閥技術(shù)--比例技術(shù)的新觀念

近年來，比例閥和伺服閥的市場呈現(xiàn)出多向性的發(fā)展趨勢。在這一過程中，許許多多的基礎(chǔ)問題不斷涌現(xiàn)。比如，是使用內(nèi)置控制器還是使用外置控制器 ；采用模擬技術(shù)或是數(shù)字技術(shù)；有沒有現(xiàn)場總線的功能；應用先導或直動式控制；需不需要帶反饋功能等等，而客戶在面對這些問題時經(jīng)常感覺十分的無助。另外，從產(chǎn)品的可靠性角度考慮，當一種閥包含過多且復雜的功能時，它將會變得過于敏感和嬌貴。我們認為，服務的宗旨該是：“盡其所需！”而不是“盡吾所能！”

與市場緊密結(jié)合的產(chǎn)品與技術(shù)

哪種閥適合哪個市場？其實，對絕大部分客戶而言，使用常規(guī)比例閥就可以滿足他們的要求。常規(guī)比例閥既適合一般的開環(huán)系統(tǒng)（如手柄控制），也適用于具有普通控制精度（0.02mm）中低動態(tài)響應要求的位置控制系統(tǒng)。

有些系統(tǒng)要求有特別高頻響特性，負載大范圍變化，而且對控制精度要求*的閉環(huán)系統(tǒng)才有必要選用高頻響的伺服閥。實際上，只有試驗設(shè)備，模擬器或是機床進給裝置等工況才有類似的需求。

由于普通比例閥在可靠性，價格和對油液的清潔度要求等方面比伺服閥有較大的優(yōu)勢，而且，其性能可以滿足95%以上的應用場合，這使其成為絕大部分用戶的*選擇。因此，比例換向閥在一般的位置控制系統(tǒng)中得以廣泛應用。另外，常規(guī)的比例壓力閥和比例流量閥也被頻繁地應用于開環(huán)或閉環(huán)的壓力和流量控制系統(tǒng)之中。

內(nèi)置控制器與外置控制器

近年來，控制器的結(jié)構(gòu)形式顯現(xiàn)出由外置式轉(zhuǎn)向內(nèi)置式的明顯發(fā)展趨勢。這是由于內(nèi)置放大器比外置放大器有著顯著的優(yōu)勢。

◆ 在機械和電控安裝過程中可以降低工作量和節(jié)省費用。
◆ 控制器與閥實現(xiàn)*化匹配。對于外置式的控制器，通常采用標準化解決方案，一種放大器可以適配多種比例閥。因此，在比例閥與控制器的選配上需要相互妥協(xié)。
◆ 控制器和比例閥在出廠前進行調(diào)整設(shè)定，能根據(jù)客戶要求進行批量的客戶化產(chǎn)品設(shè)置。
◆ 在物流方面，備件和庫存的安排更加簡單，因為，只需管理一種產(chǎn)品。
◆ 易于維修 ：更換損壞的閥后，無須進行額外的調(diào)試，這也是這種比例閥zui大的特點，這一特點特別適合發(fā)展中的國家和地區(qū)的使用。
◆ 電氣接線更加簡單，從而減小了安裝空間。

綜上所述，外置式放大器可能只適用于一些特定的環(huán)境使用，如特殊的溫度和特殊介質(zhì)，或系統(tǒng)有極特殊的要求。

數(shù)字控制器和模擬控制器

目前，絕大多內(nèi)置放大器都是模擬式的，參數(shù)設(shè)定需要使用電位計，而設(shè)定的結(jié)果不易被復制到其它的閥上，對其它閥的相同設(shè)定要進行手動重復調(diào)整。出廠的參數(shù)設(shè)定被客戶改變后不易被恢復。

此外，電位計的可靠性也是模擬控制器的潛在問題。在調(diào)整時，旋轉(zhuǎn)超過機械定位的范圍，可能會損毀電位計，還有頻繁的調(diào)整也可能會對電位計造成磨損。而且，非專業(yè)人員也很難對故障進行排查。

數(shù)字控制器可以避免所有上述弊端。參數(shù)可重復設(shè)定，工作參數(shù)還可被記憶儲存，參數(shù)設(shè)置通過PC或總線完成，避免了活動部件的磨損，出于安全考慮，對敏感或關(guān)鍵的參數(shù)還可實行密碼保護，所有的調(diào)整能被自動記錄在記錄文件中。此外，數(shù)字控制器可以根據(jù)客戶的特殊要求，通過軟件的更新，在為用戶提供特殊控制功能時，不會產(chǎn)生過多的設(shè)計和更新費用。

例如對特性曲線的調(diào)整，滯環(huán)的補償以及設(shè)定固定的運動模式等。

內(nèi)置式數(shù)字控制器盡管有這么多的優(yōu)勢和特點，而它僅僅成為市場產(chǎn)品的發(fā)展主流趨勢。原因非常簡單：現(xiàn)有的產(chǎn)品都選用運能非常強大的（昂貴的）處理器和DSP,因為它們是為高頻響而設(shè)計的，并且能為閉環(huán)的閥芯控制提供計算能力。

對于市場的低端產(chǎn)品而言，數(shù)字式的產(chǎn)品實際上還是未知的。

按照前面闡述的觀點，新一代的產(chǎn)品必須適合目前的市場需求，低成本，并且比例閥的性能要非常可靠，主要的應用問題可以得以解決：

◆ 簡單，耐用，比例技術(shù)不含內(nèi)置反饋
◆ 內(nèi)置式控制器
◆ 結(jié)構(gòu)緊湊
◆ 數(shù)字控制器模式
◆ 實現(xiàn)壓力閥和流量閥的插裝式結(jié)構(gòu)

這些要求在瑞士萬福樂公司開發(fā)的新產(chǎn)品上得以全部實現(xiàn)。

這種新產(chǎn)品名為：數(shù)字智能閥DSVDigital Smart Valve。

圖片中是兩種結(jié)構(gòu)的DSV產(chǎn)品 ：一個兩位四通板式比例換向閥，和一個螺紋插裝式比例節(jié)流閥。

這一概念的基本設(shè)計樣式，是將控制器做成模塊形式，把它直接安裝在標準的電磁鐵上。理論上，這將可以生產(chǎn)所有系列帶內(nèi)置控制器的比例閥。也表明，他們不僅可以提供板式結(jié)構(gòu)比例閥，也可以提供各種系列的插裝閥。各類閥的特性適配*依賴軟件來實現(xiàn)。這種模塊式的概念不僅可以提供標準的系列產(chǎn)品，還可以為特殊用戶快速地提供特殊的解決方案。
控制器的核心由一個曾應用于汽車行業(yè)的16-bit微處理器組成，通過內(nèi)置的10-bit的A/D轉(zhuǎn)換讀取設(shè)定點的信號值及標定值，并將其實時轉(zhuǎn)換為對應點的設(shè)定電流。實際的電磁電流也通過一個A/D轉(zhuǎn)換進行測量。設(shè)定值和實際值進行比較和數(shù)字運算后，由PWM驅(qū)動器輸出驅(qū)動電磁鐵,電磁電流的信號周期<1ms。
另外，控制器還包含開關(guān)量輸入/輸出功能（用于可控和故障顯示）。

由于這種閥在出廠前已進行過出廠設(shè)置，所以客戶在使用時可以不做任何調(diào)整。只有當系統(tǒng)有了特殊要求時，如需要改變斜坡時間或是在樣機安裝調(diào)試過程中，才需要對個別參數(shù)做些調(diào)整。 參數(shù)調(diào)整是利用RS232串口與蓋板下的通訊口進行通訊而實現(xiàn)，因此，幾乎所有的商用PC都可以在Windows界面下，運行簡便的參數(shù)設(shè)定軟件PASO實現(xiàn)這一功能。
這一軟件除了可以輕易的對所有參數(shù)進行調(diào)整，它還包含著強大的診斷和調(diào)試工具。設(shè)定值，實際值，電磁電流，開關(guān)量輸入輸出狀態(tài)等參數(shù)都可被顯示。另外，還可以利用這一軟件直接驅(qū)動比例電磁鐵。例如，在試車過程中，PLC沒有上電，但需要測試油缸的動作，我們就可以利用軟件提供的這一功能來實現(xiàn)。
為實現(xiàn)內(nèi)置控制器系列化應用，在控制器開發(fā)過程中，設(shè)計者對它的安裝尺寸進行了特別考慮。所以，這種控制器外形尺寸只相當于現(xiàn)有同類產(chǎn)品一半。在實際應用中，如工程機械或是便攜式液壓單元等行業(yè)對液壓閥的安裝尺寸要求越來越高，大體積的控制器已經(jīng)成為使用帶內(nèi)置式控制器的比例閥的一大障礙。

比例閥的主要作用是用來實現(xiàn)常規(guī)的比例控制功能。新一代常規(guī)比例閥應該能配置內(nèi)置式數(shù)字控制器。除了板式比例換向閥，插裝式比例壓力閥和流量閥也應具有相同的配置。應能利用數(shù)字式控制器特點，靈活地實現(xiàn)比例閥的功能擴展，從而為客戶的特殊要求提供的解決方案。

的靈活性和功能特性是新一代產(chǎn)品的一大亮點，它可以根據(jù)用戶的特殊要求，對系統(tǒng)功能進行適配和擴展。結(jié)合CANbus的功能，可以幫助用戶掌握開放系統(tǒng)的功能。

這種新型的“*”的比例閥在安裝使用過程中，為客戶提供真正意義的“即插即用”功能。 end