Giới thiệu Van phân phối tỷ lệ

Thủy Lực AZ cung cấp các dòng van phân phối tỷ lệ, van tỷ lệ thủy lực và phụ kiện sử dụng trong máy CNC, máy ép, máy công nghiệp và hệ thống điều khiển chuyển động tự động.

Van phân phối tỷ lệ là loại van thủy lực sử dụng tín hiệu điện để điều khiển vị trí con trượt theo mức thay đổi liên tục. Nhờ đó van không chỉ đảo hướng dầu như van điện từ ON/OFF mà còn có thể thay đổi tiết diện dòng chảy, qua đó điều chỉnh lưu lượng và tốc độ của xi lanh hoặc motor thủy lực.

Sản phẩm còn được gọi với các tên:

• Van phân phối tỷ lệ thủy lực.
• Van điều hướng tỷ lệ.
• Van đảo chiều tỷ lệ.
• Van tỷ lệ điều hướng.
• Van tỷ lệ lưu lượng và hướng.
• Proportional directional valve.
• Proportional directional control valve.
• Hydraulic proportional directional valve.

Van thường được sử dụng khi hệ thống cần:

• Xi lanh tiến và lùi êm.
• Điều chỉnh tốc độ tự động.
• Tăng giảm tốc theo chương trình.
• Điều khiển nhiều mức lưu lượng.
• Điều khiển hướng bằng PLC.
• Giảm va đập khi chuyển động.
• Điều khiển vị trí khi kết hợp cảm biến.
• Điều khiển chuyển động linh hoạt hơn van điện từ thông thường.

Không nên lựa chọn van chỉ dựa vào:

• Kích thước.
• Điện áp.
• Số cổng.

Cần xác định đồng thời:

• Lưu lượng.
• Áp suất.
• Kiểu spool.
• Kiểu trung tâm.
• Tín hiệu điều khiển.
• Driver.
• Điện áp nguồn.
• Có phản hồi spool hay không.
• Kiểu mặt lắp.

Van phân phối tỷ lệ là gì?

Van phân phối tỷ lệ là van điều khiển hướng có vị trí spool thay đổi theo tín hiệu điện đầu vào.

Ở van điện từ thông thường:

• Coil A ON → Spool sang một phía.
• Hai coil OFF → Spool về giữa.
• Coil B ON → Spool sang phía còn lại.

Spool chủ yếu chuyển giữa một số vị trí xác định.

Ở van phân phối tỷ lệ:

• Tín hiệu nhỏ → Spool dịch chuyển ít.
• Tín hiệu lớn → Spool dịch chuyển nhiều.
• Spool mở càng lớn → Tiết diện dòng càng lớn.
• Đổi chiều tín hiệu → Spool dịch sang phía đối diện.

Nhờ vậy van có thể điều khiển đồng thời:

• Hướng dầu.
• Mức lưu lượng.

Đây là đặc điểm quan trọng nhất của sản phẩm.

Van phân phối tỷ lệ điều khiển những gì?

Chức năng trực tiếp của van thường là:

• Điều khiển hướng.
• Điều chỉnh lưu lượng.

Từ đó hệ thống có thể kiểm soát:

• Tốc độ xi lanh.
• Tốc độ motor.
• Quá trình tăng tốc.
• Quá trình giảm tốc.

Khi kết hợp với cảm biến và bộ điều khiển, van còn có thể tham gia các vòng điều khiển:

• Vị trí.
• Tốc độ.
• Lực.
• Áp suất.

Không nên nói bản thân van trực tiếp đo:

• Vị trí.
• Lực.

Các đại lượng này thường cần cảm biến riêng.

Nguyên lý hoạt động của Van phân phối tỷ lệ

Một chuỗi điều khiển cơ bản có thể là:

PLC hoặc Controller → Tín hiệu command → Driver → Coil tỷ lệ → Spool → Dòng dầu → Xi lanh hoặc motor.

Khi command thay đổi:

• Dòng điện tới proportional solenoid thay đổi.
• Lực điện từ thay đổi.
• Spool dịch chuyển.
• Tiết diện các cửa dầu thay đổi.
• Lưu lượng thay đổi.

Ví dụ với van bốn cửa:

Khi spool dịch sang một phía:

P → A
B → T

Khi spool dịch sang phía ngược:

P → B
A → T

Nhưng khác van ON/OFF, spool có thể đứng ở nhiều vị trí trung gian để thay đổi lưu lượng.

Tín hiệu bằng 0

Khi command ở giá trị trung tính:

• Spool trở về hoặc được điều khiển gần vị trí center.

Trạng thái P, T, A và B phụ thuộc:

• Spool design.
• Center configuration.

Không nên mặc định command bằng 0 đồng nghĩa:

• Tất cả cổng đều khóa.

Tín hiệu theo chiều dương

Ví dụ command tăng dần theo chiều dương:

• Spool dịch về một phía.
• P mở dần về A.
• B mở dần về T.
• Flow tăng dần.

Xi lanh có thể:

• Chạy theo một hướng.
• Tốc độ tăng theo command trong phạm vi đặc tính của van và hệ thống.

Tín hiệu theo chiều âm

Khi command đảo dấu:

• Spool chuyển sang phía còn lại.
• P cấp tới B.
• A hồi về T.

Cơ cấu đổi chiều.

Độ lớn command quyết định mức mở tương đối của spool.

Cấu tạo Van phân phối tỷ lệ

Tùy model, sản phẩm thường gồm:

• Thân van.
• Spool.
• Proportional solenoid.
• Lò xo.
• Lõi từ.
• Electronics hoặc driver.
• LVDT nếu có.
• Các cổng P, T, A, B.
• Gioăng.
• Connector điện.
• Tầng pilot ở van lưu lượng lớn.

Thân van

Thân van chứa các đường:

• P.
• T.
• A.
• B.

và khoang làm việc của spool.

Thân cần đáp ứng:

• Áp suất hệ thống.
• Lưu lượng.
• Chuẩn mặt lắp.
• Điều kiện nhiệt độ.

Hai van nhìn gần giống nhau chưa chắc có thể thay thế vì có thể khác:

• Port pattern.
• Pressure rating.
• Flow rating.
• Spool code.

Spool

Spool là bộ phận trực tiếp định lượng dòng dầu.

Khi spool dịch chuyển:

• Metering edge mở dần.
• Diện tích dòng tăng hoặc giảm.

Do đó vị trí spool ảnh hưởng trực tiếp tới:

• Flow.
• Hướng dòng.

Độ chính xác gia công spool ảnh hưởng tới:

• Hysteresis.
• Leakage.
• Deadband.
• Độ lặp lại.

Proportional Solenoid

Proportional solenoid khác coil ON/OFF thông thường.

Coil tỷ lệ được điều khiển để tạo lực điện từ thay đổi theo:

• Dòng điện điều khiển.

Thay đổi dòng coil làm:

• Lực điện từ thay đổi.
• Vị trí spool thay đổi.

Không nên thay proportional coil bằng coil ON/OFF chỉ vì:

• Cùng điện áp.
• Cùng hình dáng.

Đặc tính điện và lực có thể khác nhau.

Lò xo

Lò xo có thể dùng để:

• Định tâm spool.
• Đưa spool về vị trí an toàn.
• Tạo lực cân bằng.

Ở van không có spool feedback, cân bằng giữa:

• Lực điện từ.
• Lực lò xo.
• Lực thủy lực.

ảnh hưởng trực tiếp tới vị trí spool.

LVDT

Một số dòng có LVDT đo vị trí spool.

LVDT giúp electronics biết:

• Spool thực tế đang ở đâu.

Controller bên trong van có thể so sánh:

Command → Vị trí yêu cầu.

Feedback LVDT → Vị trí thực tế.

Nếu có sai lệch:

• Electronics tự điều chỉnh dòng coil.

Đây là closed-loop spool control.

Driver

Van tỷ lệ thường cần bộ điều khiển dòng cho coil.

Driver có thể:

• Lắp ngoài.
• Tích hợp trên van.

Driver có thể thực hiện:

• Chuyển đổi tín hiệu command.
• Điều khiển dòng coil.
• Ramp.
• Dither.
• Current limit.

Không nên đấu trực tiếp tín hiệu PLC vào coil nếu van yêu cầu amplifier riêng.

Thông số kỹ thuật Van phân phối tỷ lệ

Thông số	Giá trị tham khảo
Tên sản phẩm	Van phân phối tỷ lệ
Tên tiếng Anh	Proportional Directional Control Valve
Nhóm sản phẩm	Van tỷ lệ
Chức năng	Điều khiển hướng và lưu lượng
Điều khiển	Điện tỷ lệ
Cổng phổ biến	P, T, A, B
Kiểu spool	Theo cấu hình
Tín hiệu đầu vào	Theo electronics
Phản hồi spool	Có hoặc không
Lưu lượng	Theo size và chênh áp
Áp suất làm việc	Theo series
Điều khiển	Direct hoặc pilot
Kiểu lắp	Đế, manifold
Môi chất	Dầu thủy lực phù hợp
Ứng dụng	CNC, máy ép, máy tự động

Các thông số trên mang tính tham khảo.

Khi lựa chọn cần lấy đúng dữ liệu của từng model.

Các loại Van phân phối tỷ lệ phổ biến

Van tỷ lệ không phản hồi Spool

Ở dòng đơn giản hơn:

• Tín hiệu điều khiển tạo dòng coil.
• Coil tạo lực.
• Spool dịch chuyển.

Không có LVDT đo trực tiếp vị trí spool.

Ưu điểm:

• Kết cấu điện tử đơn giản hơn.
• Chi phí thấp hơn.

Khả năng lặp lại chịu ảnh hưởng nhiều hơn bởi:

• Ma sát.
• Nhiệt độ.
• Lực thủy lực.
• Hysteresis.

Van tỷ lệ có Phản hồi Spool

Van sử dụng:

• LVDT hoặc cảm biến tương đương.

để đo vị trí spool.

Ưu điểm:

• Vị trí spool chính xác hơn.
• Độ lặp lại tốt hơn.
• Hysteresis thấp hơn ở nhiều dòng.
• Khả năng điều khiển ổn định hơn.

Phù hợp với những máy cần:

• Chuyển động chính xác.
• Tốc độ lặp lại tốt.

Van tỷ lệ Direct Acting

Solenoid tỷ lệ tác động trực tiếp lên spool chính.

Ưu điểm:

• Kết cấu tương đối đơn giản.
• Phản ứng nhanh ở nhiều size.
• Ít phụ thuộc pilot pressure hơn loại pilot.

Phù hợp với nhiều van:

• Flow nhỏ.
• Flow trung bình.

tùy series.

Van tỷ lệ Pilot Operated

Ở van lưu lượng lớn:

• Proportional pilot valve điều khiển tầng chính.

Ưu điểm:

• Xử lý flow lớn hơn.
• Solenoid không phải trực tiếp tạo toàn bộ lực dịch spool chính.

Tuy nhiên cần quan tâm:

• Pilot pressure.
• Drain.
• Chất lượng dầu.

Van tỷ lệ 4/3

Đây là cấu hình phổ biến.

Van có:

• P.
• T.
• A.
• B.

và spool trung tâm.

Nhưng khác 4/3 ON/OFF, spool có thể điều chỉnh liên tục quanh vị trí trung tâm.

Nhờ đó có thể tạo:

• Tiến nhanh.
• Tiến chậm.
• Dừng.
• Lùi chậm.
• Lùi nhanh.

theo tín hiệu.

Van tỷ lệ lắp Đế

Van được bắt lên:

• Subplate.
• Manifold.

Ưu điểm:

• Gọn.
• Dễ bảo trì.
• Dễ tích hợp thêm modular valve.

Van tỷ lệ Electronics tích hợp

Một số dòng có bộ điện tử tích hợp trên thân.

Tên thường gặp:

• On-board electronics.
• Integrated electronics.

Van có thể nhận trực tiếp tín hiệu command theo chuẩn quy định.

Ưu điểm:

• Không cần amplifier rời.
• Wiring hệ thống đơn giản hơn.
• Closed-loop spool được xử lý ngay tại van ở loại có feedback.

Van phân phối tỷ lệ và Van điện từ khác nhau thế nào?

Tiêu chí	Van phân phối tỷ lệ	Van điện từ ON/OFF
Điều khiển	Liên tục	Đóng/mở
Vị trí spool	Nhiều mức	Vị trí xác định
Điều chỉnh flow	Có	Hạn chế
Tăng giảm tốc	Tốt hơn	Khó hơn
PLC	Có	Có
Driver	Thường cần	Đơn giản hơn
Chi phí	Cao hơn	Thấp hơn

Nếu máy chỉ cần:

• Tiến.
• Dừng.
• Lùi.

với tốc độ gần cố định thì van điện từ thông thường có thể hợp lý hơn.

Van phân phối tỷ lệ và Van servo

Van tỷ lệ và servo đều có thể:

• Điều khiển liên tục.
• Điều khiển flow.
• Đảo hướng.

Theo phân loại truyền thống, servo thường ưu tiên:

• Response rất nhanh.
• Hysteresis thấp.
• Dynamic control cao.

Van tỷ lệ thường được dùng rộng hơn trong:

• Máy công nghiệp.
• Điều khiển tốc độ.
• Chuyển động tự động.

Tuy nhiên nhiều proportional valve hiện đại có:

• LVDT.
• Closed-loop spool.
• Electronics tích hợp.

và có performance rất cao.

Không nên kết luận:

• Servo luôn tốt hơn.
• Proportional luôn chậm hơn.

Cần so sánh datasheet cụ thể.

Van phân phối tỷ lệ và Van tỷ lệ lưu lượng

Van phân phối tỷ lệ thường:

• Điều khiển cả hướng.
• Và mức flow tới A/B.

Van tỷ lệ lưu lượng có thể chỉ:

• Điều chỉnh lượng dầu của một đường hoặc nhánh.

Do đó hai tên không hoàn toàn đồng nghĩa.

Van phân phối tỷ lệ và Van áp suất tỷ lệ

Van phân phối tỷ lệ:

• Điều khiển hướng và flow.

Van áp suất tỷ lệ:

• Điều chỉnh pressure theo tín hiệu.

Nếu mục tiêu chính là:

• Điều chỉnh lực xi lanh bằng áp suất.

thì pressure proportional valve có thể phù hợp hơn.

Nếu mục tiêu là:

• Đảo hướng.
• Điều chỉnh tốc độ.

proportional directional valve phù hợp hơn.

Van tỷ lệ có Điều khiển tốc độ Xi lanh được không?

Có.

Về nguyên lý:

v = Q / A

Khi command làm spool mở lớn hơn:

• Flow tăng.
• Tốc độ piston tăng.

Khi spool đóng bớt:

• Flow giảm.
• Tốc độ giảm.

Điều này cho phép tạo các profile như:

• Khởi động chậm.
• Tăng tốc.
• Chạy nhanh.
• Giảm tốc.
• Dừng.

Xi lanh cần đơn và Tốc độ hai chiều

Với xi lanh cần đơn:

• Diện tích khoang đáy lớn.
• Diện tích khoang cần nhỏ hơn.

Do đó cùng một flow:

• Tốc độ hai chiều khác nhau.

Nếu muốn tốc độ tiến và lùi giống nhau thì command hoặc flow hai chiều có thể phải được đặt khác nhau.

Không nên mặc định command ±50% sẽ tạo:

• Tốc độ đối xứng tuyệt đối.

Van tỷ lệ có Điều khiển Motor được không?

Có.

Bằng cách thay đổi:

• Hướng flow.
• Mức flow.

van có thể điều khiển:

• Quay thuận.
• Quay ngược.
• Tốc độ motor.

Cần kiểm tra thêm:

• Back pressure.
• Case drain.
• Quán tính tải.
• Protection valve.

Open-Loop Control

Ở open-loop:

PLC → Command → Van → Actuator.

Không có cảm biến đo đại lượng cuối để tự hiệu chỉnh.

Ưu điểm:

• Đơn giản.
• Chi phí thấp hơn.

Hạn chế:

Tốc độ thực tế có thể bị ảnh hưởng bởi:

• Tải.
• Supply pressure.
• Nhiệt độ dầu.
• Leakage.

Closed-Loop Control

Ở closed-loop có cảm biến phản hồi.

Ví dụ điều khiển vị trí:

Setpoint → Controller → Van tỷ lệ → Xi lanh → LVDT → Controller.

Khi piston chưa tới vị trí:

• Controller điều chỉnh command.

Khi gần đạt:

• Command giảm.

Nhờ đó độ chính xác phụ thuộc ít hơn vào việc chỉ dựa vào command open-loop.

Closed-Loop Spool và Closed-Loop Machine có giống nhau không?

Không.

Closed-loop spool nghĩa là:

• Electronics của van tự kiểm soát vị trí spool bằng LVDT.

Closed-loop machine nghĩa là:

• Toàn bộ máy có sensor đo vị trí, tốc độ, lực hoặc pressure của cơ cấu.

Một van có closed-loop spool vẫn có thể được sử dụng trong:

• Hệ máy open-loop.

Và ngược lại.

Tín hiệu điều khiển Van phân phối tỷ lệ

Tùy model có thể sử dụng:

• Tín hiệu điện áp.
• Tín hiệu dòng.
• Giao tiếp số.
• Fieldbus.

Các chuẩn thường gặp trên thiết bị công nghiệp có thể gồm:

• 0–10 V.
• ±10 V.
• 4–20 mA.

nhưng không phải model nào cũng sử dụng các chuẩn này.

Phải đọc đúng:

• Datasheet.
• Pinout.

Vì sao thường dùng Tín hiệu ±?

Ở van điều hướng, hai phía spool tương ứng hai hướng.

Một số hệ sử dụng:

• Command dương → Flow một hướng.
• Command âm → Flow hướng ngược.

Ví dụ về nguyên lý:

+Command → P-A/B-T.

-Command → P-B/A-T.

Tuy nhiên không nên mặc định tất cả van sử dụng:

• ±10V.

Ramp là gì?

Ramp giúp command thay đổi từ từ thay vì nhảy ngay từ:

0 → 100%.

Có thể thiết lập:

• Ramp up.
• Ramp down.

Ưu điểm:

• Khởi động êm.
• Giảm va đập.
• Giảm sốc thủy lực.
• Chuyển động mượt hơn.

Một số driver có sẵn chức năng này.

PLC cũng có thể tạo ramp bằng chương trình.

Dither là gì?

Dither là dao động điện nhỏ được áp vào proportional solenoid.

Mục đích có thể giúp:

• Giảm ma sát tĩnh.
• Hạn chế stick-slip.
• Cải thiện độ nhạy quanh vùng nhỏ.

Thông số dither phải phù hợp van.

Không nên tùy ý tăng dither vì có thể:

• Gây rung.
• Tăng nhiệt.
• Làm đặc tính điều khiển xấu đi.

Deadband là gì?

Deadband là vùng command thay đổi nhưng output chưa thay đổi đáng kể.

Ví dụ gần zero:

• Command thay đổi một chút.
• Spool chưa tạo flow đáng kể.

Deadband lớn có thể gây khó:

• Điều khiển tốc độ rất thấp.
• Đảo chiều mượt.

Một số controller có:

• Deadband compensation.

Hysteresis là gì?

Hysteresis là sự khác biệt output khi command:

• Tăng lên tới một giá trị.
• Và giảm xuống tới cùng giá trị.

Hysteresis càng thấp thường giúp:

• Lặp lại tốt hơn.
• Điều khiển chính xác hơn.

Loại có spool feedback thường có thể cải thiện đặc tính này so với loại open-loop tương ứng.

Linearity là gì?

Linearity mô tả quan hệ giữa:

• Command.
• Flow.

có gần đường tuyến tính hay không.

Không nên hiểu chữ “tỷ lệ” nghĩa là:

50% command = chính xác 50% flow.

Flow còn phụ thuộc:

• Pressure drop.
• Tải.
• Spool.
• Đặc tuyến van.

Lưu lượng phụ thuộc Chênh áp

Van phân phối tỷ lệ là phần tử tiết lưu biến thiên.

Flow qua metering edge phụ thuộc cả:

• Độ mở spool.
• Chênh áp.

Do đó cùng một command:

• Tải nhẹ.
• Tải nặng.

có thể tạo flow khác nhau nếu không có cơ chế bù hoặc closed-loop tốc độ.

Đây là điểm rất quan trọng.

Pressure Compensator

Một số hệ kết hợp van tỷ lệ với:

• Pressure compensator.

Mục tiêu là giữ chênh áp qua metering edge ổn định hơn.

Nhờ đó flow ít bị ảnh hưởng hơn khi:

• Tải thay đổi.

Không nên mặc định mọi proportional directional valve đều có:

• Bù áp tích hợp.

Flow rating của Van

Flow định mức cần được đọc cùng điều kiện:

• Chênh áp.

Ví dụ một van được công bố flow tại một ΔP cụ thể.

Nếu pressure drop thực tế thay đổi:

• Flow cũng thay đổi.

Do đó không nên so sánh hai van chỉ bằng con số:

• L/min.

Pressure drop qua Van

Khi dầu đi qua metering edge:

• Có tổn thất pressure.

Pressure drop cao có thể:

• Sinh nhiệt.
• Giảm hiệu suất.
• Làm pressure khả dụng tại tải giảm.

Van quá nhỏ so với lưu lượng là một nguyên nhân phổ biến gây:

• Nóng dầu.

Áp suất P, A/B và T

Cần kiểm tra riêng giới hạn pressure:

• P.
• A.
• B.
• T.

Không nên mặc định:

T chịu cùng pressure với P.

Một số model có giới hạn return pressure riêng.

Spool Center

Vị trí trung tâm của spool ảnh hưởng trạng thái khi command bằng 0.

Có thể có nhiều cấu hình:

• Closed center.
• Tandem.
• Float.
• Các kiểu overlap khác.

Ở proportional directional valve, center characteristic còn liên quan:

• Spool lap.
• Leakage.
• Deadband.

Không nên thay một model chỉ vì cùng bốn cổng.

Zero Lap

Ở zero-lap spool:

• Metering edge gần vị trí vừa đóng tại center.

Đặc tính có thể cho:

• Độ nhạy cao.
• Khả năng điều khiển quanh zero tốt.

Nhưng leakage có thể khác spool overlap.

Overlap

Spool che cửa một khoảng tại center.

Ưu điểm:

• Có thể giảm leakage.

Hạn chế:

• Tạo deadband lớn hơn.

Thường cần controller bù nếu cần chuyển động rất mịn quanh zero.

Van phân phối tỷ lệ dùng cho Máy CNC

Có thể sử dụng để điều khiển:

• Xi lanh.
• Bàn máy.
• Cơ cấu kẹp.
• Cơ cấu thủy lực cần thay đổi tốc độ.

Ưu điểm:

• PLC điều khiển được nhiều mức tốc độ.
• Có thể tăng giảm tốc êm.
• Dễ thay đổi chương trình máy.

Van phân phối tỷ lệ dùng cho Máy ép

Đây là một ứng dụng phổ biến.

Chu trình có thể cần:

• Tiếp cận nhanh.
• Giảm tốc.
• Ép chậm.
• Dừng.
• Hồi nhanh.

Van tỷ lệ cho phép thay đổi flow theo từng giai đoạn.

Nếu cần kiểm soát cả:

• Lực ép.

hệ có thể cần kết hợp với:

• Van áp suất tỷ lệ.
• Pressure sensor.
• Controller.

Van phân phối tỷ lệ dùng cho Máy nhựa

Máy nhựa có nhiều chuyển động yêu cầu:

• Nhiều mức tốc độ.
• Tăng giảm tốc.
• Lặp lại tốt.

Van tỷ lệ có thể điều khiển flow theo:

• Recipe.
• Chu trình máy.

Cấu hình cụ thể phụ thuộc thiết kế máy.

Van phân phối tỷ lệ dùng cho Máy công cụ

Có thể sử dụng trong:

• Bàn trượt.
• Xi lanh cấp liệu.
• Cơ cấu kẹp.
• Cơ cấu phụ.

Van giúp:

• Chuyển động êm.
• Hạn chế va đập.
• Thay đổi tốc độ tự động.

Van phân phối tỷ lệ dùng cho Thiết bị nâng

Van có thể điều chỉnh:

• Tốc độ nâng.
• Tốc độ hạ.

Tuy nhiên không nên coi van tỷ lệ là:

• Load holding valve.

Nếu tải có nguy cơ rơi cần thêm giải pháp:

• Counterbalance.
• Pilot check.
• Van chống tụt.

phù hợp.

Van phân phối tỷ lệ dùng cho Motor

Motor có thể được điều khiển:

• Quay thuận.
• Quay ngược.
• Nhiều tốc độ.

Van tỷ lệ cho phép thay đổi flow mà không phải:

• Chỉnh tay van tiết lưu.

Nếu cần tốc độ chính xác khi tải thay đổi nên dùng:

• Feedback tốc độ.
• Closed-loop controller.

Van phân phối tỷ lệ dùng cho Máy tự động

PLC có thể cài:

• Tốc độ 1.
• Tốc độ 2.
• Tốc độ 3.
• Ramp.

cho từng bước.

Ví dụ:

Giai đoạn 1 → 80% command.

Giai đoạn 2 → 30%.

Giai đoạn 3 → 5%.

Sau đó đảo chiều.

Khả năng này linh hoạt hơn van ON/OFF.

Van phân phối tỷ lệ có Giữ tải được không?

Không nên coi van tỷ lệ spool là van giữ tải tuyệt đối.

Khi spool về center vẫn có thể tồn tại:

• Internal leakage.

Nếu tải cần được giữ:

• Lâu.
• Chính xác.
• An toàn.

có thể cần:

• Pilot check.
• Counterbalance valve.
• Khóa cơ khí.

tùy ứng dụng.

Van phân phối tỷ lệ có Điều chỉnh áp suất không?

Chức năng chính là:

• Hướng.
• Flow.

Van có thể ảnh hưởng tới pressure do tiết lưu nhưng không nên dùng nó thay thế:

• Relief valve.
• Pressure reducing valve.
• Proportional pressure valve.

nếu mục tiêu chính là kiểm soát pressure.

Van tỷ lệ có cần Van tràn không?

Có thể vẫn cần.

Van tỷ lệ không thay thế chức năng bảo vệ quá áp của hệ thống.

Cần có:

• Relief valve.
• Hoặc giải pháp pressure protection phù hợp.

Không nên chỉ dựa vào:

• PLC command limit.

để bảo vệ toàn bộ hệ.

Van tỷ lệ có cần Driver không?

Tùy model.

Có hai nhóm chính:

Electronics ngoài

Van có proportional solenoid nhưng không tích hợp driver.

Cần:

• Amplifier phù hợp.

Electronics tích hợp

Van nhận command trực tiếp theo chuẩn được quy định.

Không cần amplifier tỷ lệ rời.

Nhưng vẫn cần:

• Nguồn.
• Wiring.
• Command.
• Enable nếu có.

Van tỷ lệ có cần Cảm biến không?

Không bắt buộc trong mọi ứng dụng.

Nếu chỉ cần open-loop speed control:

• Có thể không cần sensor.

Nếu cần:

• Vị trí chính xác.
• Tốc độ ổn định.
• Lực chính xác.

thì cần cảm biến phù hợp.

Độ sạch Dầu

Van tỷ lệ có metering edge và spool chính xác.

Dầu bẩn có thể làm:

• Spool kẹt.
• Hysteresis tăng.
• Deadband thay đổi.
• Response chậm.
• Mài mòn.

Hệ cần:

• Filter phù hợp.
• Dầu sạch.
• Bảo dưỡng định kỳ.

Yêu cầu cleanliness cụ thể phải theo model.

Nhiệt độ Dầu

Nhiệt độ thay đổi:

• Độ nhớt.
• Leakage.
• Ma sát.
• Flow characteristic.

Dầu quá lạnh:

• Pressure drop tăng.
• Spool có thể phản ứng chậm hơn.

Dầu quá nóng:

• Leakage tăng.
• Seal nhanh lão hóa.

Nhiễu điện

Tín hiệu analog có thể bị ảnh hưởng bởi:

• Biến tần.
• Motor.
• Contactor.
• Dây công suất.

Nhiễu có thể gây:

• Spool dao động.
• Tốc độ không ổn định.

Cần thực hiện wiring và shielding theo hướng dẫn của:

• Van.
• Driver.
• Controller.

Coil của Van tỷ lệ bị nóng có bình thường không?

Coil có thể sinh nhiệt trong quá trình làm việc.

Mức nhiệt phụ thuộc:

• Dòng coil.
• Duty cycle.
• Môi trường.
• Thiết kế.

Nhiệt bất thường có thể do:

• Driver sai.
• Dòng quá cao.
• Coil lỗi.
• Nhiệt dầu quá cao.

Không nên chỉ đánh giá bằng cách:

• Chạm tay.

Dấu hiệu Van phân phối tỷ lệ bị lỗi

Một số dấu hiệu gồm:

• Không đổi hướng.
• Không điều chỉnh được tốc độ.
• Một chiều chạy yếu.
• Spool không về center.
• Cơ cấu tự trôi.
• Chuyển động giật.
• Tốc độ dao động.
• Coil nóng bất thường.
• Driver báo lỗi.
• Feedback spool lỗi.

Vì sao Van không phản ứng với Tín hiệu?

Có thể do:

• Không có nguồn electronics.
• Command không tới.
• Enable chưa bật.
• Driver lỗi.
• Coil hỏng.
• Spool kẹt.
• Wiring sai.

Cần kiểm tra cả:

• Điện.
• Thủy lực.

Vì sao Xi lanh chỉ chạy Một chiều?

Có thể do:

• Command chỉ có một cực.
• Một coil hỏng.
• Một amplifier channel lỗi.
• Spool bị kẹt.
• A/B bị nghẹt.
• Mạch pilot có lỗi.

Không nên kết luận van hỏng trước khi đo:

• Command.

Vì sao Xi lanh chạy Ngược Command?

Một số nguyên nhân:

• A/B nối ngược.
• Polarity command ngược.
• Wiring coil ngược.
• Logic PLC ngược.

Trong hệ closed-loop, feedback polarity sai còn có thể làm:

• Hệ mất ổn định.

Cần kiểm tra ở tốc độ thấp trước khi chạy đầy tải.

Vì sao Tốc độ không Tuyến tính theo Tín hiệu?

Điều này không nhất thiết là lỗi.

Flow còn phụ thuộc:

• Pressure drop.
• Spool geometry.
• Deadband.
• Hysteresis.
• Tải.

Do đó command 50% không đảm bảo tuyệt đối:

• Flow 50%.

Nếu cần chính xác hơn có thể cần:

• Calibration.
• Feedback.

Vì sao Tốc độ thay đổi khi Tải tăng?

Ở van không bù áp:

• Tải tăng làm pressure phía actuator thay đổi.
• ΔP qua metering edge thay đổi.
• Flow thay đổi.

Đây là đặc tính của hệ tiết lưu.

Nếu cần giữ tốc độ tốt hơn có thể cần:

• Pressure compensator.
• Closed-loop speed control.

Vì sao Xi lanh bị Giật quanh Tốc độ thấp?

Một số nguyên nhân:

• Deadband.
• Stick-slip.
• Flow quá nhỏ.
• Dither chưa phù hợp.
• Seal xi lanh ma sát.
• Dầu bẩn.
• Controller gain.

Không nên chỉ tăng command để che lỗi.

Vì sao Spool không về Center?

Có thể do:

• Spool kẹt.
• Coil còn dòng.
• Zero offset.
• Lò xo lỗi.
• LVDT hoặc electronics lỗi.
• Dầu bẩn.

Nếu van có closed-loop spool cần kiểm tra:

• Feedback signal.

Vì sao Van làm Dầu nóng?

Có thể do:

• Pressure drop cao.
• Flow lớn.
• Van quá nhỏ.
• Spool hoạt động ở vị trí tiết lưu nhiều trong thời gian dài.

Van tỷ lệ điều khiển bằng tiết lưu luôn có:

• Tổn thất năng lượng.

Nếu hệ làm việc liên tục cần đánh giá hiệu suất toàn mạch.

Vì sao Van phát tiếng Kêu hoặc Rung?

Có thể do:

• Spool dao động.
• Driver tuning.
• Dither.
• Nhiễu tín hiệu.
• Air trong dầu.
• Pressure dao động.

Cần kiểm tra cả:

• Command.
• Pressure.
• Wiring.

Vì sao Van nhanh Kẹt?

Một nguyên nhân thường gặp:

• Contamination.

Cần kiểm tra:

• Filter.
• Dầu.
• Manifold.
• Hose.
• Cặn trong hệ.

Không nên chỉ tháo spool lau rồi lắp lại nếu nguồn nhiễm bẩn chưa được xử lý.

Khi nào cần sửa hoặc thay Van?

Nên kiểm tra chuyên sâu khi:

• Spool kẹt.
• Coil hỏng.
• LVDT lỗi.
• Electronics lỗi.
• Internal leakage tăng.
• Van không phản ứng command.
• Hysteresis tăng rõ.
• Mặt lắp hỏng.
• Connector hỏng.

Trước khi thay cần xác định lỗi không nằm ở:

• PLC.
• Driver.
• Wiring.
• Bơm.
• Cảm biến.

Kiểm tra trước khi Lắp Van

Nên kiểm tra:

• Model.
• Spool code.
• Flow rating.
• Pressure rating.
• Command signal.
• Điện áp nguồn.
• Driver.
• Feedback.
• Mặt lắp.
• O-ring.
• Độ sạch dầu.

Không nên thay van chỉ vì:

• Ngoại hình giống nhau.

Kiểm tra Mặt lắp

Bề mặt phải:

• Sạch.
• Phẳng.
• Không có phoi.
• Không xước sâu.

O-ring phải:

• Đúng vị trí.
• Đúng size.
• Không bị cắt.

Không dùng:

• Silicone.
• Băng tan.

trên mặt subplate nếu thiết kế không yêu cầu.

Xả khí sau khi Lắp

Không khí trong hệ có thể gây:

• Xi lanh giật.
• Response không ổn định.
• Tiếng ồn.

Sau khi bảo trì cần xả khí theo:

• Quy trình của hệ thống.

Khởi động lần đầu

Nên bắt đầu với:

• Command nhỏ.
• Tốc độ thấp.
• Pressure phù hợp.

Kiểm tra:

• Hướng A/B.
• Polarity tín hiệu.
• Center.
• Leakage.
• Nhiệt độ.

Sau đó tăng dần command.

Không nên chạy ngay:

• Full signal.
• Full pressure.

sau khi vừa thay van.

Không tự thay đổi Thông số Driver

Các thông số như:

• Gain.
• Ramp.
• Dither.
• Current limit.
• Zero.

ảnh hưởng trực tiếp tới đặc tính van.

Không nên sao chép setting từ một model khác chỉ vì:

• Cùng hãng.

Không dùng Van tỷ lệ làm Thiết bị an toàn duy nhất

Van và electronics đều có khả năng:

• Hỏng.
• Mất điện.
• Lỗi tín hiệu.

Với tải hoặc máy có nguy cơ an toàn cần có:

• Pressure protection.
• Load holding.
• Emergency strategy.
• Khóa cơ khí.

phù hợp.

Ưu điểm của Van phân phối tỷ lệ

Sản phẩm có nhiều ưu điểm:

• Điều khiển hướng bằng điện.
• Điều chỉnh lưu lượng liên tục.
• Điều chỉnh tốc độ xi lanh.
• Điều chỉnh tốc độ motor.
• Tăng giảm tốc êm.
• Dễ kết hợp PLC.
• Có thể lập trình nhiều mức tốc độ.
• Có loại spool feedback.
• Có electronics tích hợp.
• Phù hợp tự động hóa.
• Ít va đập hơn khi điều khiển đúng.
• Phù hợp nhiều máy công nghiệp.

Nhược điểm của Van phân phối tỷ lệ

Một số hạn chế gồm:

• Giá cao hơn van ON/OFF.
• Yêu cầu dầu sạch hơn.
• Cần driver hoặc electronics.
• Wiring phức tạp hơn.
• Nhạy với nhiễu tín hiệu.
• Có internal leakage.
• Tổn thất năng lượng khi tiết lưu.
• Cần calibration ở một số hệ.
• Chọn sai spool gây lỗi vận hành.
• Không thay thế van khóa tải.

Chọn Van phân phối tỷ lệ theo Lưu lượng

Cần xác định:

• Flow làm việc.
• Flow cực đại.
• Tốc độ actuator.
• Diện tích piston.

Đối với xi lanh:

Q ≈ v × A

Cần tính riêng:

• Chiều tiến.
• Chiều lùi.

vì diện tích hai khoang có thể khác nhau.

Chọn theo Áp suất

Cần xác định:

• Working pressure.
• Peak pressure.
• Pressure P.
• Pressure A/B.
• Return pressure T.

Không nên chỉ nhìn maximum P pressure.

Chọn theo Spool

Cần xem:

• Center configuration.
• Lap.
• Flow direction.
• Fail-safe state.

Đây là thông số quan trọng không kém:

• Flow.
• Pressure.

Chọn theo Tín hiệu điều khiển

Cần cung cấp:

• Tín hiệu PLC.
• Tín hiệu controller.
• Voltage hoặc current.
• Signal range.

Không nên mua van trước rồi mới tìm cách:

• Ép PLC điều khiển cho phù hợp.

Chọn theo Electronics

Cần xác định:

• Amplifier rời.
• Hay electronics tích hợp.

Nếu dùng driver ngoài cần đúng:

• Coil current.
• Input range.
• Dither.
• Ramp.

Chọn theo Điện áp nguồn

Electronics hoặc coil có thể sử dụng nguồn khác nhau.

Không nên suy đoán dựa trên:

• Điện áp của van cũ cùng hãng.

Cần đọc đúng model.

Chọn theo Spool Feedback

Nếu ứng dụng cần:

• Độ lặp lại tốt.
• Điều khiển chính xác hơn.

có thể cân nhắc dòng có:

• LVDT spool feedback.

Nếu hệ chỉ cần điều chỉnh tốc độ tương đối:

• Loại không feedback có thể đủ.

Chọn Direct hay Pilot

Direct acting:

• Phù hợp nhiều flow nhỏ và trung bình.

Pilot operated:

• Có thể phù hợp flow lớn hơn.

Nhưng cần kiểm tra:

• Pilot pressure.
• Drain.

Không nên thay trực tiếp direct bằng pilot nếu hệ không hỗ trợ.

Chọn theo Response

Máy đóng gói hoặc cơ cấu chậm không cần cùng performance với:

• Motion system.
• Máy thử.

Cần chọn response phù hợp thay vì:

• Chọn van nhanh nhất có thể.

Chọn theo Kiểu lắp

Cần kiểm tra:

• NG6.
• NG10.
• Size khác.
• Port pattern.
• O-ring.
• Bulông.

Hai van cùng kích thước ngoài chưa chắc:

• Cùng mặt lắp.

Chọn theo Loại Cơ cấu

Cần xác định van điều khiển:

• Xi lanh một cần.
• Xi lanh cần đôi.
• Motor.
• Cơ cấu nâng.
• Máy ép.

Đặc tính tải ảnh hưởng trực tiếp tới lựa chọn.

Chọn theo Yêu cầu Điều khiển

Cần biết hệ chỉ cần:

• Điều khiển tốc độ open-loop.

hay cần:

• Position control.
• Speed control.
• Force control.

Điều này quyết định:

• Van.
• Sensor.
• Controller.

Chọn theo Độ sạch Dầu

Phải kiểm tra yêu cầu cleanliness của model.

Nếu hệ:

• Dầu bẩn.
• Filter không phù hợp.

van tỷ lệ có thể nhanh chóng:

• Kẹt.
• Mòn.
• Hoạt động không ổn định.

Lưu ý khi lựa chọn Van phân phối tỷ lệ

Trước khi lựa chọn cần xác định:

• Chức năng điều hướng.
• Lưu lượng.
• Working pressure.
• Return pressure.
• Spool code.
• Center configuration.
• Kiểu lap.
• Tín hiệu command.
• Nguồn electronics.
• Driver.
• Có feedback spool hay không.
• Direct hay pilot.
• Dynamic response.
• Kiểu mặt lắp.
• Loại dầu.
• Độ sạch dầu.
• Nhiệt độ.
• Loại actuator.

Không nên lựa chọn chỉ dựa vào kích thước, điện áp hoặc tên “van tỷ lệ”.

Tư vấn lựa chọn Van phân phối tỷ lệ

Khi lựa chọn Van phân phối tỷ lệ, nên cung cấp:

• Dùng cho xi lanh hay motor.
• Lưu lượng làm việc.
• Lưu lượng cực đại.
• Áp suất nguồn.
• Áp suất hồi.
• Tốc độ yêu cầu.
• Kiểu spool.
• Trạng thái trung tâm.
• Tín hiệu điều khiển.
• Nguồn cấp.
• Model driver hoặc amplifier.
• Có LVDT spool hay không.
• Kiểu mặt lắp.
• Kích thước NG.
• Loại máy.
• Số lượng cần mua.

Nếu thay van cũ, nên cung cấp thêm:

• Hình ảnh toàn bộ van.
• Hình ảnh tem model.
• Hình ảnh connector.
• Hình ảnh mặt lắp.
• Hình ảnh ký hiệu thủy lực.
• Model driver.
• Model PLC hoặc controller nếu liên quan.
• Sơ đồ điện.
• Sơ đồ thủy lực.
• Triệu chứng lỗi hiện tại.

Với van phân phối tỷ lệ, cùng kích thước mặt lắp và lưu lượng chưa đủ để thay thế trực tiếp. Phải đối chiếu thêm spool, tín hiệu điều khiển, electronics, feedback và đặc tính dòng của từng model.

Tham khảo thêm các sản phẩm tại danh mục Van tỷ lệ.

Câu hỏi thường gặp