数字比例控制器及电液轴控制器

(1)数字技术在电液控制系统中的应用

数字技术对提高电液比例控制系统的性能和可靠性起到相当重要的作用，在电液比例控制系统中的应用范围已从最初的数字阀、数字比例控制器扩大到了整个系统。图1所示为数字技术在电液比例控制系统中的应用范围。在这个系统中，除了比例电磁铁的输入(控制器功率环节)仍采用模拟信号(电流)以外，电液轴控制器和数字比例控制器均采用数字技术实现，带有步进电机的数字阀和高速开关型数字阀也采用了数字控制技术，由此可见，整个电控系统已经完全数字化了

图1  数字技术在电液控制系统中的应用范围示意图

(2)数字比例控制的技术优势

1.提高产品性能，增强系统功能

采用软件代替部分复杂硬件，实现复杂的运算，简化系统结构，提高系统控制精度和稳定性。可采用智能控制理论形成先进的控制手段，使电液比例控制系统获得最优性能

2.产品通用性强

同一种规格的数字比例控制器或电液轴控制器，适用于控制功能相同、仅参数不同的比例元件或比例控制系统(可参见表 数字比例控制器中表1)。不同的比例元件或比例控制系统的参数设置，通过调整软件中的变量来完成。采用数字控制器的系统，元件的通用化程度高，系统的结构柔性好

3.参数调整和配置灵活、方便

普通模拟式比例控制器所具有的增益和零点调整、斜坡上升和下降过程时间调整的功能，数字比例控制器照样具备。此外，数字比例控制器还可对输出信号的频率、阶跃特性进行修正，以优化比例阀的控制特性

数字式比例控制器中的斜坡信号发生器除了可产生单独的等加速或等减速斜坡信号外，还可输出S形斜坡信号，如图2所示。S形斜坡信号的应用可使设备的运行更平稳

图2  数字比例控制器输出的S形信号

4.可精确备份用户的专用数据，以免调整好的参数丢失或被修改

这一功能对用户特别重要。对使用模拟式控制器的用户来说，控制器的参数最初是由设计和调试人员调整好的，但在往后的使用过程中，特别是当换上新的控制器或新的比例阀的时候，控制器的最佳工作状态往往需要维护人员重新进行调整，而这时模拟式控制器的技术参数便取决于调整人员的经验和技术水平

采用数字比例控制器后，调整好的技术参数保存在存储器(EPROM、EEPROM)中，当更换数字比例控制器时，只要将原来存储的参数重新调进新的控制器中即可，这就实现了系统参数的专家级管理

5.输出故障状态信号

数字比例控制器上的存储器保存最近的信号数据和状态数据，当出现故障时，故障状态输出端口输出错误信息，帮助诊断设备故障。用户也可以调出这些数据，分析故障原因

6.通信功能

编程器和数字比例控制器之间，多块数字比例控制器之间可通过通信接口完成数据交换

7.采用标准的数字量输入输出接口

便于与计算机、传感器等标准仪器、仪表直接连接，简化了系统的接口设计