液压数字控制器(HNC)在液压同步系统中应用

　　引言

　　高载荷、大功率、长行程的系统通常要求使用多个执行机构来完成它的功能和动作，如水库闸门的提升、大型集装箱的升降和一些大型压机、试验机等等。在这样的 大负载系统中，解决多个执行机构的液压系统同步问题，保证工程建设的安全性和可靠性成为关键性的技术。在矿山、冶金、建筑和水利等领域中，液压同步系统己 经实现了轧机同步运动、大型屋架整体提升以及多闸门同步放落提升等技术应用。近十年，随电子和计算机技术的高速发展，基于计算机控制的智能液压同步系统也 取得了较大的发展，能够根据一些不同的工作状态和不同的参数要求，实现自动补偿和控制策略的优化选择。但它们在应用中没有模块化，所用的控制算法和编程语 言多样化，对于液压工程技术人员来说，系统调试复杂，维护性和移植性差。而HNC的出现恰恰可以很好的简化系统设计和调试的复杂度、参数化、模块化、算法 简单好用，易于工程技术人员接受、掌握和调试。本文结合HNC在位置同步系统中的应用，就液压同步伺服系统的设计调试和试验分析做一初步总结，试验结果表 明:HNC和比例阀组成的伺服系统能够有效的提高系统的控制精度和减少同步误差，效果非常好。

　　1常用液压同步系统比较分析和电液比例闭环控制技术概要

　　常用的液压同步有速度同步和位置同步两类:速度同步是指各执行元件的运动速度相等;而位置同步是指各执行元件在运动中或停n时都保持相同的位移量。涉及液 压同步精度的控制方式有:容积控制、流量控制和伺服控制。伺服控制的同步精度最高，流量控制的同步精度次之。由于伺服控制的同步液压回路所涉及的液压元件 较精密、复杂，抗环境干扰能力弱，成本高。近年来，电液比例控制阀(简称比例阀)应用有了很大的推广并取代了一大部分电液伺服控制系统。比例阀是一种廉价 的、抗污染性较好的电液控制阀，是在传统液压阀的基础上发展起来的，它按输入电信号指令连续地成比例的控制压力、流量等参数，是介于普通液压阀和伺服阀之 间的控制阀。HNC的出现及应用，可以有效提高比例阀液压系统的控制精度和动态响应，使其性能达到伺服阀的水平。而比例阀系统具有抗污染强、工作可靠、无 零漂、价廉和节能等优点又得以保持。本文所介绍的位置同步系统，就是一种典型的比例阀闭环控制系统，HNC在系统中充当系统的大脑，代替PC控制器。

　　2 HNC控制系统和基于PC的控制系统的比较

　　本控制系统用的HNC为Rexroth公司的HNC100- 2X型，它是数字式液压轴控制器，是一个对液压缸进行闭环控制的可编程NC控制器，它满足对液压轴闭环控制的特殊指令形式而且还提供电气驱动选项。实际上 可以把HNC理解为模块化的单片机系统，它的编程语言和编程环境(WIN PED)很简单，而且闭环控制参数在WIN PED内部己经做好了，我们只需把系统参数放在程序的相应位置就可以了，并不需要去设定PID参数，系统会自动整定。若系统整定的参数试验效果不理想，调 试过程中可根据实际情况调整PID参数。HNC集数字量输入/输出接口、模拟量输入/输出接口于一体，带有串口用于和计算机通讯，并有现场总线接口用于 HNC至上位控制器的通信。HNC即可以用作控制器直接控制液压伺服系统也可用作终端驱动器接收上位控制器的指令输出。在本项目中HNC用作电液系统的控 制器。