В данной статье рассмотрим основные особенности управления электрогидравлических пропорциональных приводов с прямым управлением катушек. Они поставляются в двух вариантах, один из них - приводы с электрическим драйвером.
.png)
Рис. 1. Первый вариант привода с прямым управлением катушками.
На рис. 1 показан внешний вид и структурная схема привода золотника на основе двух редукционных клапанов с прямым управлением катушек. Собственно, это все, что установлено в корпусе привода. Это позволяет использовать уже отработанную конструкцию, и при этом, иметь прямое управление. Входной сигнал с помощью двух пропорциональных редукционных клапанов определяет уровень управляющего давления, которое перемещает главный золотник. Здесь нет контроля положения золотника от датчика, нет системы мониторинга неисправностей, а это означает, что любые силы, которые перекрывают силы управляющего золотника давления могут изменить положение золотника без сигнала ошибки, поэтому безопасность всей системы остается на усмотрение оператора (только визуальный контроль). Дифференциальные сигналы управления могут быть аналоговыми токовыми, которые превосходят ШИМ сигналы по надежности и энергетическим показателям. В случае построения системы на ШИМ сигналах предпочтительно устанавливать специализированный контроллер, который оснащен ШИМ выходами, например, фирмы IFM.
Его основные характеристики приводятся в Таблице 1.
.png)
Таблица 1.
.png)
Рис. 2. Два вида разъемов и схема подключения.
На рис. 2 приводится два типа разъемов, которые устанавливаются на приводы для PDV с аналоговым управлением и схемой подключения к катушкам.
Компания OMFB выпускает второй вариант электрогидравлического привода с прямым управлением, который позволяет применить редукционные пропорциональные клапаны с большим потоком и, соответственно, с более мощной катушкой.
Рис. 2. Второй вариант привода с прямым управлением катушками.
.
.png)
На рис.2 Показан второй вариант. Внешний вид и структурная схема привода золотника, на основе двух редукционных клапанов с прямым управлением катушек. Как показано на рисунке, корпус привода имеет вид, визуально отличающийся от первого варианта, но структурная схема у них одинаковая. Основные параметры привода второго варианта в Таблице 2.
.png)
Таблица 2.
Как видно из Таблицы 2, катушки во втором варианте имеют меньшую величину сопротивления обмотки, а значит, при тех же питающих напряжениях имеют более высокий уровень тока управления.
.png)
Рис. 3. Разъем и его схема подключения.
На рис. 3 Показан внешний вид штекерного разъема и схема подключения к катушкам. Для питания катушек и всех вариантов приводов с прямым управлением можно использовать трехпроводную схему подключения. При этом необходимо учитывать величину тока питания для применения провода с достаточным сечением. Все приводы с прямым управлением катушек обеспечивают:
‣ высокую точность управления золотником
‣ характеристики ЭМС соответствуют Директиве 2014/30/UE
‣ быстрое время реакции
‣ внешний ШИМ
‣ низкое энергопотребление
‣ прочную и надежную конструкцию
Эти варианты приводов с прямым управлением катушек рекомендуются к применению, где гистерезис и время реакции не важны, а приоритетом является несложное пропорциональное управление.
Как было сказано ранее, при прямом управлении катушками необходимо формировать 2 канала управление ШИМ. На основе дифференциальных сигналов управления, чтобы по возможности, характеристики управления потоком редукционных клапанов находились на линейной части характеристик. Ниже приводится пример, какая скважность должна быть на ШИМ выходе, когда один сигнал подается на катушку A (порт А), а другой сигнал на катушку B (порт В).
.png)
Рис. 14. Диаграммы работы ШИМ
Как показано на рис. 4, если необходимо, чтобы золотник находился в нейтральном положении, скважность ШИМ сигналов должна быть 50%. В остальных случаях, скважность сигнала порта А должна быть зеркальным отображением сигнала порта В. Несмотря на то, что речь идет об управлении без обратной связи по положению золотника и сигналы управления не маломощные, тем не менее, здесь есть положительные стороны. В системе управления фактически меньше компонентов, а значит возможно, создание простых, но надежных систем, где можно программным путем в контроллере вводит несколько иные законы управления распределителями. Это значит, что можно получить характеристики управления, недостижимые при применении электронных драйверов, которые, в ряде случаев, невозможно перенастраивать в процессе управления.
В заключении хочу добавить, что компания OMFB разработала и выпустила ATEX модули управления с электронным драйвером без обратной связи и с прямым управлением катушек привода. Они уже прошли тестирование в лаборатории TÜV CYPRUS Ltd – отчет оценки ATEX за номером 20 0206305 от 30.10.2020. И можно надеется, что процесс сертификации будет завершен и они будут доступны для всех заказчиков.
Автор: к.т.н. Воронежцев И.В.
Редактор: к.т.н. Артюшин Ю.В.
