自從一帶一路和新基建計劃的實施，工程機械的需求量也迅速增加。而關于工程機械，比例閥的控制問題是不容忽視的。比例閥是一種新型的液壓控制裝置。在普通壓力閥、流量閥和方向閥上，用比例電磁鐵替代原有的控制部分，按輸入的電氣信號連續地、按比例地對油流的壓力、流量或方向進行遠距離控制。
一 面臨的問題
普通分流計是根據直流電流通過電阻時在電阻兩端產生壓差的原理制成，只能簡單的測直流電。而工程機械比例閥的是PWM電流信號，需要通過特殊的方法進行濾波。普通的測量電流的方法就很明顯不適用了，所以如何測比例閥的電流就值得我們深思。
二 工程機械比例閥電流的測量方法
| 簡介
電液比例閥是近年來出現的控制元件，它是將輸入的電信號連續地、按比例地控制液壓系統中的流量、壓力和方向的控制閥，是介于普通閥和伺服閥之間的一種液壓控制元件。電液比例閥與普通液壓閥比較，有如下特點：
● 能夠較容易地實現遠距離或程序控制
● 能連續地、按比例地控制剪板機液壓系統的壓力和流量，對執行元件實現位置、速度和力的控制，并能減少壓力變換時的液壓沖去
● 減少了系統中液壓元件的數量，簡化了油路
● 比例閥一般都具有壓力補償性能，所以它的輸出壓力和流量可以不受負載變化的影響
在一般工程技術只需對力、位移、速度等參量進行控制，對動態性能要求不高，所以電液比例閥能滿足要求，因此已被廣泛采用。
電液比例控制的核心是控制電流。模擬式控制功率輸出級到比例閥線圈的電流是連續的，功率器件功耗大，需加裝散熱裝置。而PWM控制功率輸出級為開關型結構，功耗??；PWM信號中包含了同頻率的脈動量，無需另加顫振信號，抗干擾和抗污染能力強，滯后時間短，重復精度高；并且由于采用數控，與計算機連接方便，可實現程序控制。
| 方法
我們的方案是利用比例閥分流計測量閥電流，并輸出電壓信號。模塊內部帶有PWM濾波，可以將PWM電流信號的波形轉換成穩定的電壓信號輸出到模擬量模塊，同時模擬量模塊的剩下通道采集其他傳感器信號，然后連接IPEhub2，并且利用IPEhub2采集工程機械車輛總線信號，再輸出到PC端，也可以通過IPEmotion APP遠程實時查看數據。
在工況惡劣，空間狹小的試驗場景或工程機械領域，試驗人員在試驗環境中不但對自身安全沒有保障，也會對試驗過程造成影響，如高溫高壓測試，工程機械液壓系統測試中，而IPEhub2與IPEmotion APP結合，既保障了試驗人員的安全，也排除了對實驗結果有影響的因素，是為此類試驗制定的優質解決方案。
| 設備連接示意圖
三 硬件支持
| 比例閥分流計
該模塊用來測量電流，并輸出電壓信號。模塊內部帶有PWM濾波，可以將PWM電流信號的波形轉換成穩定的電壓信號輸出。與IPE模塊兼容性高。
性能：
● 工作溫度：-20℃~70℃
● 電氣隔離：未隔離
● 靜態供電電流：9-18V
● 采樣電阻：100mΩ
● 采集電流范圍：0-2A
● 采樣精度：≤1%
● 輸出信號：0-1V
| 模擬量采集模塊
● 支持模擬量測量
● 4通道模擬量信號輸入
● 采樣率可到2kHz，通道供電：0~15VDC
● 測量范圍：電壓：±100mV~±100V，電流：0~±20mA
● 測量精度：±0.13%(單極)±0.05%(雙極)±0.3%(電流)
● 硬件濾波：500Hz/250Hz
● 防護等級：IP67
● 相對濕度：5%~95%
● 配置接口：CAN HS
● 工作電壓：9~36VDC
● 工作溫度：-40~125℃
| IPEhub2
● 接口：2 CAN HS
● 協議/報文：CAN traffic，CAN send
● 數據存儲mSATA支持的上限：128G
● Ethernet接口：100Mbit
● 遠程功能：Wifi
● 數據存儲文件格式：HRD
● 供電：9-36 VDC
● 完全電氣隔離
● 防護等級：IP54
● 工作溫度：-40~85℃
| 軟件支持
接通電源，通過無線或者WiFi檢測到IPEhub2，檢測到模擬量模塊之后，通道一連接的為比例閥分流計，設置比例關系0-2A對應0-1V，傳感器范圍0-1V，需要給比例閥分流計進行供電。
這樣就可以同步測量和采集比例閥電流，以及其他傳感器信號。
