比例阀及其系统的故障诊断

与同规格的伺服阀相比，比例阀的成本大约是其50%。然而，伺服阀依然应用在具有精密位置控制和速度控制的场合，诸如航空，航天和汽轮机等。

比例阀可用于流量和压力控制，但是大多数情况下还是作为方向控制阀。尽管比例方向阀的设计会因不同厂商而已，但它们基本上都是完成同样一种功能：控制液压缸或马达的方向和速度。通过使用反馈装置诸如线性位移传感器或者旋转编码器，执行器的位置可以被精确控制。

直动式比例方向阀

直动式方向阀用于流量大约至100L/min或更少的场合。两级阀，其集成了先导阀和主级阀，用于有更高流量要求的场合。

为了诊断比例阀和系统，你必须能够正确的解读液压系统原理图。图1，显示的是直动式比例方向阀。注意符号中的四个方框，它们代表阀芯能够移动的工作位置数量。当阀线圈没有供电时，弹簧推动阀芯至最左边。这就是所谓的“故障安全“位。在此条件下，通过阀的所有流量被阻止。

图1 直动式比例方向阀

电磁线圈的符号表示阀工作于连续可变的电信号。其通常是0-10V或某些情况下是4-20mA。阀上的符号“S/U”表示线性可变差动变压器（LVDT）,其用于指示阀芯的位置。从LVDT来的反馈通常是直流（DC）电压信号。在图2的剖面图中，可以看到比例阀中每个实际的组件。

图2 比例阀组件

阀能够工作，必须具有放大器并对其供电。典型的供电一般是24V，并接至放大器。指令电压来自PLC，其决定了阀芯的位置。“使能”信号来自PLC。在某些情况下，可以不用使能信号。

当供电接通而使能信号没有时，LVDT将反馈一个大约-12V的电压信号至放大器，提示阀芯处于“故障安全”位（图3）。一旦使能接通，电流信号即可输送至电磁铁线圈。

图3 阀芯处于“故障”位

电流在线圈中产生磁力，其驱动阀芯运动。当指令电压为零时，阀芯将继续移动，直至LVDT显示反馈电压为零。阀芯将被移动至“电气关闭”位置-中位（图4）。

图4 阀芯处于“电气关闭”位-中位

为了使线性位移传感器显示305mm的移动距离（图5），PLC需要一个指令信号。放大器把指令电压信号转换成电流信号，输送给电磁线圈。6V的指令电压输给放大器，放大器将产生一个更高的电流（2.16mA）给电磁线圈。

图5 线性位移传感器移动305mm