自從一帶一路和新基建計(jì)劃的實(shí)施，工程機(jī)械的需求量也迅速增加。而關(guān)于工程機(jī)械，比例閥的控制問(wèn)題是不容忽視的。比例閥是一種新型的液壓控制裝置。在普通壓力閥、流量閥和方向閥上，用比例電磁鐵替代原有的控制部分，按輸入的電氣信號(hào)連續(xù)地、按比例地對(duì)油流的壓力、流量或方向進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。
一 面臨的問(wèn)題
普通分流計(jì)是根據(jù)直流電流通過(guò)電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生壓差的原理制成，只能簡(jiǎn)單的測(cè)直流電。而工程機(jī)械比例閥的是PWM電流信號(hào)，需要通過(guò)特殊的方法進(jìn)行濾波。普通的測(cè)量電流的方法就很明顯不適用了，所以如何測(cè)比例閥的電流就值得我們深思。
二 工程機(jī)械比例閥電流的測(cè)量方法
| 簡(jiǎn)介
電液比例閥是近年來(lái)出現(xiàn)的控制元件，它是將輸入的電信號(hào)連續(xù)地、按比例地控制液壓系統(tǒng)中的流量、壓力和方向的控制閥，是介于普通閥和伺服閥之間的一種液壓控制元件。電液比例閥與普通液壓閥比較，有如下特點(diǎn)：
● 能夠較容易地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離或程序控制
● 能連續(xù)地、按比例地控制剪板機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力和流量，對(duì)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)位置、速度和力的控制，并能減少壓力變換時(shí)的液壓沖去
● 減少了系統(tǒng)中液壓元件的數(shù)量，簡(jiǎn)化了油路
● 比例閥一般都具有壓力補(bǔ)償性能，所以它的輸出壓力和流量可以不受負(fù)載變化的影響
在一般工程技術(shù)只需對(duì)力、位移、速度等參量進(jìn)行控制，對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求不高，所以電液比例閥能滿足要求，因此已被廣泛采用。
電液比例控制的核心是控制電流。模擬式控制功率輸出級(jí)到比例閥線圈的電流是連續(xù)的，功率器件功耗大，需加裝散熱裝置。而PWM控制功率輸出級(jí)為開(kāi)關(guān)型結(jié)構(gòu)，功耗??；PWM信號(hào)中包含了同頻率的脈動(dòng)量，無(wú)需另加顫振信號(hào)，抗干擾和抗污染能力強(qiáng)，滯后時(shí)間短，重復(fù)精度高；并且由于采用數(shù)控，與計(jì)算機(jī)連接方便，可實(shí)現(xiàn)程序控制。
| 方法
我們的方案是利用比例閥分流計(jì)測(cè)量閥電流，并輸出電壓信號(hào)。模塊內(nèi)部帶有PWM濾波，可以將PWM電流信號(hào)的波形轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓信號(hào)輸出到模擬量模塊，同時(shí)模擬量模塊的剩下通道采集其他傳感器信號(hào)，然后連接IPEhub2，并且利用IPEhub2采集工程機(jī)械車輛總線信號(hào)，再輸出到PC端，也可以通過(guò)IPEmotion APP遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)。
在工況惡劣，空間狹小的試驗(yàn)場(chǎng)景或工程機(jī)械領(lǐng)域，試驗(yàn)人員在試驗(yàn)環(huán)境中不但對(duì)自身安全沒(méi)有保障，也會(huì)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程造成影響，如高溫高壓測(cè)試，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)測(cè)試中，而IPEhub2與IPEmotion APP結(jié)合，既保障了試驗(yàn)人員的安全，也排除了對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的因素，是為此類試驗(yàn)制定的優(yōu)質(zhì)解決方案。
| 設(shè)備連接示意圖
三 硬件支持
| 比例閥分流計(jì)
該模塊用來(lái)測(cè)量電流，并輸出電壓信號(hào)。模塊內(nèi)部帶有PWM濾波，可以將PWM電流信號(hào)的波形轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓信號(hào)輸出。與IPE模塊兼容性高。
性能：
● 工作溫度：-20℃~70℃
● 電氣隔離：未隔離
● 靜態(tài)供電電流：9-18V
● 采樣電阻：100mΩ
● 采集電流范圍：0-2A
● 采樣精度：≤1%
● 輸出信號(hào)：0-1V
| 模擬量采集模塊
● 支持模擬量測(cè)量
● 4通道模擬量信號(hào)輸入
● 采樣率可到2kHz，通道供電：0~15VDC
● 測(cè)量范圍：電壓：±100mV~±100V，電流：0~±20mA
● 測(cè)量精度：±0.13%(單極)±0.05%(雙極)±0.3%(電流)
● 硬件濾波：500Hz/250Hz
● 防護(hù)等級(jí)：IP67
● 相對(duì)濕度：5%~95%
● 配置接口：CAN HS
● 工作電壓：9~36VDC
● 工作溫度：-40~125℃
| IPEhub2
● 接口：2 CAN HS
● 協(xié)議/報(bào)文：CAN traffic，CAN send
● 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)mSATA支持的上限：128G
● Ethernet接口：100Mbit
● 遠(yuǎn)程功能：Wifi
● 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件格式：HRD
● 供電：9-36 VDC
● 完全電氣隔離
● 防護(hù)等級(jí)：IP54
● 工作溫度：-40~85℃
| 軟件支持
接通電源，通過(guò)無(wú)線或者WiFi檢測(cè)到IPEhub2，檢測(cè)到模擬量模塊之后，通道一連接的為比例閥分流計(jì)，設(shè)置比例關(guān)系0-2A對(duì)應(yīng)0-1V，傳感器范圍0-1V，需要給比例閥分流計(jì)進(jìn)行供電。
這樣就可以同步測(cè)量和采集比例閥電流，以及其他傳感器信號(hào)。
