一种数字比例阀流量控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于数字比例阀控制技术领域，公开了一种数字比例阀流量控制系统包括数字比例阀、采集单元、阀控单元、传输单元和流量标定单元；采集单元获取数字比例阀工况参数并传输至阀控单元；阀控单元获取采集单元发送的数字比例阀工况参数，并通过传输单元发送至流量标定单元；流量标定单元根据数字比例阀工况参数获得标定流量，生成标定流量表；阀控单元再通过标定流量表中的标定流量与需求流量确定偏差流量，并根据偏差流量调整数字比例阀中主阀口的开度；标定流量表包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差、主阀口的开度和标定流量。本发明专利技术的数字比例阀流量控制系统直接以流量为参考调整数字比例阀的主阀芯位置，实现真正的流量控制。

【技术实现步骤摘要】
一种数字比例阀流量控制系统及方法
本专利技术属于数字比例阀控制
，具体涉及一种基于云端查表和在线标定技术的数字比例阀流量控制系统及方法。
技术介绍
现有的流量控制阀都是借助阀芯位置的反馈，通过调节阀口过流面积大小，从而获得近似一定的流量，但并未实现真正的流量控制。其中，在上述控制过程中直接将阀口的形状近似为理想的薄壁孔口型，但是在实际情况中阀口的形状是远远不能达到这种理想的薄壁孔口型。同时，在上述控制过程中直接将介质温度和负载的变化设定为常量，而忽略了由温度和负载的实时变化所引起的流量不稳定现象。比例阀作为液压控制系统中一种重要的控制元件，被广泛应用于负载位置、速度、力等的控制。在进行控制时，为了达到近似流量稳定的效果，往往在结构上增加流量补偿装置，即在节流阀上串联定差减压阀形成阀前补偿或者并联溢流阀形成阀后补偿，利用液压反馈的方式获得阀的前后压差，使阀的输出流量达到近似稳定。但是，这种设计方法不仅增大了比例阀的体积、增加了比例阀的制造成本以及比例阀的控制难度，而且该补偿结构也仅仅是考虑了负载变化对流量产生的影响，并没有解决由于油液温度变化所导致油液粘度和流量系数的变化，以及由于阀口形式不理想所引起的负载速度控制误差。因此，无论是现有的常规流量控制阀还是比例阀，都是通过对阀芯位置的控制来调整阀口开度，并未实现对流量的直接控制，即便是在比例阀中通过设置流量补偿装置降低负载变化对流量产生的影响，但是并没有解决介质温度以及阀口并非为完全理想形状而对流量产生的影响，无法真正达到对流量精准控制的效果。r>
技术实现思路
为了实现常规流量控制阀和比例阀进行真正的流量控制，本专利技术提出了一种基于云端查表和在线标定技术数字比例阀的流量控制系统及方法。其中数字比例阀的流量控制系统包括数字比例阀、采集单元、阀控单元、传输单元和流量标定单元；所述采集单元，用于获取数字比例阀工况参数并传输至所述阀控单元，其中数字比例阀工况参数包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差以及主阀口的开度；所述阀控单元，用于获取所述采集单元发送的数字比例阀工况参数，并将数字比例阀工况参数通过所述传输单元发送至所述流量标定单元，用于通过所述传输单元获取所述流量标定单元生成的标定流量表，根据所述标定流量表中的标定流量与需求流量确定偏差流量，并根据偏差流量调整数字比例阀中主阀口的开度；所述流量标定单元，用于获取所述阀控单元发送的数字比例阀工况参数，并根据数字比例阀工况参数进行流量检测和标定，生成标定流量表；所述标定流量表包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差、主阀口的开度和标定流量。优选的，所述流量标定单元采用无载油缸式动态流量计进行流量检测和标定。优选的，所述传输单元包括第一信号发送接收器、第二信号发送接收器和云服务器；其中，所述第一信号发送接收器与所述阀控单元连接，第二信号发送接收器与所述流量标定单元连接，所述第一信号发送接收器和所述第二信号发送接收器分别与所述云服务器连接，并通过所述云服务器进行数字比例阀工况参数和标定流量表的存储交换。优选的，所述数字比例阀采用先导式数字比例阀，包括先导控制级和主阀；所述先导控制级由两个常闭型高速开关电磁阀和两个常开型高速开关电磁阀组成，两个常闭型高速开关电磁阀的进油口均与压力油连通，两个常闭型高速开关电磁阀的出油口分别与主阀中主阀芯的左右两个控制油腔连通，两个常开型高速开关电磁阀的进油口分别与主阀中主阀芯的左右两个控制油腔连通，两个常开型高速开关电磁阀的出油口均与回油箱连通。进一步优选的，所述阀控单元包括控制器和功率放大器；所述控制器根据偏差流量确定偏差位移，并根据PID控制算法由功率放大器发出控制信号，以驱动所述先导控制级对主阀口的开度进行调整。优选的，所述采集单元利用LVDT位置传感器获取主阀芯的位置，进而确定主阀口的开度，并且所述阀控单元可以根据调整后主阀芯的位置与偏差位移之间的关系，再次调整数字比例阀中主阀口的开度。一种数字比例阀流量控制方法，采用上述所述的数字比例阀流量控制系统进行流量控制，具体包括以下步骤：步骤S1，获取数字比例阀工况参数，包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差以及主阀口的开度；步骤S2，根据步骤S1中获取的数字比例阀工况参数进行流量检测和标定，获得标定流量，并生成对应的标定流量表，所述标定流量表中包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差、主阀口的开度以及标定流量；步骤S3，根据标定流量和需求流量确定偏差流量，由偏差流量确定对应的偏差位移进行数字比例阀中主阀口的开度调整。优选的，所述步骤S2中生成的标定流量表通过云服务器进行存储和获取。优选的，所述步骤S2中采用无载油缸式动态流量计进行流量检测和标定，并获得相应的标定流量。优选的，在所述步骤S3中，根据偏差位移调整数字比例阀中主阀口开度的具体过程为：步骤S31，根据偏差位移调整数字比例阀中主阀芯的位置，获取调整后数字比例阀的主阀芯位置变化；步骤S32，根据调整后数字比例阀的主阀芯位置变化与偏差位移的关系，再次进行数字比例阀中主阀芯的位置调整；步骤S33，重复步骤S31和步骤S32，直至调整后数字比例阀的主阀芯位置变化与偏差位移保持一致。相较于现有常规流量控制阀和比例阀进行的流量控制，采用本专利技术的流量控制系统进行流量控制时，具有以下有益技术效果：1、在本专利技术中，根据需求流量对主阀芯位置调整后的数字比例阀进行相关工况参数获取，并进行相关工况参数传输至实验室环境中的流量标定单元中获得该相关工况参数对应的标定流量，进而根据标定流量与需求流量之间的流量偏差直接控制和完成主阀芯的位置调整。这样，通过以数字比例阀实时工况参数对应的标定流量为参考进行主阀芯位置的调整控制，就可以将实际会影响流量的介质温度、阀口形状等因素一并纳入考虑，实现真正的流量控制，避免了在现有技术中仅根据需求流量所对应理论阀芯位置与实际阀芯位置之间的关系进行调整过程中，由于忽略介质温度和阀口形状等因素对实际流量所产生的影响而导致最终调整后的实际流量与需求流量之间实质上仍然存在偏差的问题。2、在本专利技术中，通过利用无线传输和云服务器技术，不仅可以实现多个不同现场数字比例阀与实验室流量标定单元之间的实时在线标定处理，提高对多个不同现场数字比例阀进行流量控制的效率，而且利用云服务器对标定流量表的存储，可以形成云数据库进行大量流量标定数据的存储共享，从而根据相关参数可以直接对云服务器中存储的标定流量表进行查询快速获取对应的标定流量数据，进一步提高对现场数字比例阀的流量控制效率。附图说明图1为本实施例数字比例阀流量控制系统的结构示意图；图2为本实施例数字比例阀流量控制系统的连接示意图；图3为本实施例中标定流量表的示意图；图4为本实施例数字比例阀流量控制方法的流程示意图；图5为本实施例中调整数字比例阀中主阀口开度的流程示意图；图6本实施例数字比例阀流量控制方法的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字比例阀流量控制系统，其特征在于，包括数字比例阀、采集单元、阀控单元、传输单元和流量标定单元；/n所述采集单元，用于获取数字比例阀工况参数并传输至所述阀控单元，其中数字比例阀工况参数包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差以及主阀口的开度；/n所述阀控单元，用于获取所述采集单元发送的数字比例阀工况参数，并将数字比例阀工况参数通过所述传输单元发送至所述流量标定单元，用于通过所述传输单元获取所述流量标定单元生成的标定流量表，根据所述标定流量表中的标定流量与需求流量确定偏差流量，并根据偏差流量调整数字比例阀中主阀口的开度；/n所述流量标定单元，用于获取所述阀控单元发送的数字比例阀工况参数，并根据数字比例阀工况参数进行流量检测和标定，生成标定流量表；所述标定流量表包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差、主阀口的开度和标定流量。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字比例阀流量控制系统，其特征在于，包括数字比例阀、采集单元、阀控单元、传输单元和流量标定单元；
所述采集单元，用于获取数字比例阀工况参数并传输至所述阀控单元，其中数字比例阀工况参数包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差以及主阀口的开度；
所述阀控单元，用于获取所述采集单元发送的数字比例阀工况参数，并将数字比例阀工况参数通过所述传输单元发送至所述流量标定单元，用于通过所述传输单元获取所述流量标定单元生成的标定流量表，根据所述标定流量表中的标定流量与需求流量确定偏差流量，并根据偏差流量调整数字比例阀中主阀口的开度；
所述流量标定单元，用于获取所述阀控单元发送的数字比例阀工况参数，并根据数字比例阀工况参数进行流量检测和标定，生成标定流量表；所述标定流量表包括流过主阀口的介质温度、主阀口两侧的压力差、主阀口的开度和标定流量。


2.根据权利要求1所述的数字比例阀流量控制系统，其特征在于，所述流量标定单元采用无载油缸式动态流量计进行流量检测和标定。


3.根据权利要求1所述的数字比例阀流量控制系统，其特征在于，所述传输单元包括第一信号发送接收器、第二信号发送接收器和云服务器；其中，所述第一信号发送接收器与所述阀控单元连接，第二信号发送接收器与所述流量标定单元连接，所述第一信号发送接收器和所述第二信号发送接收器分别与所述云服务器连接，并通过所述云服务器进行数字比例阀工况参数和标定流量表的存储交换。


4.根据权利要求1所述的数字比例阀流量控制系统，其特征在于，所述数字比例阀采用先导式数字比例阀，包括先导控制级和主阀；所述先导控制级由两个常闭型高速开关电磁阀和两个常开型高速开关电磁阀组成，两个常闭型高速开关电磁阀的进油口均与压力油连通，两个常闭型高速开关电磁阀的出油口分别与主阀中主阀芯的左右两个控制油腔连通，两个常开型高速开关电磁阀的进油口分别与主阀中主阀芯的左右两个控制油腔连通，两个常开型高速开关电磁阀的出油口均与回油箱连通。


5.根据权利要求4所述的数字比例阀流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜娜，魏列江，冀宏，杨淑童，白彩盛，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62