任逸星女士博士力士乐中国应用总经理   工业液压

李俊先生伊顿流体动力（上海）有限公司工程部经理

侯立奎先生意大利阿托斯广州代表处资深工程师

液压传动技术由于具有功率质量比大、响应速度快、能够自润滑以及易于与数字化信息网络相连接等特点，被广泛应用于工业生产、航空航天以及日常生活等领域，成为当代最重要的工程技术之一。因此，对于液压元件来说，就产品自身的技术方面而言已经相当成熟。现在的问题是，如果一款产品应用的好就会实现好的结果，用的不好就会有浪费能源甚至是失效的可能。因此，如何实现液压元件为主机高效配套成为本期对话栏目的重要话题。

高效的液压系统

任逸星女士：据Fraunhofer研究所(Fraunhofer Institute for System and Innovation Research)研究，制造业的核心工艺仅消耗总能耗的1/3，而2/3的能源消耗在辅助工艺上。这显示了节能和提高能源利用率的巨大潜力。该研究显示，一些重要组成部件对辅助工艺的高能耗负主要责任。这些组成部件包括：泵（30%）、风机（14%）和压缩机（10%）。

辅助工艺系统通常都使用了许多年，即使无需永久性地满负荷运行，它们也都在全天候运转。因此，这里增加效率的机会就很大。但是，实现起来并不容易。举例来说，单个组成部件的更换并不像将电灯泡换成节能灯那样简单。为了获得最高能效，不同的技术要完美地结合，没有任何单一的技术能够独立实现能效目标。

博世力士乐能从单一源头提供所有传动和控制技术，同时，丰富的研发和应用经验使我们有优势提供用户所需的能效系统。例如：

（1）2007年推出的变速泵驱动(DvP)系列是带有伺服电机的强大的液压泵。它能根据不同负载的工作，灵活迅速地调节电机速度，特别是在低速时能显著降低能源消耗。整体能源节省约50%，同时还降低了噪声水平。

（2） 在塑料机床配重控制中，使用力士乐A10变量泵特有的“锚”泵控制技术，替代传统的三通减压阀控制，节能可达到20%以上。

（3） 智能压力控制阀也是一个很好的例子。它借助于现场总线技术，在运行暂停时降低能耗，节能约66%。它为每个输出信号提供故障诊断，在故障发生时，可以关闭独立通道。同时，每个母线模块可连接多个阀门，可以使总电流降低，延长服务寿命。

李俊先生：我们正在做这方面的研究。以前我们所做的都只是液压元件方面的配置，比如说使用不同技术的泵和阀，然后和客户的设计工程师沟通，了解其设备应用的工况，甚至把我们的工程师培养成客户设备的设计工程师。但现在看来，结果并不理想，因为光靠液压元件来适合机器的空间并不大。机器要实现一个功能不外乎几种方法，机械、电气或者液压。我们现在的想法是更好的把电气、机械和液压结合在一起，实现设备的高效性。根据机器的要求，我们专门设计开发了一些特殊的电子功能模块和机械功能模块等来匹配我们的产品，如PLC、单片机、控制模块或者继电器等。比如说，这个泵可以用在这个机器上，我们就可以用相应的专用模块来控制它，充分实现这个泵的功能，达到既减少浪费，又实现设备功能的目的。

侯立奎先生：ATOS非常重视与OEM厂商的合作，客户不仅在交货期和售后服务方面能及时得到ATOS的支持和保障，ATOS还十分乐意与客户一起开发高端的比例及伺服产品。ATOS为吹瓶机开发的伺服壁厚控制器，把油缸、位移传感器、伺服阀及放大器集成在一起，非常紧凑，油缸的位置闭环控制由阀上的数字放大器完成，位置误差为0.01mm。

高效的数字阀

侯立奎先生：ATOS在数字电液比例及伺服技术的研究和开发上处于世界领先地位。目前，数字放大器已是ATOS公司的成熟标准化系列产品。数字化既可以是开环控制产品也可以是闭环控制产品，如数字式比例方向控制阀、数字式比例压力控制阀、数字式高动态响应比例插装阀、数字P/Q控制比例阀、数字伺服P/Q变量泵以及数字伺服执行器等。这种数字放大器采用32位DSP微处理器芯片，提供RS-232通信及CAN-BUS和PROFIBUS总线接口，同时ATOS也提供闭环复合控制油缸等执行机构的速度、压力和位置的数字伺服控制器，400MHz的CPU主频，对外部传感器200Hz的采用频率和16bit采样位数可实现高速高精度的闭环控制任务；采用C语言编程界面，有经典的PID调节或模糊PID控制算法可选择，软件内置输入信号和反馈信号滤波处理，抗干扰能力非常强。

比如：我们为注塑机开发的闭环射胶数字伺服阀DPZO-LES-PS-***-V9/SP，能完成射胶速度、保压、背压和松退4个功能，压力闭环控制及Q/P转换都是由阀上的集成放大器完成的。瓶胚机上的低压模保伺服阀DPZO-LES-PS-*73/SP，不但能实现开模方向的模具精确定位，而且只需要一个压力传感器即可完成开合模的闭环压力控制，精确的零压力控制能有效的保护模具。陶瓷压机上的升降、加压及顶出伺服控制，都装有ATOS的高频响比例插装阀。压铸机上的增压控制，油缸速度达到10m/s，要求比例插装阀的响应非常快，ATOS采用数字式的比例插装阀，通过软件调整阀芯的PID参数，4000L流量的NG50阀的开启时间在15ms以下。

高效节能与环保

李俊先生：这两年，我们的产品在水泥搅拌车上的应用发展的非常快，现在这也是我们最大的市场之一。从环保和节能的角度来说, 国家已经要求配置欧III发动机，但是仅仅配置欧III发动机并不一定能达到最好的节能环保效果，而是需要通过将液压系统与欧III发动机的性能曲线联系和匹配起来, 才能实现最佳的效果。也就是说不管车速怎么样，包括在城市中行走时，时走时停，一会儿加速，一会儿减速，都要始终保持发动机在最佳功率点上工作。这样，就要求发动机的功率曲线和油泵的变量机构，包括马达的回转机构关联工作。马达的转速压力、油泵排量控制以及发动机的转速等一些相关参数，综合在一起以后才能实现车在最节能环保的情况下工作，并能保证搅拌罐的转速是恒定的，使得搅拌的效率最高，满足了长距离运输混凝土的要求。这就是我们现在正在开发的一个专用的控制模块所提供的功能。这个模块把油泵的排量控制、马达的转速控制以及发电机的功率曲线等相关参数全部融入到里面了。这也是之前EATON推出的恒速控制的升级版本。

侯立奎先生： ATOS的比例及伺服阀采用了特殊设计和加工，同规格流量比竞争对手大，阀的静态和动态特性都非常高，且不需要损失过大的压降就能达到传统伺服阀的性能，同时，还可减少系统发热，节省能量。采用的集成放大器，能大大简化现场调试和故障诊断工作。ATOS的比例及伺服阀并不需要专门的测试设备和液压专业人员的维护，拆装简单方便，清洗阀芯时大部分情况不需要拆下整个阀体，只要卸下阀端盖抽出阀芯即可，大大减少设备现场的液压污染。

对ATOS的比例及伺服产品，阀本身的设计结构方便拆装维护，抗油液污染能力强，我们并不十分强调配置高精度的过滤器。ATOS的集成放大器电路上采用了SMD技术，位移传感器加以外套保护，放大器与阀体之间靠高弹性缓冲元件隔离、抗高温、粉尘、高压、高湿、振动、冲击和电磁干扰，调整及PID运算在放大器内部的CPU里进行，减少了上位机的运算及传输量，使系统响应更快，控制精度更高。数字式的产品可以通过软件在线监控阀的运行状况和实时诊断阀的故障

ATOS的开环比例压力比例流量P/Q泵PVPC-LZQZ响应快，噪声低，还能实现零压力输出控制，甚至在泵上还能提供转换电磁阀，把原本控制泵的比例压力阀临时借用到其他需要比例压力控制的回路。