液壓傳動是以流體作為工作介質對能量進行傳動和控制的一種傳動形式。相對于電力拖動和機械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，結構緊湊，體積小，調速方便以及易于控制等優(yōu)點，目前液壓技術已滲透到很多領域，在民用工業(yè)、在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農林機械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內的一門完整的自動化技術現今，采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。如發(fā)達國家生產的95%的工程機械、90%的數控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動技術。

    當需要液壓控制執(zhí)行機構（油缸或液壓馬達）的速度、位置、以及力時，傳統(tǒng)的液壓控制方法為閥：動力源采用三相異步工頻電機驅動油泵對液壓進行供油提供固定的流量，液壓系統(tǒng)采用液壓調速閥或者比例伺服閥進行調節(jié)開口，調節(jié)到執(zhí)行機構的流量，從而調節(jié)執(zhí)行機構的工作速度，多余的油液的流量通過液壓溢流閥溢流或者變排量形式的液壓泵進行動力源流量調節(jié)以適應執(zhí)行機構變化，這種控制方法存在較大的能源浪費、浪費的能源轉化為熱量，導致液壓系統(tǒng)溫升增加，并且比例伺服閥對油液清潔度的要求較高，使用維護成本較高。

    直驅式容積控制(DDVC)電液伺服系統(tǒng)是近些年研究發(fā)展起來的一種新型的容積調速電液伺服系統(tǒng)，具有伺服電動機控制的靈活性和液壓大出力的雙重優(yōu)點，也叫無閥電液伺服系統(tǒng)，它直接用伺服電機驅動定量液壓泵，通過控制伺服電機的轉速，而達到改變定量液壓泵的輸出流量，從而實現對液壓缸的速度或位置的控制。這種新型的電液執(zhí)行器本質上屬容積調速，克服了節(jié)流型傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的缺陷，具有節(jié)能、抗污染能力強、緊湊、安裝連接簡便等顯著特點。交流伺服電動機在國內外經過多年的大量應用，在技術上已經成熟，價格也有所下降。它能可靠地實現變速、變向、限轉矩的伺服動作指令，通過外部壓力傳感器或者·的反饋，能夠精確調節(jié)液壓執(zhí)行機構的速度、力以及位置。與傳統(tǒng)的有閥伺服系統(tǒng)相比，伺服執(zhí)行裝置可以完全消除系統(tǒng)中存在的節(jié)流損失，實現去大出力，同時具有對油液污染敏感性低、噪聲低，無需輔助油源，可簡化泵的結構等優(yōu)點。因此具有良好的開發(fā)應用前景。

    隨著制造業(yè)技術的進步，國內對高精、高效、自動化機床，特別是數控機床的需求量越來越大，對液壓控制技術的要求也越來越高、不僅僅要求液壓系統(tǒng)有節(jié)能、環(huán)保的性能、同時也要求整套控制系統(tǒng)能夠有快速的響應，能夠解決液壓上面的精確的位置、壓力控制、以及多缸同步等問題。

技術方案介紹

    液壓系統(tǒng)在不同壓力以及油溫下液壓系統(tǒng)容積效率不一樣，因此沒有精確的傳動比，并且液壓油具有壓縮性，液壓系統(tǒng)有較大的慣量，因此在進行位置或者壓力全閉環(huán)控制時，需要控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)能夠快速的響應。

    并且PLC由于其掃描周期跟程序量有關、在響應要求較快的精確位置控制、力控制、多缸同步控制時很難達到系統(tǒng)要求，這種情況一般需要能夠快速響應的運動控制器。

    TRIO運動控制器作為一款功能強大的控制器，特別適合于液壓控制（圖1），其應用優(yōu)勢有：

圖1TRIO運動控制器

1、TRIO控制器模擬量閉環(huán)核心算法能夠將接收的SSI或者差分式位移信號和給伺服泵（伺服電機+油泵）輸出的模擬量（或者給比例閥輸出的模擬量）自動形成一個模擬量閉環(huán)，無需編寫閉環(huán)控制程序，只需簡單的設置PID等控制參數即可保證單缸閉環(huán)控制和多缸交叉耦合同步控制效果，除了常規(guī)的PID參數調節(jié)功能外，控制器還應支持摩擦補償、死區(qū)補償、前饋控制以及自適應控制等特別適合液壓控制的功能。

2、533MHzARM11處理器，64位高精度運動計算，伺服刷新周期125us。

    埃斯頓的電液伺服系統(tǒng)專用于液壓行業(yè)，為典型的直驅式容積控制系統(tǒng)，伺服電機直接驅動油泵進行轉速調節(jié)，通過接收外部的模擬量轉速以及壓力指令進行自動調節(jié)、具有流量以及壓力雙閉環(huán)效果，其轉速響應快、壓力閉環(huán)效果好。

TRIO結合埃斯頓電液伺服的應用

    在系統(tǒng)工藝較為復雜時，可以采用PLC和TRIO協(xié)調控制的方法，PLC負責邏輯工藝動作，TRIO負責運動控制（高精度或者同步控制），PLC與TRIO通過I/O交互或者MODBUS通訊。方案優(yōu)勢包括：

1.主系統(tǒng)邏輯工藝采用PLC容易實現，編程簡便、維護方便，編程量改動小。

2.TRIO用于高精度位置控制及雙缸同步控制，由位置傳感器采集實時位置信號并反饋給TRIO運動控制器，TRIO核心算法對伺服進行轉速控制以達到實時同步控制，編程也較簡單。

圖2典型的單缸或多缸控制圖

圖3兩缸同步控制

圖4典型的四缸同步控制圖

圖5四角調平應用

結語

    TRIO結合埃斯頓電液伺服通過迷你量閉環(huán)進行直驅式容積控制時，可以替代部分比例伺服閥，取得很好的效果，特別適合于液壓傳動的位置、壓力控制、多缸同步控制；直驅式容積控制的方法是結合了液壓傳動高功率密度、出力大的優(yōu)勢，同時也具有純電傳動系統(tǒng)節(jié)能控制、高精度高動態(tài)響應、節(jié)能易控的優(yōu)勢，其可達到如下性能：

1.適合于液壓機械系統(tǒng)單缸、多缸位置控制；以及單缸、多缸同步運動控制；

2.單油缸定位精度高達±0.02mm內，同步控制精度高達±0.05mm內；

3.相對比例伺服閥控制，節(jié)能、溫升低、油液清潔度要求較低，維護工作量較小。