一种伺服阀机械零位在线调零方法与流程

本发明涉及仪器仪表调试方法技术领域，尤其涉及一种无电位置反馈的两级伺服阀机械零位在线调零方法。

背景技术：

伺服阀一般应用压力控制系统的重要位置，是设备稳定运行、成品质量控制的关键影响环节。通常冷轧厂连退机组齐边纠偏、对中纠偏液压伺服控制系统采用一种无电位置反馈、外置放大器的双喷嘴挡板式伺服阀，机组运行期间个别纠偏控制回路频繁纠偏振动导致相应的伺服阀机械零位频繁偏移。

机组起停车期间极易导致带钢单向跑偏，自动给定偏置电气信号条件下会影响纠偏能力。一般伺服阀调零需在实验台上进行，需要专业的设备和仪器；同时无法正常工作的伺服阀必须替换下线，则整个系统也要较长时间的故障排查和停产维修，严重影响生产的顺利进行。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可快速判断、操作简单、易于实现、同时精度可接受的伺服阀机械零位在线调零方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现。

一种伺服阀机械零位在线调零方法，具体包括如下步骤：

1、启动测试回路，供油源并保证运行正常；

2、关闭伺服阀输入控制信号、液压缸空载状态下观察位移传感器反馈的液压缸缸杆移动方向，定义移动方向为a；

3、微调伺服阀机械零位调整螺栓，减小缸杆在方向a上的移动速度直至反馈速度接近于零；记录旋转零位调整螺栓的方向ra、所处位置la和缸杆移动速度va；

4、当液压缸运行至行程终点时，手动操作或给定控制信号到伺服阀，操作液压缸移动至行程中位；

5、继续沿着该方向调节伺服阀机械零位调整螺栓，直至缸杆出现反向移动，定义移动方向为b；

6、反向微调伺服阀机械零位调整螺栓，当缸杆移动速度vb降低至vb-va≤0.5va时，记录旋转零位调整螺栓的方向rb、所处位置la和缸杆移动速度vb；

7、再次调节伺服阀机械零位调整螺栓至位置la和位置lb的中间位；

8、手动操作或给定控制信号到伺服阀，操作液压缸移动一定距离，并定义为方向c，关闭伺服阀控制信号，记录缸杆移动速度vc；

9、手动操作或给定控制信号到伺服阀，操作液压缸反向移动一定距离，并定义为方向d，关闭伺服阀控制信号，记录缸杆移动速度vd；

10、调零结束判定条件：

伺服阀技术参数中，滞环记为hy％，分辨率记为th％；

测试回路在伺服阀输入额定信号的条件下，液压缸空载额定移动速度记为ve；

调零后伺服阀实测零偏百分比记为bi％，定义bi％＝|vc-vd|/2ve；

零偏调定要求精度记为be％；

1)、当速度vc＝vd＝0时，伺服阀机械零位在线调零过程结束,可认定伺服阀不存在零偏；

2)、当速度vc、vd方向相反，其中之一可为零时，若0≤bi≤th，伺服阀机械零位在线调零过程结束,可认定伺服阀不存在零偏；

3)、当速度vc、vd方向相反，其中之一可为零时，若th≤bi≤be，伺服阀机械零位在线调零过程结束,伺服阀存在零偏但在可接受精度范围内；

4)、当速度vc、vd方向相反，但bi＞be或者两速度方向相同时，根据缸杆最大移动速度的方向参考并重复步骤3或步骤6，微调伺服阀机械零位调整螺栓，并重复步骤8～10。

与现有方法相比，本发明的有益效果是：

可快速在线判断伺服阀是否存在零偏，并通过简单操作实现一定精度条件下的伺服阀机械零位在线调零。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中：①-压力油源②-油箱③-伺服阀④-液压缸⑤-位移传感器

具体实施方式

一种伺服阀机械零位在线调零方法，具体包括如下步骤：

1、启动测试回路，供油源并保证运行正常；

2、关闭伺服阀输入控制信号、液压缸空载状态下观察位移传感器反馈的液压缸缸杆移动方向，定义移动方向为a；

3、微调伺服阀机械零位调整螺栓，减小缸杆在方向a上的移动速度直至反馈速度接近于零；记录旋转零位调整螺栓的方向ra、所处位置la和缸杆移动速度va(以双出杆液压缸为例，其他类型需要根据液压缸结构尺寸计算为流速并统一使用流速判定，下同)；

4、当液压缸运行至行程终点时，手动操作或给定控制信号到伺服阀，操作液压缸移动至行程中位；

5、继续沿着该方向调节伺服阀机械零位调整螺栓，直至缸杆出现反向移动，定义移动方向为b；

6、反向微调伺服阀机械零位调整螺栓，当缸杆移动速度vb降低至vb-va≤0.5va时，记录旋转零位调整螺栓的方向rb、所处位置la和缸杆移动速度vb；

7、再次调节伺服阀机械零位调整螺栓至位置la和位置lb的中间位；

8、手动操作或给定控制信号到伺服阀，操作液压缸移动一定距离，并定义为方向c，关闭伺服阀控制信号，记录缸杆移动速度vc；

9、手动操作或给定控制信号到伺服阀，操作液压缸反向移动一定距离，并定义为方向d，关闭伺服阀控制信号，记录缸杆移动速度vd；

10、调零结束判定条件：

伺服阀技术参数中，滞环记为hy％，分辨率记为th％；

测试回路在伺服阀输入额定信号的条件下，液压缸空载额定移动速度记为ve；

调零后伺服阀实测零偏百分比记为bi％，定义bi％＝|vc-vd|/2ve；

零偏调定要求精度记为be％；

1)、当速度vc＝vd＝0时，伺服阀机械零位在线调零过程结束,可认定伺服阀不存在零偏；

2)、当速度vc、vd方向相反，其中之一可为零时，若0≤bi≤th，伺服阀机械零位在线调零过程结束,可认定伺服阀不存在零偏；

3)、当速度vc、vd方向相反，其中之一可为零时，若th≤bi≤be，伺服阀机械零位在线调零过程结束,伺服阀存在零偏但在可接受精度范围内；

4)、当速度vc、vd方向相反，但bi＞be或者两速度方向相同时，根据缸杆最大移动速度的方向参考并重复步骤3或步骤6，微调伺服阀机械零位调整螺栓，并重复步骤8～10。

实施例：

如图1所示，测试回路采用以下液压原件：

伺服阀：moogg761-3001，额定流量4l/min，滞环hy％＝3％，分辨率th％＝0.5％

液压缸：双出杆液压缸80/56-158，

位移传感器：mtsrhm0250md701s1g110,分辨率10μm

机械零位在线调零具体过程如下：

1、开启压力油源①，并确保供油压力p达到系统设计值，回油至回油箱②管路畅通；

2、拔掉伺服阀③插头，液压缸④空载状态下观察位移传感器⑤反馈的液压缸④缸杆移动方向(测试实例为向左移动)，并记为方向a；

缸杆移动速度测量方法：指定观察到位移传感器⑤反馈的缸杆位移变化量为30mm时，秒表所测量的时间t，缸杆移动速度即为v＝30/t。

3、微调伺服阀③机械零位调整螺栓(测试实例为逆时针旋转)，减小液压缸④在方向a上的移动速度(向左移动)；记录旋转零位调整螺栓的方向ra(逆时针)、所处位置la(测试实例使用英制内六角扳手，下同。扳手长端摆向左上方75°)和缸杆移动速度va＝1.339mm/s(移动30mm耗时22.4s)；

4、继续逆时针旋转调节伺服阀③机械零位调整螺栓，直至位移传感器⑤反馈液压缸④缸杆出现反向移动(测试实例为向右移动)，记录移动方向为b；

5、反向微调伺服阀③机械零位调整螺栓(测试实例为顺时针旋转)，减小液压缸④在方向b上的移动速度(向右移动)；多次测量缸杆移动30mm所用时间，当该方向缸杆移动|vb-va|≤0.5va时，记录旋转零位调整螺栓的方向rb(顺时针)、所处位置lb(扳手长端摆向右上方60°)和缸杆移动速度vb＝1.657mm/s(移动30mm耗时18.1s)；

6、再次调节伺服阀③机械零位调整螺栓至位置la和位置lb的中间位(扳手长端摆向右上方7.5°)后锁紧调整螺栓；

7、若液压缸④运行至行程终点时，插上伺服阀③插头，操作控制面板上的按钮来给定控制信号控制液压缸④缸杆移动至行程中位；

8、插上伺服阀③插头，操作按钮输入控制信号，控制液压缸④向左移动一段距离(5mm左右，并定义为方向c)，拔掉伺服阀③插头后记录缸杆移动方向(本次测试为向左移动)和速度vc1＝0.865mm/s(移动30mm耗时34.7s)；

9、再次插上伺服阀③插头，操作按钮输入控制信号，控制液压缸④向右移动一段距离(5mm左右，并定义为方向d)，拔掉伺服阀③插头，再次记录缸杆移动方向(本次测试为向右移动)和速度vd1＝0.448mm/s(移动30mm耗时66.9s)；

10、调零结果判定：

测试回路所用伺服阀额定流量4l/min，滞环hy％＝3％，分辨率th％＝0.5％，双出杆液压缸尺寸80/56-158。

液压缸空载额定移动速度ve＝4l/min/[3.14/4(80mm^2-56mm^2)]＝26mm/s。

调零后伺服阀实测零偏百分比bi1％＝|vc1-vd1|/2ve＝|0.865-0.448|/2/26＝0.8％；

(1)、当零偏调定要求精度be范围为be＞hy/2时，前述调零过程可简化至vc、vd速度方向相反即可；

(2)、当零偏调定要求精度be范围为bi1≤be≤hy/2时，本次调试满足调零结束判定条件(3)，可认定该伺服阀在线调零过程结束,伺服阀存在零偏但在可接受精度范围内；

(4)、当零偏调定要求精度be范围为be＜bi1时,本次调零未结束。

根据前述测试结果vc1＞vd1并且vc1方向向左，参考步骤3需要继续逆时针微调零位调整螺栓，然后再次重复步骤8～10。再次测试结果如下：缸杆向左移动vc2＝0.779mm/s(移动30mm耗时38.5s)，缸杆向右移动vd2＝0.498mm/s(移动30mm耗时60.3s)，调零后的伺服阀实测零偏百分比bi2％＝|vc2-vd2|/2ve＝|0.865-0.448|/2/26＝0.54％；

调零结果再次判定：

(5)、当零偏调定要求精度be范围为bi2≤be＜bi1时，例如be＝0.6％，本次调试满足调零结束判定条件(3)，可认定该伺服阀在线调零过程结束,伺服阀存在零偏但在可接受精度范围内；

(6)、当零偏调定要求精度be范围为th≤be＜bi2时，例如be＝0.5％，本次调零仍未结束，还需要继续进行上述调零步骤直至bi≤be；

(7)、当零偏调定要求精度be范围为be＜th时，例如be＝0.3％，本次调零仍未结束，还需要继续进行上述调零步骤并按照be＝th＝0.5％进行调零结果判定。

位移传感器分辨率和重复精度越高、记录缸杆移动的采样距离越长，在线调零精度越高。

本发明可快速在线判断伺服阀是否存在零偏，并通过简单操作实现一定精度条件下的伺服阀机械零位在线调零。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。