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风丘科技为您提供工程机械比例阀电流采集方案

风丘科技为您提供工程机械比例阀电流采集方案

2021/10/9 16:50:40

自从国家一带一路和新基建计划的实施,工程机械的需求量也迅速增加。而关于工程机械,比例阀的控制问题是不容忽视的。比例阀是一种新型的液压控制装置。在普通压力阀、流量阀和方向阀上,用比例电磁铁替代原有的控制部分,按输入的电气信号连续地、按比例地对油流的压力、流量或方向进行远距离控制。


— 面临的问题 —

普通分流计是根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生压差的原理制成,只能简单的测直流电。而工程机械比例阀的是PWM电流信号,需要通过特殊的方法进行滤波。普通的测量电流的方法就很明显不适用了,所以如何测比例阀的电流就值得我们深思。

— 工程机械比例阀电流的测量方法 —

| 简介

电液比例阀是近年来出现的控制元件,它是将输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统中的流量、压力和方向的控制阀,是介于普通阀和伺服阀之间的一种液压控制元件。电液比例阀与普通液压阀比较,有如下特点:

  • 能够较容易地实现远距离或程序控制

  • 能连续地、按比例地控制剪板机液压系统的压力和流量,对执行元件实现位置、速度和力的控制,并能减少压力变换时的液压冲去

  • 减少了系统中液压元件的数量,简化了油路

  • 比例阀一般都具有压力补偿性能,所以它的输出压力和流量可以不受负载变化的影响

在一般工程技术只需对力、位移、速度等参量进行控制,对动态性能要求不高,所以电液比例阀能满足要求,因此已被广泛采用。

电液比例控制的核心是控制电流。模拟式控制功率输出级到比例阀线圈的电流是连续的,功率器件功耗大,需加装散热装置。而PWM控制功率输出级为开关型结构,功耗小;PWM信号中包含了同频率的脉动量,无需另加颤振信号,抗干扰和抗污染能力强,滞后时间短,重复精度高;并且由于采用数控,与计算机连接方便,可实现程序控制。

| 方法

我们的方案是利用比例阀分流计测量阀电流,并输出电压信号。模块内部带有PWM滤波,可以将PWM电流信号的波形转换成稳定的电压信号输出到模拟量模块,同时模拟量模块的剩下通道采集其他传感器信号,然后连接IPEhub2,并且利用IPEhub2采集工程机械车辆总线信号,再输出到PC端,也可以通过IPEmotion APP远程实时查看数据。

在工况恶劣,空间狭小的试验场景或工程机械领域,试验人员在试验环境中不但对自身安全没有保障,也会对试验过程造成影响,如高温高压测试,工程机械液压系统测试中,而IPEhub2与IPEmotion APP结合,既保障了试验人员的安全,也排除了对实验结果有影响的因素,是为此类试验制定的优质解决方案。

| 设备连接示意图

20210929-1.png

— 硬件支持 —

| 比例阀分流计

20210929-2.jpg

该模块用来测量电流,并输出电压信号。模块内部带有PWM滤波,可以将PWM电流信号的波形转换成稳定的电压信号输出。与IPE模块兼容性高。

性能:

  • 工作温度:-20℃~70℃

  • 电气隔离:未隔离

  • 静态供电电流:9-18V

  • 采样电阻:100mΩ

  • 采集电流范围:0-2A

  • 采样精度:≤1%

  • 输出信号:0-1V

| 模拟量采集模块

20210929-3.png

  • 支持模拟量测量

  • 4通道模拟量信号输入

  • 采样率可到2kHz,通道供电:0~15VDC

  • 测量范围:电压:±100mV~±100V,电流:0~±20mA

  • 测量精度:±0.13%(单极)±0.05%(双极)±0.3%(电流)

  • 硬件滤波:500Hz/250Hz

  • 防护等级:IP67

  • 相对湿度:5%~95%

  • 配置接口:CAN HS

  • 工作电压:9~36VDC

  • 工作温度:-40~125℃

| IPEhub2

20210929-4.jpg

  • 接口:2 CAN HS

  • 协议/报文:CAN traffic,CAN send

  • 数据存储mSATA最大支持128G

  • Ethernet接口:100Mbit

  • 远程功能:Wifi

  • 数据存储文件格式:HRD

  • 供电:9-36 VDC

  • 完全电气隔离

  • 防护等级:IP54

  • 工作温度:-40~85℃

| 软件支持

接通电源,通过无线或者WiFi检测到IPEhub2,检测到模拟量模块之后,通道一连接的为比例阀分流计,设置比例关系0-2A对应0-1V,传感器范围0-1V,需要给比例阀分流计进行供电。 

这样就可以同步测量和采集比例阀电流,以及其他传感器信号。

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王静
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