Van tỷ lệ thủy lực cho phép thay đổi áp suất hoặc lưu lượng theo một tín hiệu điện liên tục. So với van đóng–mở thông thường, van tỷ lệ giúp xi lanh tăng tốc, giảm tốc và thay đổi lực ép mềm hơn.
Trong hệ thống tự động, PLC thường phát tín hiệu đặt như 0–10V. Tín hiệu này được đưa vào mạch khuếch đại van tỷ lệ. Mạch khuếch đại biến tín hiệu đặt thành dòng điện điều khiển cuộn điện từ của van.
Cấu trúc này được sử dụng trong máy ép thủy lực, máy chấn, máy đúc nhựa, trạm thủy lực và máy gạch không nung.
Gia Hưng Tech hiện có trang sản phẩm cho mạch điều khiển van tỷ lệ thủy lực DEE‑PFVA‑VI, hỗ trợ hai kênh điều khiển áp suất và lưu lượng.
Van tỷ lệ thủy lực là gì?
Van tỷ lệ sử dụng dòng điện điều khiển cuộn coil để thay đổi trạng thái của phần tử thủy lực theo tỷ lệ.
Tùy cấu tạo van, thiết bị có thể điều chỉnh:
- Lưu lượng dầu và tốc độ xi lanh.
- Áp suất hệ thống.
- Lực ép của xi lanh.
- Chiều và tốc độ chuyển động.
- Tốc độ tăng hoặc giảm áp.
- Quá trình chuyển đổi giữa các giai đoạn làm việc.
Van tỷ lệ không đồng nghĩa với servo valve. Hệ servo thủy lực thường yêu cầu phản hồi, bộ điều khiển vòng kín và độ chính xác cao hơn.
Vì sao không được nối van trực tiếp vào PLC?
Ngõ ra analog PLC chỉ tạo tín hiệu điều khiển mức thấp. Nó không được thiết kế để cấp trực tiếp dòng công suất cho cuộn điện từ van tỷ lệ.
Hệ thống cần mạch khuếch đại để:
- Nhận tín hiệu đặt từ PLC.
- Scale tín hiệu đặt theo dải làm việc.
- Tạo dòng điện điều khiển coil.
- Giới hạn dòng để bảo vệ van.
- Tạo dốc tăng và giảm.
- Bù vùng chết của van.
- Hạn chế ảnh hưởng của thay đổi điện trở coil.
- Bảo vệ đầu ra khi có sự cố phù hợp với thiết kế mạch.
Đấu coil trực tiếp vào AO của PLC có thể làm hỏng ngõ ra analog mà van vẫn không hoạt động đúng.
Cấu trúc hệ thống điều khiển
Cảm biến áp suất
│
▼
PLC
│ AO 0–10V
▼
Mạch khuếch đại van tỷ lệ
│ Dòng điều khiển coil
▼
Van áp suất / van lưu lượng
│
▼
Bơm – xi lanh – cơ cấu máyNếu cần điều khiển vòng kín, PLC đọc cảm biến áp suất hoặc cảm biến vị trí, so sánh với giá trị đặt rồi điều chỉnh tín hiệu analog.
Mạch khuếch đại vẫn đảm nhiệm vòng điều khiển dòng điện cho coil.
Thông số cần kiểm tra trước khi chọn mạch
Không nên lựa chọn mạch chỉ theo tên “mạch van tỷ lệ”. Các van khác nhau có điện áp, điện trở và dòng coil khác nhau.
| Thông tin cần kiểm tra | Ý nghĩa |
|---|---|
| Van áp suất hay lưu lượng | Xác định chức năng điều khiển |
| Một hay hai cuộn coil | Xác định số kênh công suất |
| Điện trở coil | Tính dòng và kiểm tra tương thích |
| Dòng coil định mức | Cài giới hạn dòng đầu ra |
| Nguồn mạch | 24VDC, 48VDC hoặc loại khác |
| Tín hiệu đặt | 0–10V, ±10V hoặc 4–20mA |
| Có phản hồi vị trí hay không | Chọn open-loop hoặc closed-loop |
| Yêu cầu ramp | Giảm va đập thủy lực |
| Chu kỳ làm việc | Đánh giá nhiệt và công suất |
| Môi trường tủ | Nhiệt độ, bụi và thông gió |
Một hay hai cuộn điện từ?
Van áp suất hoặc lưu lượng một chiều có thể chỉ sử dụng một coil. Van điều khiển hai chiều có thể sử dụng hai coil hoặc một tín hiệu lưỡng cực, tùy thiết kế.
Không được ghép hai coil vào một đầu ra khi mạch không cho phép.
Tín hiệu 0–10V và 4–20mA
| Tiêu chí | 0–10V | 4–20mA |
|---|---|---|
| Đấu với PLC | Đơn giản | Cần đúng kiểu AI/AO dòng |
| Khoảng cách | Phù hợp khoảng cách ngắn | Thuận lợi hơn khi truyền xa |
| Ảnh hưởng sụt áp | Nhạy hơn | Ít ảnh hưởng hơn |
| Chẩn đoán đứt dây | Hạn chế | Thuận lợi hơn |
| Điểm chung tín hiệu | Cần xử lý cẩn thận | Tùy kiểu vòng dòng |
Mạch DEE‑PFVA‑VI đang được Gia Hưng Tech giới thiệu sử dụng tín hiệu điều khiển 0–10VDC. Không nên đưa trực tiếp 4–20mA vào đầu vào này nếu chưa có bộ chuyển đổi phù hợp.
Thông tin mạch DEE‑PFVA‑VI
Theo trang sản phẩm Gia Hưng Tech, bo mạch có hai kênh điều khiển cho áp suất và lưu lượng, đồng thời tích hợp chỉnh giới hạn cùng thời gian tăng/giảm.
| Thông số công bố | Giá trị |
|---|---|
| Nguồn cấp | DC 24V/48V theo cấu hình |
| Tín hiệu điều khiển | 0–10VDC |
| Dòng ra tối đa | 1,5A |
| Trở kháng tải đề cập | 10Ω/40Ω |
| Thời gian đáp ứng/ramp | 0,1–5 giây |
| Cầu chì | 2A/250V |
| Số nhóm điều khiển | Áp suất và lưu lượng |
| Loại ứng dụng | Van không có phản hồi vị trí điện |
Trang sản phẩm hiện thể hiện tên thương mại DEE‑PFVA‑VI nhưng phần thông số có nhắc PF‑DC‑05A. Vì vậy, khi đặt hàng cần gửi ảnh tem, điện trở coil và nguồn sử dụng để xác nhận đúng biến thể.
Nguyên tắc đấu nối PLC với mạch
Các nhóm chân thường gặp trên bo gồm:
- Nguồn cho kênh áp suất.
- Nguồn cho kênh lưu lượng.
- Điểm chung GND.
- Đầu ra đến coil áp suất.
- Đầu ra đến coil lưu lượng.
- Đầu vào đặt áp suất 0–10V.
- Đầu vào đặt lưu lượng 0–10V.
- Nguồn phụ cho biến trở đặt tay.
Phải đối chiếu ký hiệu in trực tiếp trên bo thực tế. Không đấu theo màu dây hoặc sơ đồ của một phiên bản khác.
Điểm chung analog
AO của PLC và đầu vào mạch phải có tham chiếu tín hiệu đúng. Nếu điểm chung bị hở, sai hoặc có chênh lệch điện thế, van có thể:
- Không hoạt động.
- Hoạt động không hết hành trình.
- Tự thay đổi khi động cơ chạy.
- Rung hoặc dao động bất thường.
Nên tách cáp analog khỏi cáp động lực, dây contactor và đầu ra biến tần.
Cài đặt MIN, MAX và RAMP
MIN – dòng tối thiểu
MIN dùng để bù vùng chết của van. Nếu đặt quá thấp, van không phản ứng tại vùng tín hiệu nhỏ. Nếu đặt quá cao, van có thể giật ngay khi bắt đầu điều khiển.
MAX – dòng tối đa
MAX giới hạn dòng lớn nhất cấp cho coil. Cần dựa trên thông số coil thực tế, không chỉnh tối đa theo cảm tính.
Đặt MAX quá cao có thể làm nóng coil hoặc khiến cơ cấu chạy quá nhanh. Đặt quá thấp làm van không đạt lưu lượng hoặc áp suất yêu cầu.
UP và DOWN
UP và DOWN tạo thời gian tăng/giảm tín hiệu:
- Ramp UP làm áp suất hoặc tốc độ tăng dần.
- Ramp DOWN làm tín hiệu giảm từ từ.
- Ramp quá ngắn dễ gây va đập.
- Ramp quá dài làm máy phản ứng chậm.
Kênh áp suất và lưu lượng có thể cần thời gian ramp khác nhau.
Ví dụ điều khiển máy ép gạch
Một chu trình ép có thể gồm:
- Xi lanh đi xuống nhanh với lưu lượng lớn.
- Khi gần tiếp xúc vật liệu, giảm lưu lượng.
- Tăng áp suất ép theo ramp.
- Giữ áp trong khoảng thời gian đặt.
- Giảm áp trước khi đảo chiều.
- Xi lanh hồi về.
- Kiểm tra điều kiện an toàn trước chu kỳ tiếp theo.
PLC có thể phát hai tín hiệu:
- AO1 đặt áp suất.
- AO2 đặt lưu lượng.
Mạch khuếch đại chuyển hai tín hiệu này thành dòng điều khiển hai coil tương ứng.
Quy trình chạy thử an toàn
- Ghi lại mã van và thông số coil.
- Đo điện trở coil khi ngắt nguồn.
- Kiểm tra nguồn cấp của bo.
- Đặt tín hiệu điều khiển PLC về 0.
- Giảm giá trị MAX trước lần chạy đầu.
- Kiểm tra chiều tác động của từng kênh.
- Tăng tín hiệu từng bước nhỏ.
- Đo dòng coil nếu có thiết bị phù hợp.
- Kiểm tra nhiệt độ coil và mạch.
- Cài MIN vừa đủ vượt vùng chết.
- Cài MAX theo giới hạn cho phép.
- Điều chỉnh ramp để máy chuyển động êm.
- Thử dừng khẩn cấp và mất tín hiệu.
- Chỉ chuyển sang chạy tự động sau khi hoàn tất liên động.
Không thao tác trực tiếp trên cụm thủy lực đang có áp suất.
Lỗi thường gặp
| Hiện tượng | Nguyên nhân có thể | Hướng kiểm tra |
|---|---|---|
| PLC có AO nhưng van không chạy | Sai GND, mất nguồn mạch hoặc đứt coil | Đo tín hiệu và nguồn |
| Van chỉ chạy khi AO rất cao | MIN thấp hoặc coil không phù hợp | Kiểm tra vùng chết |
| Van chạy tối đa liên tục | Sai dây tín hiệu hoặc MAX quá cao | Đưa AO về 0 và kiểm tra |
| Van rung | Nhiễu analog, dầu bẩn hoặc valve spool kẹt | Kiểm tra điện và thủy lực |
| Coil nóng | Dòng đặt quá cao | Đo dòng, kiểm tra điện trở |
| Chuyển động giật | Ramp quá ngắn | Tăng thời gian ramp |
| Không đủ áp suất | Giới hạn dòng thấp, bơm yếu hoặc rò rỉ | Kiểm tra cả điện và thủy lực |
| Tín hiệu thay đổi khi biến tần chạy | Đi dây và tiếp địa chưa phù hợp | Tách cáp, kiểm tra shield |
Câu hỏi thường gặp
PLC có thể điều khiển coil van tỷ lệ trực tiếp không?
Thông thường không. PLC cần mạch khuếch đại công suất tương thích với coil.
Có thể dùng ngõ ra PWM của PLC thay cho mạch khuếch đại không?
Không nên nếu chưa có tầng công suất, mạch điều khiển dòng và bảo vệ phù hợp. PWM logic của PLC không phải đầu ra công suất cho coil van.
Vì sao cùng tín hiệu 5V nhưng hai van chạy khác nhau?
Đặc tính coil, vùng chết, lưu lượng danh định và cài đặt MIN/MAX có thể khác nhau.
Mạch DEE‑PFVA‑VI có dùng cho van có phản hồi vị trí không?
Trang sản phẩm xác định ứng dụng cho van không có phản hồi vị trí điện. Van có phản hồi cần bộ điều khiển tương thích riêng.
Có thể dùng biến trở thay PLC không?
Có thể nếu mạch cung cấp nguồn tham chiếu và sơ đồ đúng phiên bản cho phép. Cần đấu đúng cực để tránh đưa điện áp sai vào đầu vào.
Tư vấn và yêu cầu báo giá
Khách hàng nên gửi ảnh van, tem coil, điện trở đo được, nguồn điện, loại PLC, số lượng kênh và yêu cầu áp suất/lưu lượng.
- Tư vấn bán hàng và yêu cầu báo giá: 0934.384.222
- Hỗ trợ kỹ thuật: 0912.888.729
Liên kết nội bộ đề xuất
- Mạch điều khiển van tỷ lệ DEE‑PFVA‑VI
- PLC Siemens S7‑1200 CPU 1214C
- Phụ kiện tủ điện
- Liên hệ Gia Hưng Tech
