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某钢铁厂新建一条铁矿粉烧结生产线，料仓落料阀门采用电液比例闭环控制。阀门横向跨度为2500mm，开口量为l60mm。两控制缸呈倒置状态，分别置于阀门两侧。控制缸活塞杆伸出时，阀门开口减小；活塞杆退回时，阀门开口变大。控制要求为：在阀门2500mm的跨度、液压缸活塞杆l60mm行程范围内，两控制缸活塞杆任一位置的定位偏差控制在±1mm以内，同步偏差控制在±2mm以内。

1．液压控制系统

如图46 (a)所示，在液压控制系统中，两控制缸规格为：活塞Ф100mm，活塞杆Ф56mm，有效行程160mm，zui高压力25MPa。控制缸活塞杆内分别内置MTS LDM-SOD600M0250IAO位移传感器，用于检测活塞杆位移。控制缸按伺服缸的标准设计制造，低摩擦系数，液压缸空载起动压力低于0.05MPa，有动态响应快的特点。

液压控制系统有两台液压泵电动机组，工作制度要求，起动1台，备用l台。液压泵为A10VS018DR恒压变量泵，电动机5.5 kW，1000r/min。液压控制阀组，配有两只4WRE6 Q2比例方向阀，分别驱动两只控制液压缸。1只4WMM6 J手动换向阀作应急之用。

2．调试中出现的现象及原因

原拟定的控制思路为：分别给两控制缸活塞杆设定相同的位移指令值，两只比例方向阀分别驱动两只控制液压缸。用两只比例方向阀的流量值来保证两液压缸活塞杆的同步，各控制缸活塞杆内的位移传感器，分别检测各自活塞杆的实际位移值。控制过程中，活塞杆的实际位移值与设定的位移值比较，根据各自比较值的正负，决定相应比例阀的切换方向，实现位移偏差的校正，此为一动态过程。

初期调试时，给定控制液压缸活塞杆某一位移指令值，发现两控制液压缸活塞杆各自在给定值附近做较大幅度的往复运动，不能稳定，料仓落料阀门整体上处于扭动状态。控制不能实现预期目标，用手动换向阀来操作，调整调速阀的开口量大小，在开口较小的范围内，即开口量的30%时，两控制缸活塞杆伸出、退回同步、定位偏差均在控制要求范围内。在方向阀的开口较大，即大于总开口量的30%时，两液压缸活塞杆同步、定位偏差较大，达不到控制精度要求。

根据调试过程中出现的现象，结合液压控制系统自身的特点，认为原因在于比例流量阀的工作特性及两控制液压缸使用的环境条件上。

比例方向阀的工作特性曲线如图47所示，可以看出，4WRE6Q2比例方向阀中位机能的遮盖区比较大。现场控制中，比例流量阀实现A、T口导通时，控制缸活塞杆伸出。但只有当给定控制信号大于2.5V时，A口才开始导通，而此时T口已经达到总开口量的40%；P→B、A→T口导通时，控制缸活塞杆退回。但只有给定信号小于-5 7v时，B口始导通，而此时，T口已经达到总开口量的55%。分析控制液压缸现场安装状态，发现阀门自身和物料的质量，对控制缸活塞杆有向下的拽拉作用，当比例流量阀实现P→A、B→T口切换时，控制液压缸活塞腔进油，活塞杆腔排油，控制缸活塞杆伸出失速，比例方向阀的同步控制功能失效，这是问题的症结所在。

3．改进措施及效果

如图46 (b)所示，在两控制缸有杆腔回路上，各自串联一只顺序阀，此种顺序阀实际上是由一只通径6mm的直动式溢流阀和开启压力为0.05MPa、Ф6mm规格的单向阀并联、组合而成。用直动式溢流阀设定的回油阻力平衡掉阀门和物料的质量，排除外在干扰。

改进后的液压控制系统再调试时，两控制缸活塞杆位移的同步偏差能够控制在±1mm以内，定位偏差在2mm以内，达到控制要求。该液压控制系统投产后运行平稳。

在电液比例闭环控制中，液压缸活塞杆位移的实际值与设定值相比较，一般偏差较小。比例方向阀只需在中位机能附近作细微的切换，即能实现位移控制上的纠偏要求。要实现这种控制，要求比例流量阀中位机能的遮盖区尽可能小，*状态是零遮盖，而4WRE6Q2比例方向阀的中位机能遮盖区比较大，显然，原拟定的控制思路不能实现控制要求。

改造后的液压控制系统之所以定位精度较高，是利用4WRE6 Q2比例方向阀的流量控制功能，及控制缸低空载起动力特性，用同步精度保证定位精度。控制缸活塞杆伸出时，平衡阀平衡掉阀门和物料质量的干扰；退回时，阀门和物料的质量成为负载，液压系统中油液流动阻力，液压缸自身的摩擦力相对于负载而言非常小，用比例方向阀4WRE6 Q2不同流量值的设定，完够实现两控制缸活塞杆位移同步的精度控制。

4．小结

改造后的液压控制原理，实质上改变了控制思路。由于顺序阀和液控单向阀的双重保持作用，使阀门开口量的定位精度保持非常稳定，不受物料偏载影响。用顺序阀平衡掉阀门和物料质量的干扰，而不用单向节流阀来控制液压缸活塞杆伸出时的速度，两液压缸活塞杆同步效果更佳。