Danfoss PVED-CX User guide [zh]
技术样本
电液驱动器
PVED-CX 系列 4
powersolutions.danfoss.cn
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
修改历史记录
修订表
日期 更改 版本
2017 年 6 月 修正了阀芯位置数据
2014 年 9 月 修正了索引
2014 年 2 月 转换为丹佛斯布局 - DITA CMS
2009 年 10 月改为 2011 年 5 月 各种更新
0503
EB
EA
AA through DC
2 | © Danfoss | 2017 年 6 月
11070179 | BC00000068zh-CN0503
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
内容
参考资料
PVG 和 PVE 使用的缩略语............................................................................................................................................................7
PVG/PVE 产品参考文献.................................................................................................................................................................8
用于 PVED-CX 的标准.....................................................................................................................................................................8
概况信息
PVED-CX 简介.................................................................................................................................................................................... 9
PVED-CX 概述..................................................................................................................................................................................10
PVG 功能
PVG 功能........................................................................................................................................................................................... 12
PVED-CX 功能
PVED-CX 功能..................................................................................................................................................................................13
机械子系统...................................................................................................................................................................................... 13
壳体............................................................................................................................................................................................... 13
PVED-CX 线缆组件...................................................................................................................................................................13
安装形式......................................................................................................................................................................................14
线性可变差动传感器 (LVDT)...............................................................................................................................................14
阀芯中位弹簧............................................................................................................................................................................14
液压子系统...................................................................................................................................................................................... 15
电子和电气子系统........................................................................................................................................................................15
PVED-CX 通信..................................................................................................................................................................................16
计算子系统...................................................................................................................................................................................... 17
运行模式...........................................................................................................................................................................................18
完全运行模式............................................................................................................................................................................18
手动控制......................................................................................................................................................................................18
自动系统安全完整性自检 – ASSIST .............................................................................................................................. 18
PVED-CX 设置..................................................................................................................................................................................19
PVED-CX 日志记录........................................................................................................................................................................19
正常运行 – 自监控和近邻监控概念
设置点命令...................................................................................................................................................................................... 20
阀芯监督...........................................................................................................................................................................................20
电磁线圈控制................................................................................................................................................................................. 21
位置报告...........................................................................................................................................................................................21
近邻监督...........................................................................................................................................................................................21
微控制器监督................................................................................................................................................................................. 21
ASIC 监督.......................................................................................................................................................................................... 21
温度监督...........................................................................................................................................................................................21
PVED-CX 的节能.............................................................................................................................................................................21
PVED-CX 安全性说明
POST – 开机自检......................................................................................................................................................................... 22
ASSIST – 自动系统安全完整性自检.....................................................................................................................................22
PVED-CX 运行时故障监控..........................................................................................................................................................22
通信故障......................................................................................................................................................................................22
阀芯位置故障............................................................................................................................................................................22
系统数据故障............................................................................................................................................................................23
电气故障......................................................................................................................................................................................23
温度故障与修正....................................................................................................................................................................... 23
检测故障......................................................................................................................................................................................23
故障严重度...................................................................................................................................................................................... 23
PVED-CX 故障响应........................................................................................................................................................................24
故障报告...........................................................................................................................................................................................24
PVED-CX 故障恢复........................................................................................................................................................................25
技术数据
©
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
内容
PVED-CX 运行条件........................................................................................................................................................................26
性能.....................................................................................................................................................................................................26
PVED-CX 尺寸和布局................................................................................................................................................................... 26
PVED-CX 液压数据........................................................................................................................................................................30
PVED-CX 电气数据........................................................................................................................................................................31
通信.....................................................................................................................................................................................................32
阀芯控制...........................................................................................................................................................................................33
参数设置...........................................................................................................................................................................................34
安全相关功能................................................................................................................................................................................. 39
PVED-CX 阀门配置要点.............................................................................................................................................................. 41
使用层设置服务更改节点 ID....................................................................................................................................................42
步骤 1： 切换到配置模式..........................................................................................................................................................42
步骤 2： 配置节点 ID...................................................................................................................................................................43
步骤 3： 存储新分配的节点 ID............................................................................................................................................... 43
步骤 4： 切换到正常模式..........................................................................................................................................................44
LSS 查询服务...................................................................................................................................................................................44
SDO 访问 EDS..................................................................................................................................................................................46
PVED-CX LED ............................................................................................................................................................................. 32
CAN................................................................................................................................................................................................32
PVED-CX 阀芯位置...................................................................................................................................................................33
闭环控制......................................................................................................................................................................................33
阀芯监控、控制和故障反应...............................................................................................................................................33
节点 ID..........................................................................................................................................................................................34
EDS 参数 – 只读常量............................................................................................................................................................35
EDS 参数 – 可读写变量....................................................................................................................................................... 35
错误寄存器。只读变量.........................................................................................................................................................36
标识参数转换为可比较值....................................................................................................................................................36
产品代码和序列号的阅读指南.......................................................................................................................................... 36
字节读取指南............................................................................................................................................................................37
数字阅读指南 ...........................................................................................................................................................................37
错误日志。变量，只读，可变.......................................................................................................................................... 37
错误列表。只读变量..............................................................................................................................................................37
瞬时温度。只读变量..............................................................................................................................................................38
温度日志......................................................................................................................................................................................38
安全开关状态............................................................................................................................................................................38
紧急消息 (EMCY)...................................................................................................................................................................... 39
CAN 总线上的 EMCY 发布顺序...........................................................................................................................................39
重置紧急消息............................................................................................................................................................................39
EMCY 使用方行为....................................................................................................................................................................40
NMT 重置应用........................................................................................................................................................................... 40
NMT 重置通信........................................................................................................................................................................... 40
重新加载命令............................................................................................................................................................................41
切换到配置模式全局方法....................................................................................................................................................42
切换到配置模式选择性方法...............................................................................................................................................42
查询供应商 ID 命令.................................................................................................................................................................44
查询产品编码命令.................................................................................................................................................................. 44
查询修订号命令....................................................................................................................................................................... 45
查询序列号命令....................................................................................................................................................................... 45
查询设备节点 ID 命令............................................................................................................................................................46
设置 EDS 参数............................................................................................................................................................................46
设置 NNI 示例............................................................................................................................................................................46
查询 EDS 参数............................................................................................................................................................................47
查询 NNI 示例............................................................................................................................................................................47
查询错误日志示例.................................................................................................................................................................. 48
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
内容
阀门运行...........................................................................................................................................................................................48
ASSIST.................................................................................................................................................................................................53
状态机
关于 PVED-CX DSM 实施的要点..............................................................................................................................................58
启动状态：...................................................................................................................................................................................... 58
禁用状态：...................................................................................................................................................................................... 58
暂停状态：...................................................................................................................................................................................... 58
DEVICE_MODE_ACTIVE 状态：................................................................................................................................................ 59
FAULT_REACTION 状态：...........................................................................................................................................................61
故障暂停状态：.............................................................................................................................................................................61
故障状态：...................................................................................................................................................................................... 61
状态变换...........................................................................................................................................................................................61
限制和已知软件问题
警告
PVED-CX 警告..................................................................................................................................................................................64
错误代码
索引 1 • 常用名称： 保留...........................................................................................................................................................65
索引 2 • 常用名称： 电压过高.................................................................................................................................................65
索引 3 • 电压过低..........................................................................................................................................................................65
索引 4 • 非法状态命令................................................................................................................................................................ 66
索引 5 • 被零除，非法软件运算.............................................................................................................................................66
索引 6 • 内部表值损坏，非法软件运算...............................................................................................................................67
索引 7 • 错误数据解释，值截短.............................................................................................................................................67
索引 8 • 内插法错误，非法软件运算................................................................................................................................... 67
索引 9 • 与 uC 之间无握手.........................................................................................................................................................68
索引 10 • 监控器未启动..............................................................................................................................................................68
索引 11 • RTOS 错误......................................................................................................................................................................69
索引 12 • LVDT 验证错误............................................................................................................................................................69
索引 13 • 近邻 LVDT 故障...........................................................................................................................................................69
索引 14 • 温度传感器故障......................................................................................................................................................... 70
索引 15 • RAM 故障.......................................................................................................................................................................70
索引 16 • 平均温度过高..............................................................................................................................................................71
索引 17 • 代码内存检查错误.................................................................................................................................................... 71
索引 18 • 保留................................................................................................................................................................................. 71
索引 19 • EEPROM 写入故障......................................................................................................................................................72
正常运行......................................................................................................................................................................................48
NMT 启动对象........................................................................................................................................................................... 48
心跳消息......................................................................................................................................................................................48
进入设备激活模式.................................................................................................................................................................. 49
PVED-CX 节点 0x21..................................................................................................................................................................49
PVED-CX 节点 NID....................................................................................................................................................................50
设置点...........................................................................................................................................................................................51
同步消息：.................................................................................................................................................................................52
同步消息上 PVED-CX 阀芯位置 消息的传输................................................................................................................ 52
手动运行模式和完全运行模式配置 ................................................................................................................................53
ASSIST 预触发命令.................................................................................................................................................................. 53
ASSIST 运行命令.......................................................................................................................................................................54
ASSIST 的 LED ............................................................................................................................................................................55
取消 ASSIST 命令......................................................................................................................................................................56
ASSIST 中止消息.......................................................................................................................................................................57
PVED-CX 手动运行模式.........................................................................................................................................................60
PVED-CX 完全运行模式 ........................................................................................................................................................60
ASSIST 模式 ................................................................................................................................................................................60
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
内容
索引 20 • EEPROM 内容错误......................................................................................................................................................72
索引 21 • EEPROM 镜像故障......................................................................................................................................................73
索引 22 • 死区参数超出范围.................................................................................................................................................... 73
索引 23 • 保留................................................................................................................................................................................. 73
索引 24 • CAN 错误帧警告.........................................................................................................................................................74
索引 25 • 丢失来自主设备的信号...........................................................................................................................................74
索引 26 • 从总线关闭恢复......................................................................................................................................................... 75
索引 27 • 命令信号错误..............................................................................................................................................................75
索引 28 • 保留................................................................................................................................................................................. 75
索引 29 • 保留................................................................................................................................................................................. 76
索引 30 • 阀芯未在设置点......................................................................................................................................................... 76
索引 31 • 阀芯超出中位..............................................................................................................................................................77
索引 32 • 启动时阀芯超出中位................................................................................................................................................77
索引 33 • 电子元件温度过高.................................................................................................................................................... 77
索引 34 • 来自近邻的 CAN 阀芯位置丢失...........................................................................................................................78
索引 35 • 近邻 CAN 阀芯位置故障......................................................................................................................................... 78
索引 36 • 无设置点........................................................................................................................................................................79
索引 37 • CAN 堆栈错误..............................................................................................................................................................79
索引 38 • DSM 初始化失败........................................................................................................................................................ 80
索引 39 • A/D 变压故障...............................................................................................................................................................80
索引 40 • ASSIST 状态故障.........................................................................................................................................................80
索引 41 • ASSIST 计时故障.........................................................................................................................................................81
索引 42 • 近邻 阀芯在启动时超出中位................................................................................................................................81
索引 43 • ASSIST 近邻报告故障............................................................................................................................................... 82
索引 44 • ASSIST 阀芯未返回中位.......................................................................................................................................... 82
索引 45 • ASSIST 步骤故障.........................................................................................................................................................82
索引 46 • ASSIST 近邻阀芯无法转出......................................................................................................................................83
索引 47 • ASSIST 近邻阀芯未返回中位.................................................................................................................................83
索引 48 • ASSIST： A 油口流量过高.......................................................................................................................................84
索引 49 • ASSIST： B 油口流量过高.......................................................................................................................................84
索引 50 • ASSIST： A 油口流量过低.......................................................................................................................................84
索引 51 • ASSIST： B 油口流量过低.......................................................................................................................................85
索引 52 • 近邻 阀芯超出中位................................................................................................................................................... 85
索引 53 • 近邻 阀芯未在设置点.............................................................................................................................................. 86
索引 54 • 近邻 阀芯位置报告故障..........................................................................................................................................86
索引 55 • 参考电压故障..............................................................................................................................................................87
索引 56 • 节点 ID 故障................................................................................................................................................................. 87
索引 57 • EEPROM 地址错误......................................................................................................................................................88
索引 58 • 错误代码缓冲区......................................................................................................................................................... 88
订购信息
设置协议...........................................................................................................................................................................................89
参数协议模板................................................................................................................................................................................. 89
PVE-CX 代码.....................................................................................................................................................................................91
备件 PVED-CX 的出厂设置................................................................................................................................................... 89
用于 PVG 的 PVED-CX 设置协议.........................................................................................................................................90
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
参考资料
PVG 和 PVE 使用的缩略语
缩略语 描述
ASIC
ATEX
AVC
AVCTO
AVEF
CAN
CLC
CRC
-DI
DM1
DM2
DM3
DSM
ECU
EH
-F
FMEA
ISOBUS
J1939
LED
LS
LVDT 阀芯位置
传感器
NC
NC-H
NC-S
NO
PLC
PLUS+1
POST
Pp
PVB
PVBS
PVBZ
PVE
PVEA
PVED
PVEH
PVEM
PVEO
PVEP
PVES
PVEU
专用集成电路 - PVE 中阀芯位移传感器跟随控制器发送的位置设置
爆炸性环境使用认证
多路阀辅助控制命令 - 遵循用于多路阀控制的 ISOBUS/J1939 通讯协议
多路阀辅助命令超时 - 故障监控设置
多路阀辅助估算流量 - 用于多路阀反馈信号遵循 ISOBUS/J1939 协议
控制器局域网络 - PVED 所采用的通信方法
闭环控制
循环校验 - 确保数据有效性
带方向指示的 PVE
诊断消息 1 - 遵循 J1939 协议显示当前故障
诊断消息 2 - 遵循 J1939 协议显示历史故障
诊断消息 3 - 遵循 J1939 协议可以清楚故障历史
设备状态机。系统过程的明确说明
电子控制单元
电液
浮动阀芯的 PVE。两种型式： 4 针脚 ：75%处进入浮动位。6 针脚：拥有单独浮动针脚。
故障模式效果分析
CAN 的通信标准
CAN 的通信标准
发光二极管
负载敏感
线性可变差动传感器 - 位置传感器
PVE 中的常闭电磁阀
PVEH 中的常闭标准电磁阀
PVES 中的常闭电磁阀
PVE 中的常开电磁阀
可编程逻辑电路
丹佛斯 控制器和编程工具专利
开机自检。PVED 的启动评估。
先导压力。PVE 驱动的油道
比例阀基本模块 - 工作联
比例阀基本模块阀芯
比例阀基本模块零泄漏
比例阀电驱动器
带 2-6 % 迟滞的 PVE 型号
通过 CAN 通信进行数字控制的 PVE 型号
带 4-9 % 迟滞的 PVE 型号
带 25-35 % 迟滞的 PVE 型号
带开关驱动的 PVE 型号
PWM 控制的 PVE 型号
带 0-2 % 迟滞的 PVE 型号
带美国 0-10V 的 PVE 型号
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
参考资料
缩略语 描述
PVG
PVHC
PVM
PVP
PVS
PVSK
PWM
S4 DJ
SAE
-R
-NP
-SP
uC
uCSM
U
U
多分区式比例阀组
带大电流控制的阀门驱动器的 PV 型号
带手柄比例阀手动控制
比例阀泵侧模块入口
比例阀端盖板
比例阀端盖板吊机。带阀芯控制的入口模块
脉宽调制
遵循 J1939 协议用于 4 系列数字电控模块 PVED-CC 的调试软件
汽车工程师协会
带斜坡功能的 PVE
中位电磁线圈禁用的 PVE
带阀芯位置反馈的 PVE
微控制器
微控制器状态机
DC
S
电源直接电流； 也称为 V
用于 PVE 控制的转向电压； 也称为 V
，表示电池电压
bat
S
PVG/PVE 产品参考文献
用于 PVED-CX 的标准
参考文献
文献标题 类型 订货号
PVG 32 比例阀组 技术样本
PVG 100 比例阀组 技术样本
PVG 120 比例阀组 技术样本
PVG 32 公制油口 技术样本
PVED-CC 电液驱动器 技术样本
PVED-CX 电液驱动器 技术样本
PVBZ 基本模块 技术样本
集成了分流和 P 口切断功能的 PVSK 模块 技术样本
PVPV / PVPM 泵侧模块 技术样本
PVGI 组合模块 技术样本
PVSP/M 优先模块 技术样本
国际标准组织：
•
ISO 11898-2 公路车辆，CAN，第 2 部分，高速介质访问单元（物理层）
‒
ISO 13766:2006(E) 地面移动机械，电磁兼容性
‒
ISO 13849 机械安全
‒
汽车行业的 CAN：
•
CiA 3.01 v4.02 CANopen 协议。
‒
CiA 4.08 v1.51 用于比例阀的设备特定协议。
‒
IEC 61508
•
520L0344
520L0720
520L0356
11051935
520L0665
11070179
520L0721
520L0556
520L0222
520L0405
520L0291
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W
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
概况信息
PVED-CX 简介
丹佛斯 PVED-CX 是用于 PVG 32 的 4 系列电比例 驱动模块。
CX 是 CAN 总线通讯和扩展安全性的缩写。
PVED-CX 适用于需要更高安全标准的目标应用。尤其适用于起重机、运送人员的电梯和伸缩臂叉
车。
PVG 结合 PVED-CX 是满足安全完整性等级 2 (SIL2) 要求的设计 因此根据欧盟机械要求符合
2006/42/EC 在执行风险和危险分析时，丹佛斯 客户可以不采用外部安全系统，事符合 IEC61508 认证
系统的简易方法。
产品特定的接线线束和针对起重机使用特制 丹佛斯 端盖板 (PVSK) ，都是 PVED-CX 概念的一部分。
PVED-CX 系统设备的 IEC61508 认证由德国慕尼黑的 TÜV SÜD 完成。
带
PVED-CX 的 PVG
PVED-CX
在任何应用中运行 PVED-CX 之前，请通读所有警告。警告列表不得视为潜在危险的完整列表。根据
应用和使用的不同，可能发生其他潜在危险。
警告
主视图
PVED-CX
后视图
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W
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
概况信息
所有品牌和类型的方向控制阀（包括比例阀）都有可能发生故障，造成严重伤害。因此，全面分析
该应用非常重要。由于比例阀用于许多不同应用并且在不同操作条件下使用，因此机器生产商/系统
集成商应负责最终选择产品，确保达到应用的各项性能、安全与警告要求。
PVED-CX 概述
PVG 是一种片式滑阀，最多可串接 12 个控制模块。通过 PVED-CX，PVG 可以同时驱动一个或多个工
作模块。一个控制单元指的是由一个线缆组件连接的两到八个 PVED-CX 的组合，它们可以互相监
控，且当发现故障时任何 PVED 均可使整个阀组都进入安全状态。
工作口（A 或 B）的输出流量可通过以下组合进行控制：
•
•
•
警告
使用先导油压力控制阀芯位置的 PVED-CX。
阀芯机械手柄 (PVM)。
进入 PVG 的油液流量可使用电控主油阀门 (PVSK) 进行控制，与尾盖相同。PVED-CX 在 丹佛斯
SIL2 概念中可以作为 PVSK 控制器。PVSK 还可通过切换阀芯位置关闭 HPCO 油路，同时为 PVG 提
供油源
PVED-CX 功能 –
1 – 中位弹簧
2 – 电磁线圈
3 – PVED-CX 控制 的 PVG
4 – 安全开关
5 – 急停功能
框图
6 – 电子元件
7 – 电磁线圈电源
8 – 模拟近邻信息
9 – 近邻监控可以削减油液流量
10 – 设置点和反馈
10 | © Danfoss | 2017 年 6 月
PVED-CX 使用 CANopen 协议，因此沿用标准协议 CiA301v402，对于比例阀沿用设备特定的协议
CiA408v151，只需增加少量零部件。
CAN 通信的物理层适用于 ISO 11898-2 高速 CAN 通讯。
阀芯通过阀芯位置控制，每个方向拥有 127 个位移量且带有死区补偿。可以在受控模式下执行手动
操作。
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
概况信息
电子元件和阀芯控制单独供电，如果发生故障，监控系统可以关闭对应的工作模块的电控模式。
内部监控会持续评估阀芯位置、通信、电子元件、存储器、计算和温度。
为了避免不必要的功耗，PVED-CX 具有节能功能，当阀芯处于中位时功耗会下降大约 90%。
PVED-CX
总线控制
PVG 32
概览，
PVE
选择安装
©
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V310072.A
PVE
Electronics
NC Solenoid valve
Pilot oil supply
B port
Oil
A port
PVB
PVM
Neutral spring
PVBS
NO solenoid valve
LVDT
<- Retract towards PVE
Extend away from PVE ->
P -> A
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVG 功能
PVG 功能
本章概述 PVG 及其功能。
阀组标准安装—从
PVP
方向看过去
PVG 阀通过对应的工作模块将液压油分配到应用中的各执行机构 这是通过控制阀芯 (PVBS) 开度来实
现的。
根据所选的部件，工作油通过 PVP（比例阀泵侧模块）或 PVSK（用于吊机的比例阀端盖板）进入
PVG 阀组，通过 P 油口进入 PVB（比例阀基本模块），通过 T 油口回油。
上图是从 PVP 看向标准安装的 PVM 、 PVE 和 PVSK 的阀片。PVM 和 PVE 一般可以互换，称为可选安
装。
通过中位弹簧将阀芯保持在中位时，工作片的 P 通道与工作油口被阻断。
如图 4 所示，阀芯向 PVE 方向移动是打开 P 和 A 之间的油路，也会打开 B 和 T 之间的油路。可以通
过推动 PVM 或向 PVED 发送回缩命令完成。PVED 控制先导油压力 (Pp) 进去 PVBS 的右端，驱动阀
芯，同时释放 B 侧压力，从而移动阀芯。有关 PVG 的详细信息，请参考相关产品样本。
任何带有 PVM 的 PVG 均可由 PVM 单独操作，不需要电源供电 任何带有 PVED-CX 阀芯位移监控的
PVG 阀组都需要对电控模块供电和实现通讯
12 | © Danfoss | 2017 年 6 月
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V310078.A
Oil pressure
Solenoids
Poppet valve
Function
Control
Communication
ASIC
LVDT
Closed loop
Set point via CAN
PWM
Analogue reporting
CAN reporting
LED status
CAN signal acceptance
Message sanity
Hand shake - component sanity
Memory check
Calculation vs execution
Redundant calculation
Component environment
Logging
Ignore input
Deactivate solenoids
Deactivate all modules in section
CANbus reporting
Logging
LED setting
Reaction
Safety
System controller
Neighbor module
PVED-CX section
Spool
Application hydraulic system
Application electrical system
Monitoring
PVED-CX
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 功能
PVED-CX 功能
本节重点讲述 PVED-CX 的工作和交互方式。要了解模块设置和系统运行则必须了解此内容。
PVED-CX 是一个机电一体化设备，即一个与外部的机械、液压、电子元件、电气和计算机系统进行
交互的机械、液压、电子元件、电气和计算机系统。
PVED-CX
机电一体化设备
机械子系统
©
Danfoss | 2017 年 6 月
壳体
本产品的壳体将保护内部零件免受环境影响，其设计提供了与电缆、先导压力和阀芯的最佳接口。
PVED-CX 线缆组件
针对 PVED-CX 设计了一个特殊的线缆组件，使其能够在具有近邻监控的二到八个模块的控制区内运
行。
该线缆具有五个外接线：
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System
Controller
Vbat
Vneg
CAN_H
CAN_L
Vbat2
CAN_H
Cable harness
Cable harness
PVED-CX #1 PVED-CX #2 PVED-CX #n
Cable harness
LVDT out
LVDT in
Vbat2 out
Vbat2 in
Vbat3
CAN_L
CAN_H
Vneg
Vbat
LVDT out
LVDT in
Vbat2 out
Vbat2 in
Vbat3
CAN_L
CAN_H
Vneg
Vbat
LVDT out
LVDT in
Vbat2 out
Vbat2 in
Vbat3
CAN_L
CAN_H
Vneg
Vbat
120 ohm
V310008.B
W
W
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 功能
•
•
•
•
•
线缆组件原理
CAN 高信号线
CAN 低信号线
用于电子元件电源的 V
用于电磁线圈电源的 V
接地
bat
bat2
在模块之间增加了三个线：
1.
V
电源。此线在模块之间按照 V
bat2
bat2
关。
2.
V
电源是来自最后一个模块的 V
bat3
3.
LVDT out – LVDT in 信号线。此线将一个模块中的模拟阀芯位置信号关联到近邻微控制器。
bat2
最后一个接头中的端子是可选的。
安装形式
丹佛斯 PVG 概念基于部件可互换性。这对于 PVED-CX 也有效，可进行现场改装。
PVED 可安装在 PVB 的任何一侧。
•
通讯总线组件可从 PVP 旁边的第一个或最后一个接头进行安装。
•
通讯总线交货时可带也可不带 CAN 总线端子。
•
警告
不使用推荐扭矩可能损害性能和模块。
线性可变差动传感器 (LVDT)
线性可变差动传感器 (LVDT) 或位置传感器是机械系统（阀芯）和电子系统之间的接口。
警告
PVED 的 LVDT 绝不能进行机械调节、弯曲、损伤或部分堵塞，因为这样会导致阀芯位置信息出错。
out – V
in 的方式进行联接，并串接模块中的安全开
bat2
out 的变体，用于为电磁阀供电。
14 | © Danfoss | 2017 年 6 月
阀芯中位弹簧
PVBS 中位弹簧是一个重要的安全部件，在电磁阀禁用时用于将 PVBS 保持或移动到切断位置。只要
差压低于 6 bar，该弹簧就会将阀芯移动到 A 油口和 B 油口关闭位置。
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Pp
NC3
NC1
Spool
NO4
NO2
Tank
LVDT
Set point
V310073.A
1.0 [0.039]
Electronics
W
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 功能
液压子系统
液压子系统用于移动阀芯，因此会打开用于执行机构的油路。
先导油简图
电子和电气子系统
液压子系统的核心是电磁阀桥。该子系统包括四个高速开关阀，上面两个为常闭状态 (NC-S) 但带有
可以实现小部分泄漏的阻尼，下面两个为常开状态 (NO)。
阀芯偏离中位时， Pp 先导压力作用于 PVBS 中位弹簧运行，当复位时则与该弹簧一起运行。由于 NO
（常开）电磁阀比 NC-S （常闭）的开口要大，所以阀芯回中要比阀芯开启的速度更快。
警告
Pp 的堵塞可能会影响对阀芯的有效控制。先导压力不足会对阀芯控制造成限制。过高的 Pp 先导油
压力可能会损坏系统。
PVED-CX 基于已知的 PVED-CC 系列 4 技术，以及控制电磁阀主要功能的 ASIC 为核心，此外还辅助了
一个微控制器系统作为模块安全管理器以及模拟 ASIC 和 CAN 总线通信的接口。该微控制器还监控其
相邻 PVED-CX，能够禁用整个阀组（2-8 片）的阀芯驱动。
©
Danfoss | 2017 年 6 月
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Safety
switch
Controller
Analogue
Control
Solenoid
Valves
Main Spool
Position
sensor
Cable harness
CAN
Spool Set-point
Closed loop
feed back
LVDT out to neighbor B
LVDT in
from
neighbor A
Spool position
Solenoid valve
control
Vbat3
Vbat2 in
Vbat2 out
Pilot oil
pressure
build up
Mech linkage.
Solenoid valve
enable
Safety
switch
Controller
Analogue
Control
Solenoid
Valves
Main Spool
Position
sensor
Cable harness
CAN
Spool Set-point
Closed loop
feed back
LVDT out to neighbor B
LVDT in
from
neighbor A
Spool position
Solenoid valve
control
Vbat3
Vbat2 in
Vbat2 out
Pilot oil
pressure
build up
Mech linkage.
Solenoid valve
enable
Neighbor A
Neighbor B
Safety
switch
Controller
Analogue
Control
Solenoid
Valves
Main Spool
Position
sensor
Cable harness
CAN
Spool Set-point
Closed loop
feed back
LVDT out to neighbor B
LVDT in
from
neighbor A
Spool position
Solenoid valve
control
Vbat3
Vbat2 in
Vbat2 out
Pilot oil
pressure
build up
Mech linkage.
Solenoid valve
enable
V310 207.A
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 功能
电子元件的功能模块
PVED-CX 通信
16 | © Danfoss | 2017 年 6 月
控制器： 内置的微控制器。
安全开关： 用于控制分区电磁线圈集体禁用的 MOSFET
位置传感器： 机械电气接口。
模拟控制： 基于阀芯位置控制闭环控制。将阀芯实时位置和错误状态反馈到电气控制系统中。
TPVED-CX 具有三种通信方法。
来自模块的光学通信
•
模拟单向通信
•
数字双向通信
•
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NOT_READY
INIT
FAULTDISABLED
HOLD
FAULT_HOLD
DEVICE_MODE_
ACTIVE
FAULT_
REACTION
Operational
Pre-Operational
Stopped
Communication state machine
Initialisation
Reset
Application
Reset
Communication
Initialising
Device state machine
Power on
V310034.A
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 功能
光学 - LED
实施的闪烁和常亮的灯光可用来简化维护和应用工程设计。
模拟
实施模拟通信。
从电控模块发出的模拟信号到故障监控模块，从而实现通讯简化。
受监督的模块在设置中称为邻居设置。
受监督模块（近邻）的运行模式决定了监控模块的行为。
数字 – CANopen
CANopen 通信是主要方法。该方式用于：
•
•
•
•
主模块进行的模块控制。主模块定义状态变换和设置点。
从模块到主模块的报告。模块报告阀芯位置和违反安全的信息
主模块对模块进行设置。某些参数可以更改。
从主模块到模块的查询。
计算子系统
CANopen 是汽车 CAN (CiA) 协会定义的通信协议。有关该协议的详细信息，参考 CiA。
PVED-CX 运行基于所定义的设备状态机 (DSM)，它提供了状态变换的条件。通信状态机 (CSM) 是 DSM
的前提条件。
状态变换取决于 PVED-CX 状况等内部条件，还可能取决于应用控制器命令以及正常阀门运行前提条
件的变化等外部条件。
用于
PVED-CX 的 DSM 和 CSM
©
Danfoss | 2017 年 6 月
PVED-CX 通电时，会启动组件，验证组件状态和参数设置。称为开机自检 (POST)。
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 功能
如果自检通过，PVED 则进入禁用状态，并让控制器了解为活动状态。否则进入故障模式，如果可能
还会生成一个故障消息。
当状态为活动设备模式或禁用设备模式时，可以信任模块报告，当处于故障状态时，有效性与故障
类型相关。
运行模式
PVED-CX 具有三种可访问的正常运行模式。
•
•
•
同一个控制分区内所有模块不一定均处于相同的运行模式。
故障监控的活动状态与运行模式无关。
参见 PVED-CX
完全运行模式
在完全运行模式下，PVED-CX 控制阀芯，同时监控近邻阀芯。
完全运行。阀芯位置受到控制和监控。设备活跃模式。
手动运行。阀芯位置受到监控。禁用设备模式。
自动系统安全完整性自检。设备活跃模式。
安全性说明
页 22 部分。
此模式的特征为：
设置点从主模块接收，且有模块执行操作
•
如果不处于节能模式，可以调节电磁阀启用
•
设置点和阀芯位置的近邻监控为激活状态
•
阀芯位置报告为激活状态
•
没有故障
•
LED 呈绿色
•
手动控制
在手动控制模式下，PVED-CX 无法控制阀芯。
此模式的特征为：
阀芯位置由 PVM 和阀芯中位弹簧限制
•
设置点不进行运算。主模块不必发送
•
电磁阀通过本地开关禁用
•
阀芯报告的近邻监控为激活状态
•
阀芯位置报告为激活状态
•
没有故障
•
LED 呈绿色。
•
18 | © Danfoss | 2017 年 6 月
自动系统安全完整性自检 – ASSIST
ASSIST 是一个最终检测和维护检测工具，尤其与部件更换和系统修改相关联。
在 ASSIST 中会自动进行检测系统将阀芯移动识别为故障和信号是否一致的能力。其中还包括线缆束
带来的冗余性。
将检测以下内容：
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 功能
•
•
•
•
•
•
此模式的特征为：
•
•
PVED-CX 设置
PVED-CX 提供了系统信息设置和系统运行设置。根据 CANopen 的要求，这些参数组织在了电子数据
表 (EDS) 中。这些可用参数既有固定参数也有可变参数。有关该协议的详细信息，参考 CiA。
PVED-CX 日志记录
复位弹簧将主阀芯复位并保持在中位
4 个电磁阀
LVDT 传感器
ASIC 阀芯位置报告
主阀芯位置的 ASIC 闭环控制
节点 ID 和近邻节点 ID 有效性
电磁阀激活但不受主设备控制
故障监控和报告具有模式特定的模式
在运行期间，PVED-CX 会记录数据，可以随时访问。
错误历史。运行时日志跟踪 FIFO 缓冲器中的错误顺序，此类日志会在重置和关闭电源时清除。
•
错误计数。对于每个错误代码，均在 EEPROM 中维护了一个发生次数计数器
•
温度（当前）
•
温度直方图。每 6 分钟运行时间记录一次当前温度
•
©
Danfoss | 2017 年 6 月
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Safety
switch
Controller
Analogue
Control
Solenoid
Valves
Main Spool
Position
sensor
Cable harness
CAN
Spool Set-point
Closed loop
feed back
LVDT out to neighbor B
LVDT in
from
neighbor A
Spool position
Solenoid valve
control
Vbat3
Vbat2 in
Vbat2 out
Pilot oil
pressure
build up
Mech linkage.
Solenoid valve
enable
Safety
switch
Controller
Analogue
Control
Solenoid
Valves
Main Spool
Position
sensor
Cable harness
CAN
Spool Set-point
Closed loop
feed back
LVDT out to neighbor B
LVDT in
from
neighbor A
Spool position
Solenoid valve
control
Vbat3
Vbat2 in
Vbat2 out
Pilot oil
pressure
build up
Mech linkage.
Solenoid valve
enable
Neighbor A
Neighbor B
Safety
switch
Controller
Analogue
Control
Solenoid
Valves
Main Spool
Position
sensor
Cable harness
CAN
Spool Set-point
Closed loop
feed back
LVDT out to neighbor B
LVDT in
from
neighbor A
Spool position
Solenoid valve
control
Vbat3
Vbat2 in
Vbat2 out
Pilot oil
pressure
build up
Mech linkage.
Solenoid valve
enable
V310 207.A
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
正常运行 – 自监控和近邻监控概念
主阀芯被中位弹簧保持在中位。通过操纵机械手柄 (PVM) 或电磁阀结合 Pp，阀芯可以移动到任何位
置，从而为执行机构提供工作压力。
控制分区内的功能合作
设置点命令
阀芯监督
20 | © Danfoss | 2017 年 6 月
PVED 的设置点由系统主控制器/主模块通过 CAN 总线广播。在传输期间，总线上的所有模块均会评
估该信号是否正常，但仅针对该具体信号编程的模块会执行进一步计算。
收到时，微控制器（相关模块和近邻）会评估设置点的有效性。
如果设置点有效，且节能处于活动状态时未阻断，则微控制器会连接 ASIC 中的一个本地开关，启动
电磁阀。
控制器将数字消息转换为一个 PWM 信号，并将其发送到 ASIC。
ASIC 评估 PWM 是否处于有效范围内。
ASIC 在任何时候都会通过位置传感器 (LVDT) 反馈监控阀芯位置。这就确定了用于闭环控制回路的阀
芯位置。另外，阀芯位置作为模拟信号从 ASIC 发送到近邻微控制器，LVDT 反馈也提供到微控制器用
于生成 CAN 消息。
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
正常运行 – 自监控和近邻监控概念
电磁线圈控制
基于设置点和阀芯位置，ASIC 以固定频率执行闭式回路控制，控制电磁线圈桥。
位置报告
作为系统配置的模块运行时，PVED-CX 会持续发送阀芯位置的报告。这将用作应用控制器和近邻模
块进行比较的信息。
近邻监督
微控制器监督
ASIC 监督
CAN：
模拟： 阀芯位置作为模拟信号发送到近邻微控制器。
阀芯位置在 CAN 总线上进行计算和广播，且带有数据冗余呈现。
当阀芯位置离中位小于大约 0.7 mm 时，将报告为关闭。
当阀芯位置离中位大于大约 0.7 mm 时，将报告为开启。
当阀芯偏离中位的距离超过软件死区阈值时，阀芯位置将考量过去 50 毫秒内的平均值。
特制的 PVED-CX 线缆组件将确保监督模块拥有来自受监督模块的阀芯位置模拟值，还拥有通过 CAN
总线报告的阀芯位置。如果受监督模块为完全运行模式，则还会得到来自控制器的设置点信息。
近邻微控制器对模拟阀芯位置值和 CAN 阀芯位置值进行比较。在完全运行模式下，还会将阀芯位置
与设置点进行比较。任何偏差都会引发错误。
有关 PVG 中的阀芯监控，请参见
线缆组件原理
。
微控制器具有互为监控器功能，且由一个 PIC 提供关闭 ASIC 的冗余功能。该 PIC 还可以关闭 CAN 通
信。
用于 LVDT 的 ASIC 馈送信号由微控制器进行监控。
温度监督
PVED-CX 的节能
©
Danfoss | 2017 年 6 月
电子印刷电路板 (PCB) 的温度将持续监控。其目的有二：
计算的预期系统反应时间必须反应油液粘度中的温度变化。
•
组件温度条件位于指定范围内。
•
为了最大程度减少能耗，PVED-CX 具有节能功能。如果 PVED-CX 的设置点阻断时间超过 500 毫秒，
电磁阀则会被本地关闭活跃状态。这样会将功耗减少 90%。
11070179 | BC00000068zh-CN0503 | 21
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 安全性说明
默认情况下，安装状态变换的丹佛斯定义为： 阀芯位于阻断位置（中位）。PVED-CX 具有主动故障
反应，例如发生故障时系统进入安全状态。
PVED-CX 安全概念基于三个元素：
•
•
•
产品安全性的基本要素为：
•
•
•
•
POST – 开机自检
通过开机自检是完全运行模式和 ASSIST 的前提条件。
POST – 开机自检
ASSIST – 自动系统安全完整性自检
运行时故障监控和反应
模块持续监控
故障识别和反应
故障报告和记录
故障恢复
POST 评估内部信号、存储器状态、内部设置和近邻通讯。
ASSIST – 自动系统安全完整性自检
自动系统安全完整性自检评估电气接线、模块间通信、阀芯监控和阀芯驱动控制。
ASSIST 是一个可选检测，但在以下情况下必须通过该检测：
首次使用 PVG
•
设置变化
•
线缆组件更换和操作
•
模块更换
•
PVED-CX 运行时故障监控
故障监控是持续自我监控和近邻监控的组成部分。一些条件会强制设备状态机转换到故障模式。有
关详细信息，请参见以下部分： 数据部分和错误代码。
通信故障
通信故障会中断应用（系统）和模块合作。这些故障主要与接线故障、禁用的控制器和非法命令相
关。
通信丢失
•
与无效数据的有效通信
•
通信干扰
•
22 | © Danfoss | 2017 年 6 月
CAN 通信基于适用于 ISO 11898-2 高速 CAN 的物理层。此标准规定的故障与本文无关，此类故障将作
为异常通过总线关闭进行恢复。
阀芯位置故障
阀芯位置故障与应用的液压性能直接相关。这些故障表明了所要求阀芯位置与实际阀芯位置之间的
差异。
位置故障具有以下类别：
11070179 | BC00000068zh-CN0503
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 安全性说明
•
•
•
阀芯位置通过 LVDT 与阀芯端部的接触点确定。LVDT 故障被视为电气故障。
阀芯位置处理公差的方式如“数据”部分所述，会考虑机械延迟和温度影响。
系统数据故障
数据处理取决于所存储数据的质量以及输入数据的范围。为了避免故障，会监控以下内容：
•
•
•
•
•
•
•
•
阀芯超过要求位置。
阀芯方向与要求相反。
阀芯不在中位： 目标窗口监控
EEPROM 的降级。
FLASH 的降级。
查找表的完整性
未定义的计算 - 被 0 除
外部写入替代内部写入
不希望被外部干扰中断
中断的写入过程 - 数据镜像
阀芯位置计算中的不一致
电气故障
对以下电气信号的质量/存在进行监控，以保证其行为位于规范之内。
PIC 和微控制器之间的相互监控器信号
•
指定级别的电池电压
•
来自 ASIC 的 LVDT 反馈信号
•
有模拟量到数字量的转换器 ADC
•
从微处理器发送到 ASIC 的 PWM（脉宽调制）信号
•
温度故障与修正
电气组件可靠性、电子组件的使用寿命同油液黏度一样受到温度的影响。PCB 上的温度测量用于：
在 PCB 温度过高时阀芯控制会中断
•
在 PCB 平均温度过高时阀芯控制会中断
•
在 PCB 温度过低时阀芯监控会延迟造成控制超时
•
基于温度柱状图确定产品工作时长
•
检测故障
PVED 具有两个特殊状态检测。
POST。开机自检用于检测运行前的模块完整性。
•
ASSIST。自动系统安全完整性自检用于检测控制分区内的模块合作。
•
故障严重度
©
Danfoss | 2017 年 6 月
PVED-CX 具有三个故障严重度。
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技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 安全性说明
•
•
•
警告
如果故障预期来自外部来源，PVED 性能在状态过去后不会受到影响，只是进入警告状态。警告对近
邻模块活动没有影响。
重要
如果系统定义元素的可靠性可能会受到威胁，则进入重要故障状态。重要等级对近邻模块活动有影
响。
严重
如果系统可靠性可能会受到威胁，则进入严重故障状态。严重等级对近邻模块活动有影响。
临界值未通过
如果存在故障前提条件，PVED 会进行跟踪但是会根据要求运行，直到通过最终的临界值，例如阀芯
未处于所要求位置但时间很短。
对于与时间或发生次数临界值相关的每个故障，都会创建一个计数器。
警告
重要
严重
PVED-CX 故障响应
故障报告
计数器根据取决于故障的方案进行启动和重置。
故障响应在 PVED-CX 中的优先级最高。根据故障的不同，PVED 会立即进入定义的故障状态。任何严
重度更高的故障都会覆盖现存的严重度稍低的故障。
警告
重要和严重
故障报告属于通信任务的一部分，比故障反应的优先级要低。
CAN 总线 恰当的紧急消息要根据 CANopen 标准发出。
错误日志 故障存储在 RAM 的 EDS 日志中，使用先进先出缓冲区存储过去的 50 个错误。
发光二极管 为了确保简便的维护，PVED-CX 使用 LED 来显示模块的状态。
本地切换被禁用。电磁阀禁用。
阀芯监控和报告仍然活跃。禁用设置点与实际位置的比较
根据运行模式，故障监控仍然活跃。
近邻监控仍然活跃
安全开关被禁用。整个控制分区内的电磁阀禁用。
阀芯监控和报告仍然活跃。禁用设置点与实际位置的比较
根据运行模式，故障监控仍然活跃。
近邻监控仍然活跃
如果发生多个错误，严重的故障优先级高于重要故障，重要故障优先级高于警告。
相同严重度的错误按照发生顺序广播。
故障存储在 EEPROM 的 EDS 日志中，显示每个故障 ID 的发生次数。最多为 255
个。
EEPROM 中的错误日志无法重置。
24 | © Danfoss | 2017 年 6 月
11070179 | BC00000068zh-CN0503
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
PVED-CX 安全性说明
PVED-CX 故障恢复
模块和系统故障恢复需要所有故障均消失。
警告 可以使用软件重置命令进行恢复。
重要 可以使用软件重置命令进行恢复。
严重 只能通过重新上电来恢复。
©
Danfoss | 2017 年 6 月
11070179 | BC00000068zh-CN0503 | 25
5 SP_POS_IN
4 not connected
2 Vbat2 IN
1 Vbat2 OUT
10 SP_POS_OUT
9 CAN_L
8 CAN_H
7 Vneg
6 Vbat
3 Vbat 3
LED
V310 021.A
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
技术数据
PVED-CX 运行条件
PVED-CX 只能根据此表运行。
运行条件
模式 供电
电气检测 POST 必需 可选 可选 可选
系统检测 ASSIST 必需 必需 必需 已禁用
手动运行 可选
完全运行 必需 必需 必需 必需
*
如果需要阀芯位置信息则必需
**
获得符合本产品样本的电气性能的前提条件是控制分区内 PVED-CX 的相互关联。一个控制分区是通
过电缆组件连接的两个到八个 PVED-CX。
丹佛斯 定义阀芯设置到阻断位置/中位时的安全状态。
如果需要液压性能。
功率 CAN 控制 先导油压力 主油压
*
可选
*
可选 必需
**
**
性能
PVED-CX 尺寸和布局
驱动的反应时间（油液粘度：21 ± 0.5 cSt，先导压力 (P-T)：13.3 ± 0.5 bar）
响应时间 - 功能 电磁线圈 最小 最大
从中位到最大阀芯动作 通电
从阀芯最大开度到中位 通电
从通电到最大阀芯动作 通电
从阀芯最大开度到中位 已禁用
通电； 从通电到 CAN 活动
每个模块的 ASSIST 运行时间 4 秒
0.02Hz 时的迟滞
- - 1000 ms
- 0 % 1 %
50 ms 200 ms
- 150 ms
1000 ms 4000 ms
- 175 ms
接头针脚输出
26 | © Danfoss | 2017 年 6 月
11070179 | BC00000068zh-CN0503
J0
J1
J2
Jn
Jn Strip + Wirequard 51418
2 x 1.5 mm2 + 3 x 0.75 mm2 Roboslepp
8 x 0.75 mm2 Roboslepp
Long cable 4000 ±50 mm / Short cable 1000 ±50 mm
135
Marking Part No. + prod. week-year
V310192.B
W
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
技术数据
电缆尺寸
长线缆组件 (4000 mm) 不带 CAN 总线端子。
短线缆组件 (1000 mm) 在接头 Jn 中带有 120 Ohm CAN 总线端子。
警告
线缆专门用于 PVED-CX。在 0°C [32°F] 以下温度处理线缆时，避免扭曲和粗暴拿放。
线缆颜色代码和外部链接
描述 J0 / 线缆端头
CAN 低位
CAN 高位 橙色
接地 棕色
Vbat
Vbat 2
*
CAN 线缆仅用于符合 ISO 11898-2 标准的通信。
*
黄色
红色
绿色
J1 J2 Jn
9 9 9
8 8 8
7 7 7
6 6 6
2
– –
©
Danfoss | 2017 年 6 月
11070179 | BC00000068zh-CN0503 | 27
J0
J1 J2 J3 J4 J6 J7J5
V310199.B
技术样本
PVED-CX 系列 4 电液驱动器
技术数据
带线缆组件的
PVED-CX
线缆安装时可以让 J1 位于最右侧。
近邻指南
节点接头
近邻接头
示例
节点 ID
近邻节点 ID
J1 J2 J3 ... Jn
Jn J1 J2 ... Jn-1
20 21 22 ... 26
26 20 21 ... 25
线缆组件规格
电压 - V
bat，Vbat2
功率 最大 80 W
机箱等级 - 带 AMP JPT 接头版本
环境温度 使用 -30 °C → +90 °C
存储 -40 °C → +100 °C
在包装内长时间储存条件建议 +10 °C → +30 °C
最大 36 V
IP 66
[-22 °F → +194 °F]
[-40 °F → +212 °F]
[50 °F → +86 °F]
28 | © Danfoss | 2017 年 6 月
11070179 | BC00000068zh-CN0503
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