比例控制阀控制器的原理分析

今天，我们来聊聊比例控制阀的控制器，主要是了解一下PWM控制原理。

1、数字信号和模拟信号

比例控制阀控制器的原理是，当控制器接收电流信号后，会将电流转换为所需值的电压。

比例控制阀控制器使用PWM控制方法，讲输入电流信号转换成平均电压输出。

这里的PWM控制是Pulse Width Modulation的缩写，是脉宽调制控制方法。即可采用数字电信号，获得与模拟信号相似的效果。

在电信号方法中，模拟信号可以随着时间连续自然地改变信号的值。

因此，波形呈曲线形状，并且存在无限多个点。

但是，数字信号是不连续的，只有0和1的信号值，所以会出现像城墙一样的波形形态。

2、以灯泡亮度为例描述PWM信号的作用

在这里，PWM控制是一种调整数字信号的脉冲（波形）宽度并遵循模拟的精密信号形状的技术。

用什么方法可以实现呢？

这些电信号基本上变化很快，以致于人难以识别。

在这里，适当调整数字传输信号的“ON（不通电）”和“OFF（不通电）”，调节一个周期内“ON”状态下的持续时间比率占空比（Duty cycle）就可以了。

例如，数字信号的0=0V，1=5V。0V时，灯泡熄灭；5V时，灯泡点亮。

如果到某个时间T为止施加100％的占空比，会发生什么情况呢？

因为数字传输信号的ON-OFF比率为100:0，所以输出5V的平均电压， 灯泡会100%亮起来。

这次，我将给出90％的占空比，直到某个时间T。

也就是ON:OFF的比率是90:10。

那么，将输出平均4.5V的电压，灯泡亮度将为90％。

这次，我们将到某个时间T为止的占空比设定为50％，将ON:OFF的比率设为50:50怎么样？

那么，将输出平均2.5V的电压，使灯泡亮度只亮50%。

最后，如果占空比为0％，ON:OFF比为0：100的话，则电流将不会流过，灯泡将关闭。

通过这种方式，可以调整一个周期内额定电压的ON-OFF比率，改变平均电压输出。

也可以使用数字方法来模拟具有多个值的模拟信号。

当控制器通过PWM控制向比例控制阀的电磁线圈发送电信号时，比例控制阀可以根据信号值（平均电压值）调整弹簧力和柱塞磁力之间的平衡，从而自由地改变流路的开闭程度。

3、以比例阀为例描述PWM的作用

我们将控制器连接到比例控制阀上，再来看一下它的功能。

当最大程度打开比例控制阀的流路时，可以流经阀门的空气最大流量为每分钟250L，可以输入到控制器中的信号电流值为4mA~20mA。

这时，如果我们希望阀门的流量约为20％，即每分钟流动50升空气。

那么，应在设备的信号控制器流量为20％时，将7mA的信号电流值发送到控制器。

这时候，控制器接收到信号，就会将已编程的平均电压DC7V施加到阀门，让阀门的流路打开大约20％，使每分钟流过50升的空气。