流量控制回路功能分析要点
液压基础-常见液压回路介绍
常见液压回路介绍液压只有形成回路，才能发挥作用： 常见的液压回油有 1. 差动回路 2. 节流回路 3. 闭式容积回路 4. 多泵回路 5. 多缸回路 6. 闭式控制回路1， 差动回路：功能：在必要的时候提高有油缸伸出速度，使设备动作速度加快一般回路 差动回路 一般回路：u= q /A A 即速度(dm/min)=流量(L/min)/活塞截面积 (dm²) 1L=1dm ³p A = F /A A 即压力pA （N/㎡）=负载力（N ）/活塞截面积（m²） 1Pa=1N/㎡ 差动回路：两腔都有压力，实际作业面积只是活塞杆截面积 u= q /A C 流量不变、，速度加快p A = F /A C 负载力不变，负载压力提高2、节流回路功能：通过控制流量来控制油缸速度进口节流出口节流旁路节流2.1 进口节流通过调节进口节流口面积，控制进入油缸的流量，最终控制油缸速度；2-1-1 进口节流 2-1-2 能量消耗 2-1-3 进口节流（恒压）能量消耗：液压功率=压力×流量（压强每升高5Mpa，液压温度上升约3°）图2-1-2图2-1-3，进入油缸流量qA与压差开方成正比，为保持恒定压力，增加溢流阀，成本最低，但会产生新的能耗，多余流量从溢流阀流出qY=qP-qA 溢流阀作为恒压阀2-1-4 能量消耗图2-1-5 采用恒压泵 图2-1-6 采用流量调节阀为减少能量损耗，用恒压泵实时调节泵输出流量，使输出流量几乎全部进入油缸，如超出油缸所需，减小泵排量。
图2-1-5采用流量调节阀，通过调节节流孔大小，实时控制压差，控制进入油缸流量 2.2 出口节流通过调节出口节流面积，限制油液流出，有杆腔有压力，油缸速度降低；图2-2-1 图2-2-2油缸速度与有杆腔流量qB 成正比，qB 由PB 和A 就决定，所以调节节流孔大小可以调节速度。
图2-2-3 图2-2-4 图2-2-5 以上原理同进口节流相似使用单向节流阀的进口节流回路：由于两腔面积不同，同样的速度时，进出流量不同，所以不同程度的节流。
5负流量控制国产中型挖掘机主阀总成(川崎KMX15RA)结构原理分析
图6 未操作动臂动作时的保持阀的局部回路全剖示意图 此时，如图6所示，动臂1与动臂2阀芯（图中不可见）均处于初始位置，保 持阀的先导阀处于图示左侧（在此位置，通道Sa与通道Sb通过保持阀的先导阀相 沟通）。因此，保持阀主阀芯HV阀的弹簧腔承受因动臂结构件产生的动臂油缸无 杆腔的压力，该部分压力油从Ab1接口通过通道Sa，再经保持阀的先导阀，再通 过通道Sb而导通，所以将HV阀向右推压在阀ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ上呈现关闭状态。作为插装阀的HV 阀，其锥面密封可使渗漏抑制在极小的量，最终保证动臂不因主阀的泄漏造成明 显的掉缸。此过程即为“动臂保持”功能。 在作动臂提升动作时，该保持阀的先导阀仍处于图6所示初始位置，即通道S a与通道Sb通过保持阀的先导阀相沟通。主泵来油可直接打开HV阀（此时HV阀弹 簧腔油液实现内泄）而通过接口Ab1进入动臂油缸无杆腔。 在动作动臂下降动作时，操作手柄的先导油除可到达动臂1阀芯的XBb1口实 现主阀换向，还可到达保持阀的先导阀的PbL口。图7为动臂下降过程中保持阀局 部回路全剖示意图。PbL口的先导油会将保持阀的先导阀向图示右侧推动，从而 切断通道Sa与通道Sb，且此时通道Sb将与泄漏油道Dr4油道沟通。因此，HV阀的 弹簧腔通过通路Sb与通道Dr4节流回油箱。此时，由于动臂1阀芯的换向使得P2泵 油液进入动臂油缸有杆腔，动臂油缸无杆腔油液经过接口Ab1，打开HV阀后到达
P2 泵接口（P2侧） R2 主回油接口
斗杆保持阀（锁止阀）先导 PaL
接口
动臂保持阀（锁止阀）先导 PbL
接口
右行走马达（前进）主油接 Atr
口
右行走马达（后退）主油接 Btr
口
(Ao （选装件主油接口）
) (Bo （选装件主油接口）
液压与气动技术课程标准
“液压与气压传动技术”课程标准适用专业：机电一体化技术专业开设时间：第四学期一、课程性质《液压与气压传动》是机电类专业的一门重要的专业平台课程。
无论对学生的思维素质、创新能力、科学精神以及在工作中解决实际问题的能力的培养，还是对后续课程的学习，都具有十分重要的作用。
它是研究液压与气压传动作为一种基本的传动形式的理论基础和实际运用。
这门技术与其它传动形式有不可比拟的优势而应用广泛，以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段，对工程机械、铁路大型养路机械、机械制造、自动化、矿山机械等都有广泛的实际应用价值。
该课程实现了高职的培养目标，满足了机电类教育人才的要求，是专业教学必不可少的重要组成部分。
本课程建议主要采用任务教学法，实现理论与实践一体化的教学形式。
二、课程培养目标根据3年制高职电类专业教学计划的要求，本课程应该达到以下教学目标：三、教材和参考资源1．教材《液压与气压传动》张勤主编高等教育出版社2009.22．参考书«液压与气动技术»（肖珑主编）西安电子科技大学出版社2007.1«液压与气压传动»（唐建生主编）中国人民大学出版社2008.2«液压与气动传动»（张群生主编）北京：机械工业出版社2003.7«液压与气动»（陆全龙刘明皓主编）北京：科学出版社2005.8«液压与气动技术学习及训练指南»（何法明主编）北京：高等教育出版社2003.83．相关学术期刊和报纸期刊有：《液压与气动》、《液压气动与密封》、《流体传动与控制》、《机床与液压》、《流体机械》、《润滑与密封》4．相关专业网站中国液压网：/中国液压气动密封件工业协会：/中国液压气动网：/四、课程内容和学时分配根据教学内容培养的学生除能具备生产一线必需的岗位能力外，还能顺利进入后续课程五、教师要求承担《液压与气压传动技术》课程的教师，应具有“双师素质”，既有工科机电相关专业的背景，有着工程实践经历或经过企业实践锻炼和接受过专业进修培训，具有较扎实的理论基础知识和较强的实践动手能力。
液压与气动课程标准
《液压与气动》课程标准学时数：64学时______________ 课程性质：专业基础课_______ 适用专业：机电技术应用一一、课程性质和课程设计1.1课程定位与作用课程的定位：《液压与气动》课程是机电一体化技术专业的专业必修课程课程的作用：1.1.1课程地位本课程是机电一体化专业的必修专业基础课程，面向制造装备业设备制造、操作与维护岗位专门人才的培养。
通过本课程的学习使学生熟知液压和气动技术是机电设备不可或缺的组成部分，更好地了解并制造、操作和维护机电设备。
它不仅是机械类及近机类有关专业一门专业必修课，而且也是一门能直接用于工程实际的技术学科，该课程是机电工程系重点建设和教学改革试点课程。
本课程研究液压与气动元件的结构原理、回路功能及用途、常见故障与处理方法，培养学生分析解决一般机电设备液压气动系统常见问题的能力。
1.1.2课程作用本课程采用理实一体化教学模式，打破传统授课方式中理论和实践脱离，采用“讲、学、练”为一体的教学模式，突出教学过程的实践性，强化实验、实训实践环节，注重校内学习与实际工作的一致性，课堂与实训地点的一体化，使理论环节与实践环节相融合，强化学生实践能力的培养。
通过本课程的学习，使学生熟悉液压与气动元件的结构原理，学会识别选用各类液压元件气动元件，学会实践动手搭接各种液压与气压传动的常用回路，熟悉液压与气动基本回路功能及用途，学会处理生产实际中一般液压与气压传动故障，学会分析解决一般机电设备的液压气动系统常见问题的能力。
最终使学生具有较强的实践动手能力、独立分析问题能力与解决问题的能力，在这个过程中形成良好的职业习惯与职业素养，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。
1.1.3与其他课程的关系1）与前导课程的联系：高等数学：掌握数学相关概念和计算工具；物理：掌握电学基本概念和定律；电工基础：学会交直流电路的分析方法；电工电子实训I：掌握了电气控制的基本方法和安装技巧；机械制图：学会看机械图样。
PID回路整定详细说明
仪表控制说明及PID整定方法化工乙烯仪表-李恒超主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明2、复杂控制说明二、PID整定方法1、PID整定方法2、PID整定举例三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析3、机泵控制的波动原因分析主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成1.2 明确自动控制的目的1.3 被控变量的选择1.4 控制变量的选择1.5 控制质量1.6 滞后1.7 举例与仿真1.8PID的正反作用2、复杂控制说明2.1 前馈控制2.2 串级控制2.3 均匀控制2.4 分程控制2.5 比值控制2.6 选择控制2.7 三冲量控制2.8 耦合控制二、PID整定方法1、PID整定说明1.1 PID回路阶跃响应性能指标1.2PID设置面板1.3 PID参数功能1.3.1 增益K作用对调节过程的影响1.3.2 积分作用对调节过程的影响1.3.3 微分调节D说明1.4 PID参数的整定1.4.1 测试阶跃响应法1.4.2 PID参数的整定步骤说明1.4.3 PID参数整定经验说明1.4.4 PID参数整定方法二2、PID整定举例2.1 PID参数的形象说明2.2 PID参数仿真曲线举例说明2.3 PID整定参数举例分析说明2.4 PID参数整定总结三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析1.1 精馏塔的典型控制1.2 反应器的控制2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析2.1 流量计的量程比、流速，对测量的影响2.2 调节阀的流量特性和可调比2.3 提高调节阀使用寿命的常见方法3、机泵控制的波动原因分析3.1 对离心泵的控制3.2 对计量泵的控制3.3 对变频泵的控制一、仪表控制说明\1.单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成由一个被控对象、一个测量变送器、一个控制器和一个执行机构（控制阀）所组成的闭环控制系统。
流量控制系统设计
目录第一章过程控制仪表课程设计的目的意义 (2)1.1 设计目的 (2)1.2课程在教学计划中的地位和作用 (2)第二章流量控制系统（实验部分） (3)2.1 控制系统工艺流程 (3)2.2 控制系统的控制要求 (4)2.3 系统的实验调试 (5)第三章流量控制系统工艺流程及控制要求 (6)3.1 控制系统工艺流程 (6)3.2 设计内容及要求 (7)第四章总体设计方案 (8)4.1 设计思想 (8)4.2 总体设计流程图 (8)第五章硬件设计 (9)5.1 硬件设计概要 (9)5.2 硬件选型 (9)5.3 硬件电路设计系统原理图及其说明 (13)第六章软件设计 (14)6.1 软件设计流程图及其说明 (14)6.2 源程序及其说明 (16)第七章系统调试及使用说明 (17)第八章收获、体会 (20)参考文献 (21)第一章微控制器应用系统综合设计的目的意义1.1 实验目的本次课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。
本设计主要是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型，促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。
本次设计的主要任务是通过对一个典型工业生产过程（如煤气脱硫工艺过程）进行分析，并对其中的液位参数设计其控制系统。
设计中要求学生掌握变送器功能原理，能选择合理的变送器类型型号；掌握执行器、调节阀的功能原理，能选择合理的器件类型型号；掌握PID调节器的功能原理，完成液位控制系统的总体设计，并画出控制系统的原理图和系统主要程序框图。
液压基本回路原理与分析
液压基本回路原理与分析液压基本回路是用于实现液体压力、流量及方向等控制的典型回路。
它由有关液压元件组成。
现代液压传动系统虽然越来越复杂，但仍然是由一些基本回路组成的。
因此，掌握基本回路的构成，特点及作用原理，是设计液压传动系统的基础。
1. 压力控制回路压力控制回路是以控制回路压力，使之完成特定功能的回路。
压力控制回路种类很多。
例如液压泵的输出压力控制有恒压、多级、无级连续压力控制及控制压力上下限等回路。
在设计液压系统、选择液压基本回路时，一定要根据设计要求、方案特点，适当场合等认真考虑。
当载荷变化较大时，应考虑多级压力控制回路；在一个工作循环的某一段时间内执行元件停止工作不需要液压能时，则考虑卸荷回路；当某支路需要稳定的低于动力油源的压力时，应考虑减压回路；在有升降运动部件的液压系统中，应考虑平衡回路；当惯性较大的运动部件停止、容易产生冲击时，应考虑缓冲或制动回路等。
即使在同一种的压力控制基本回路中，也要结合具体要求仔细研究，才能选择出最佳方案。
例如选择卸荷回路时，不但要考虑重复加载的频繁程度，还要考虑功率损失、温升、流量和压力的瞬时变化等因素。
在压力不高、功率较小。
工作间歇较长的系统中，可采用液压泵停止运转的卸荷回路，即构成高效率的液压回路。
对于大功率液压系统，可采用改变泵排量的卸荷回路；对频繁地重复加载的工况，可采用换向阀的卸荷回路或卸荷阀与蓄能器组成的卸荷回路等。
1.1调压回路液压系统中压力必须与载荷相适应，才能即满足工作要求又减少动力损耗。
这就要通过调压回路实现。
调压回路是指控制整个液压系统或系统局部的油液压力，使之保持恒定或限制其最高值。
1.1.1用溢流阀调压回路1.1.1.1远程调压回路特点：系统的压力可由与先导式溢流阀1的遥控口相连通的远程调压阀2进行远程调节。
远程调压阀2的调整压力应小于溢流阀1的调整压力，否则阀2不起作用。
特点：用三个溢流阀进行遥控连接，使系统有三种不同压力调定值。
实验一液位流量过程控制系统
实验一ﻩ液位流量过程控制系统一、实验目的1.掌握控制对象动态特性测试的方法.2．熟悉1~2阶单回路控制系统和串级控制系统的组成，调节器参数整定.3. 了解干扰信号加于不同位置对调节质量的影响.4。
掌握P、I、Ｄ参数对系统性能的影响。
二、实验内容1。
动态特性测试液位对象的动态特性测试流量对象的动态特性测试2．单回路控制系统液位单回路控制及参数整定流量单回路控制及参数整定３。
串级控制系统串级控制的组成串级控制时调节器的参数整定及系统投运4。
比值控制系统相乘控制方案的实施比值控制时比值系数的设置三、实验用图所有原理框图、接线图均在实验步骤内四、实验预备知识1．了解差压变送器的工作原理和结构。
2. 了解电气调节阀和流量传感器工作原理和信号的传递与控制.３. 掌握PID数字控制仪的接线与操作方法。
五、实验预习1。
了解实验装置,熟悉液位与流量过程控制系统面板图（见附图一）.2．根据每个实验的要求和对应实验装置的面板图,完成“实验原理与步骤”中各种实验的原理框图和接线图，以此为依据进行实验。
3。
写出每个实验的操作步骤及调节器的设置。
六、实验装置1.装置介绍ａ．装置的组成该装置由控制对象和控制台两部分组成．控制对象包括两阶液位对象、水槽、水泵、流体输送管道、空气过滤减压阀、电气转换器以及有关的液位压力检测变送和气动调节阀.在控制屏上安装了数字调节仪表、泵的开停按钮及整个工艺模拟流程图等。
模拟流程图上的有输入输出线插座孔.因此在组成不同控制回路时，只要在这些插孔上进行不同的连接，就能方便组成不同的控制回路．b。
模拟屏模拟屏上的流程图如图4所示。
图中，Ο为插座孔．Ｃ1、Ｃ２、C３为三个调节器（C1带有通信接线、Ｃ2带有外设定功能)，C1为主调节器,C2为副调节器,C3为外加干扰;框中的PV、SＰ、ＯUT分别表示调节器的测量、外给定、输出；FT１、ＦT2分别表示内、外容器的流量检测变送值经F／I转换后的标准电流输出信号;Ｖ１、V2表示调节阀的输入信号插座孔，接收来自调节器的标准电流输出信号并经电气转换器转换成标准气信号后送到气动调节阀。
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(1)回油节流调速回路
(2)速度换接回路。
(3)差动回路（增速回路
难点：
三种节流调速回路的性能比较
教学策略
液压基本回路既是元件的深入，又是系统的基础，以典型液压传动为案例引导液压系统的流量控制回路双作用缸的速度控制方法与节流阀或调速阀定量泵供油的节流调速回路（进油、回油、旁路）增速回路速度换接回路快速与慢速换接两种慢速换接。分析每个速度控制回路中的流量控制阀的功用、特点和安装位置与回路的关系。在教学中要把前三个项目中的“主干树木”控制阀知识融入“大森林”液压系统中，应注重综合应用。
单元名称
流量控制回路功能分析
单元学时
2
学习內容分析
知识点：
(1)进油节流调速回路；
(2)回油节流调速回路；
(3)旁路节流调速回路；
(4)增速回路；
(5)速度换接回路。
技能点：
(1)掌握速度控制回路的分析方法和工作原理；
(2)能分析和比较进油、回油及旁路调速回路的特点及应用场合；
(3)熟悉双作用缸的速度控制方法和节流阀的作用。
学习成果
课堂提问，课后作业
学习评价
学习态度(出勤、学习表现)30%；课堂提问20％，学习作业50%
教学过程设计
步骤
教学内容
教学方法
教学资源
学生活动
时间分配(min)
1
明确任务/知识准备
(1)定量泵供油的节流调接回路
引导文法
单向节流阀、调速阀图片与元件实物；各调速回路图片与回路仿真动画；视频；仿真软件；液压实训台
听课、互动交流
5
2
项目引导
(1)双作用缸的速度控制与节流阀的作用；
(2)定量泵供油的节流调速回路
教师引导、头脑风暴
观察、互动交流
10
3
操作训练
进油节流调速回路、回油节流调速回路、旁路节流调速回路
三种节流调速回路的性能比较
教师引导、操作示范、学生操作
观察、操作
30
4
知识深化
(1)增速回路（差动回路、双泵供油回路、蓄能器补油回路、油箱补油回路）；
(2)两种速度换接回路
教师启发、学生观察
观察、互动交流
35
5
归纳总结
流量控制回路小结
总结
课件
听课、互动交流
10