-6V的電壓信號,。閥芯將停止移動(dòng)并保持。油液經(jīng)過閥芯并進(jìn)入液壓缸的無桿腔,。
液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度取決于閥芯的移動(dòng)量,。在這個(gè)例子中，如果閥大流量是38L/min，當(dāng)指令電壓為6V時(shí),，則大約有23L/min的油液流經(jīng)閥芯,。
當(dāng)液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移傳感器發(fā)送一個(gè)模擬的或者數(shù)字的反饋信號至PLC,。例如,，如果每運(yùn)動(dòng)0.0254mm發(fā)送一個(gè)數(shù)字脈沖至PLC，活塞桿運(yùn)動(dòng)直至得到12000個(gè)的脈沖反饋,，表明運(yùn)動(dòng)了305mm,。指令電壓接著降為零，比例閥閥芯再次運(yùn)動(dòng)至“電氣關(guān)閉”位置,。液壓缸保持位置,，直至改變指令移動(dòng)至新的位置之前。
系統(tǒng)故障診斷
如果使用一個(gè)外置放大器（圖6）,，面板上的燈可顯示系統(tǒng)中的故障,。當(dāng)供電接通并且使能信號起作用時(shí)，燈“on”將會(huì)變綠閃爍,。使能電壓范圍大約在8.5-40V之間,，但是10V比較常見。
如果燈不閃爍,，則需要檢查放大器上的使能和供電電壓的接線,。如果使能信號輸入電壓沒有，則應(yīng)從PLC端檢查接線和輸出信號,。
如果供電降到21V一下,，燈“UB”將變成紅燈。這通常意味著供電電壓接線有故障,。當(dāng)供電正常時(shí)（圖7）,，放大器上將顯示24V
放大器面板底部的黃燈用以顯示LVDT故障或其連接電纜有問題。簡單的判定到底是哪一個(gè)故障的辦法就是,，拆掉現(xiàn)有閥體的LVDT電纜連接器,，把其插入新閥。
如果黃燈熄滅,，則舊閥上的LVDT必定有故障,，此時(shí)需要更換為新閥了。如果當(dāng)插入新閥時(shí),，還是顯示黃燈,，則問題就應(yīng)該出現(xiàn)在電纜或插頭。需要檢查電纜的連續(xù)性（完整性）,。如果當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí),，燈閃爍,，這通常表明電纜松動(dòng)了。
放大器前面板具有調(diào)零裝置,。當(dāng)放大器指令信號為零時(shí),，液壓缸依然還會(huì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)就需要調(diào)零,。如果負(fù)載在運(yùn)動(dòng),，閥芯并不在“關(guān)閉”位置，這通常是由于LVDT超出位置所致,。旋轉(zhuǎn)跳零裝置,，直至線性定位器停止漂移或振動(dòng)。
如果速度控制或者定位精度出現(xiàn)了問題,，則應(yīng)該檢查放大器上指令信號和LVDT信號的接線,。如果這些都沒有問題，問題有可能就是出現(xiàn)在液壓系統(tǒng)或位移傳感器,。
帶集成電子放大器的閥
目前的趨勢是把放大器集成安裝在比例閥上面,。這通常被叫做On Board Eletronic（OBE）。閥的工作原理與外置放大器一樣,。常用的OBE采用7針連接器,。供電輸入在針腳“A”和“B”。
進(jìn)入放大器的指令電壓經(jīng)過針腳“D”和“E”,。為了確認(rèn)這些電壓,，可以采用比例閥測試儀，通過把紅色和黑色的接頭插入適當(dāng)?shù)奈恢?。為了?yàn)證供電電壓,，紅色接至針腳“A”，黑色至針腳“B”,。
為了從PLC檢查指令電壓,，針腳“D”插入的是紅色，針腳“E”插入的是黑色,。取決于來自PLC的信號，指令電壓應(yīng)該在0-10V之間,。
測試盒可以用于驗(yàn)證閥是否正常工作,。來自PLC的電纜插入測試盒，測試盒的電纜接入比例閥,。
當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)工作,，供電電壓，指令電壓和LVDT電壓都應(yīng)該會(huì)顯示出來,。通過把“Command Select”切換至內(nèi)部控制,，也可以通過測試盒來驅(qū)動(dòng)閥的工作,。通過“Drive”調(diào)節(jié)旋鈕，就可以控制閥了,。
如果線性定位器有漂移,，LVDT就有可能不會(huì)在正確的位置。為了對閥調(diào)零,，就需要拆除LVDT保護(hù)蓋,。LVDT對中的調(diào)整需要慢慢的細(xì)調(diào)，直至漂移停止,。
油液清潔度
比例閥閥芯和閥體之間具有非常高的公差要求,。公差范圍典型的在3-8μm之間。必要的是,，制造商生產(chǎn)的閥必須滿足油液進(jìn)入的要求,。ISO4406定義了特定閥的油液清潔度要求。
因此有必要采用3μm的過濾器,，β值達(dá)到75或者更高,。油液樣品需要定期檢查，確保系統(tǒng)滿足要求,。更高的ISO 4406代碼意味著過濾器更換頻率不夠,，過濾精度太低，β值低或者需要增加額外的過濾裝置到系統(tǒng)中來,。
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