数字液压压力调节器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种数字液压压力调节器。
【背景技术】
[0002] 在造纸机中所广泛采用的工作流体（例如液压油、空气、水、不同的气体或乳液或 这些流体的混合物）被用作是操纵和控制介质；特别是执行器可以是液压驱动的，通过执 行器可以较高的精度来调整和施加较大的力。
[0003]停车所使用的工作流体是通过泵来置于压力之下的。特别是近期以来，将处于压 力下的工作流体导入到诸如流体气缸或流体电机（例如液压电机）这样的液压执行器中则 是借助于数字控制阀来实现控制的，这种数字控制阀构成了压力调节器。
[0004] 例如在2008年期号为7-8的期刊"Fluid"第12-13页中准确描述了数字压力调 节器的工作原理，下面将再次非常简短地加以概括说明：
[0005] 在简单的情况下，数字控制压力调节器由一排并联连接的数字控制阀门组成，这 些阀门仅具有开/关功能，并且在静止状态（关状态）下是密封的。即，它们是简单的通-断 开关阀，它们能够允许或中断流动并在本文中被统称为阀门。这些阀门一方面全部与共有 的输入管道相连接，另一方面还与共有的输出管道相连接。阀门自身可以是传统的电磁阀， 即，具有电磁驱动器的阀门。当然也可以选择另外的驱动方式。
[0006] 这些阀门例如可以通过连接或安装节流阀而具有不同的流量。优选这些阀门彼此 之间的行列比例（ReihenveiMltnis)为1:2:4:8…，在此，行列的长度根据阀门数量来确 定。
[0007]通过打开和关闭基于数学模型由计算机所确定和选择的各个阀门或阀门组合，可 以在输出管道或其上所连接的执行器中实现非常快速、精确的压力调整。这种压力调整可 以通过利用数字生成的（近似）控制曲线代替传统的比例控制阀门的模拟控制曲线来实 现。由于去除了模拟比例阀门的非线性和/或滞后性，因此该曲线可以是近似阶梯状的直 线，这将使得能够快速且（几乎）无过度振动地进入调节点。
[0008] 这种数字液压调节的另一优点是，阀门或者打开或者关闭，即，为了在封闭的（并 且不改变的）系统中保持额定压力，只需要简单地关闭阀门，并且不会出现内部漏流。因此 与传统的比例阀相比存在明显的不同，在传统的比例阀中始终有液压油流流动通过。这例 如在造纸机中会持续地消耗用于液压泵的能源。
[0009] 由此可以看出：使用数字液压压力调节器能够使液压泵较少地运行或较短时间地 运行，由此可以节省能源。此外，还可以在极短的时间内使压力水平发生变化。
[0010] 在图1中示例性示出的数字液压执行器具有四个阀门组，这些阀门组各自具有相 同数量的阀门和/或节流阀。这种例如可使用在造纸机上的液压系统的示意图在图1中没 有示出。阀门组也可称为数字流动控制单元，因此在图1中的缩写为DFCU。
[0011] 如图1所示的液压系统包括可借助两个执行器1、5移动的滚筒3,该滚筒相对于固 定设置的滚筒7行进。执行器1、5具有第一室A和第二室B。如果各个室A中的压力相比 于各个室B中的压力成比例地增加，则可运动的滚筒3相对于固定的滚筒7执行进给运动。 相反，当各个室B中的压力升高时，则执行返回运动。在此，各个执行器1、5分别配设有结 构相同的数字液压调节器2、4。
[0012] 为了实现进给运动，将两个数字液压调节器2、4中的阀门组P-A的阀门接通，由此 在用于在工作流体中产生液压压力的泵P与执行器1、5中的室A之间建立连接。同时，将 数字液压调节器中的阀门组B-T的阀门接通，用以为液压流体在各个室B与容器T之间建 立连接。通过接通阀门，可以使液压流体产生一定的流量。
[0013] 相应地，为了实现返回运动，将两个数字液压调节器2、4中的阀门组P-B和A-T接 通，从而在泵P与执行器的室B之间建立连接。
[0014] 尽管在图1中没有示出，但是也可以在第一室A与第二室B之间设置阀门组，以使 这两个室A和B直接彼此连接。
[0015] 然而，为了能够利用数字控制阀精确地调整流体系统中的压力，必须了解阀门的 流量率，g卩，必须对系统进行校准。
[0016] 对此，专利文献DE102010042780 A1公开了一种用于生产纤维幅材的机器的流体 系统，该流体系统具有数字控制阀，在该系统中可以确定阀门的校准值。此外，该专利文献 还公开了一种相应的确定校准值的方法。
[0017] 由专利文献WO 2010/136071A1可知一种用于控制数字液压控制设备的方法。在 顺序测试（Testsequenz)的过程中，通过交替地打开两个阀门，其中一个阀门将输入管道 与输出管道相连接，另一个阀门将输出管道与排出管道相连接，并根据在控制设备中所检 测到的流量值和压力值来计算和确定各个阀门的校准值，和/或通过状态监测可以实现对 各个阀门的校准，在状态监测中，顺序地接通各个阀门，并根据所检测到的作为阀门接通响 应的流量值和压力值推导得出各个阀门的阀门打开条件。
[0018] 此外，当阀门陷于关闭状态时，可以识别出阀门发生故障。这种识别可以根据异常 的压力值来实现，即，检测出额定压力与实际压力之间的差异，并由此精确地确定陷于关闭 状态的、发生故障的阀门。
[0019] 但是，当阀门陷于部分打开或完全打开的状态时，根据已知的识别方法不能识别 出阀门的这种故障。这可能会导致如下问题：
[0020] 不能识别出陷于打开或部分打开状态的阀门；
[0021] 陷于打开或部分打开状态的阀门会干扰上述识别进程，因为这些阀门会导致系统 中的当前压力错误；
[0022] 如果受到陷于打开或部分打开状态的阀门干扰的流体的量相对较高，则在此情况 下可能会实现数字液压系统的预设功能。 【实用新型内容】
[0023] 本实用新型的目的在于，提供一种数字液压压力调节器和一种用于数字液压压力 调节器的检查方法，利用该方法可以识别出有错误的、处于部分打开或完全打开状态的阀 门。
[0024] 根据本实用新型的数字液压压力调节器包括至少一个具有多个数控阀门的阀门 组和具有流量计的故障确定装置。在此，故障确定装置被设计为：在对流体系统加载供应压 力的过程中，如果发出关闭阀门组的全部阀门的指令，但在流体系统中却存在可通过流量 计测量到的流体流动，则可以确定发生下列形式的故障：有阀门被部分或完全打开（下面 也称为错误关闭的阀门）。
[0025] 为此将发出关闭阀门组的全部阀门的指令。此外还要对液压系统加压。由于处于 关闭状态的阀门会阻止阀门组区域中的任何流动，因此一旦检测到有液压流体流动，就可 以立即确定错误关闭的阀门。
[0026] 优选故障确定装置可以具有计算装置，用以根据所测得的流动来计算特征流动系 数。
[0027] 在进行相应的前述校准的过程中，可以根据所测得的流动来确定由错误关闭的阀 门所引起的压力上升。因此通过相应地控制在此情况下的其余的阀门，甚至可以对这种意 外的压力上升进行平衡。
[0028] 此外，优选故障确定装置可以通过将特征流动系数与包括待关闭阀门的阀门组的 各个阀门的已知的流动系数进行对比，识别出发生故障的一个或多个阀门。
[0029] 由于阀门组的各个阀门的各个流动系数是已知的，因此当特征流动系数有异常时 可以立即识别出错误关闭的阀门。
[0030] 优选在设有多个阀门组的情况下，为了确定故障而发出下述指令：关闭其中一个 阀门组的全部阀门，并向流体系统加载供应压力，同时使其他的阀门组的所有阀门保持打 开。这意味着，可以根据另一阀门组对一阀门组就错误关闭的阀门进行检查。
[0031] 根据本实用新型的用于数字液压压力调节器的检查方法具有以下步骤，其中，该 数字液压压力调节器包括至少一个具有数控阀门的阀门组：
[0032] 关闭阀门组的全部阀门，
[0033] 向数字液压压力调节器加载供应压力，
[0034] 测量数字液压压力调节器上的流动，当有流动存在时，确定存在有阀门被部分或 完全打开的故障。
[0035] 附加地，优选可以根据已存在的流动来计算特征流动系数。
[0036] 此外，优选可以通过将该特征流动系数与具有待关闭阀门的阀门组的各个阀门的 已知的流动系数进行对比，来识别出发生故障的一个或多个阀门。
[0037] 在设有多个阀门组的情况下，通过关闭待检查的阀门组的全部阀门，同时使其余 的阀门组的全部阀门保持打开，并向数字液压压力调节器加载供应压力，可以分别依次地 检查这些阀门组。
[0038] 根据该检查方法，优选待检查的阀门组的各个阀门可以被依次地打开并再次关 闭。在此，当打开阀门之前的特征流动系数与打开阀门时的特征流动系数之间的差小于所 打开阀门的已