電液比例流量閥_液壓頂升同步控制系統

1．液壓頂升同步控制系統的組成與原理

(1)工作原理。常用兩個相同作用面積的雙活塞桿缸串聯的同步控制方法如圖23所示。制造精度、泄漏等因素，會影響同步精度，產生同步積累誤差后，不容易即時消除，另外泵供油壓力較高，對液壓泵不利。

在該方法基礎上，采用PIC閉環控制系統即以液壓缸位置信號作為反饋控制信號實現同步的技術，對大多數液壓頂升同步控制系統是比較適用的。設某不可吊裝鋼結構組裝后連同支梁需頂升至運輸高度，采用4個頂升液壓缸，選擇其中一個液壓缸為主令液壓缸，其余為從令液壓缸。其系統原理如圖24所示。

柱塞的位移由液壓缸上的開度儀讀出，并將其信號反饋到可編程序控制器中，由可編程序控制器判斷各從令缸的位移是否與主令缸的位移一致。如果發現從令缸的位移與主令缸的位移偏差達到某值時便開始糾偏，即由可編程序控制器的判斷信號確定各從令缸的位移是大于還是小于主令缸的位移。如果從令缸的位移大于主令缸的位移，則由可編程序控制器發出控制信號，調小該從令缸缸旁閥塊上比例調速閥開度的大小；反之，如果從令缸的位移小于主令缸的位移，則調大相應比例調速閥的開度。如果從令缸的開度達到了極限值，可以通過調節主令缸對應的比例調速閥開度進行糾偏，通過連續調節，逐步實現4個缸的同步頂升。當主令缸柱塞達到極限位置或達到既定高度時，可編程序控制器發出控制信號，液壓缸停止運動。這樣就構成一個實時的閉環同步控制系統，實現主從令缸的同步運動。

(2)系統組成及功能。液壓頂升同步控制系統主要有3部分組成：

1)負載環節。由頂升液壓缸和支梁及不可吊裝結構物組成。

2)比例環節。由比例調速閥組成。

3)控制環節。由開度儀、放大器、電磁換向閥、液控單向閥、溢流閥、截止閥和可編程序控制器等組成。圖25所示是系統的控制框圖，腳標1、2分別表示主令液壓缸控制系統和從令液壓缸控制系統，y是液壓缸柱塞位移，X_v是電磁鐵的輸出位移，u是加在比例閥電磁鐵線圈的電壓，K_q是比例閥的流量增益，K_c是比例閥的流量壓力系數，G_v(s)是閥以及放大器等的傳遞函數，G_L(s)是指負載環節的傳遞函數，p_c是系統外來的干擾信號。可以在框圖中加入各種反饋，如升降平臺升降速度的直接反饋、流量Q的反饋以及在閥環節中閥心位移X的小閉環反饋等。

當液壓系統或其他機構發生故障，位置誤差達到某一設定值時可編程序控制器發出控制信號，起動電氣報警裝置發出報警信號。當位置誤差達到極限值時，可編程序控制器向電氣系統發出停機信號，緊急停機。在缸旁閥塊上設置有液控單向閥和直動式溢流閥，可以實現4個液壓缸在全行程的任意位置停留，并避免因管路破裂而使液壓平臺失穩，防止液壓沖擊對液壓缸的損壞。液壓鎖增強了系統的穩定性，使各液壓缸在液壓泵停止供油時依然可以在行程中任意位置長時間穩定停留。

該系統在一般運行過程中所有的電氣輸入信號，包括液壓泵電動機起停、鎖定缸的起停、平臺的升降等按鈕旋鈕開關，液壓控制器、壓力繼電器、濾油發訊器等作為開關量直接送人可編程序控制器中，由可編程序控制器輸出的繼電器觸點信號直接供給各執行元件，由控制邏輯決定啟停各執行機構。由于可編程序控制器采用了光隔離措施，輸出端采用了繼電器隔離，電源采用了寬范圍高性能的開關穩壓電源，使整機的工作穩定可靠。

2．優點及應用

采用將比例調速閥安裝在各個液壓缸的缸旁，各制作一個獨立缸旁閥塊，同時在每個缸旁閥塊上設置有液控單向閥和直動式溢流閥，可避免因管路破裂而使液壓升降平臺失穩，防止液壓沖擊對液壓缸的損壞，即使在液壓泵停止工作卸載時也能保持液壓缸的穩定性，使用安全可靠。

液壓驅動系統設有兩臺液壓泵，通過可編程序控制器的程序控制使其自動交替運行，互為備用。這樣既避免了傳統液壓系統備用液壓泵因長期擱置不用而生銹、破損，而主泵因頻繁使用磨損嚴重，也給液壓泵及電動機的維修帶來了方便，使頂升過程不會困維修而無法運行。

該液壓頂升同步控制系統曾成功應用于自重為100t船舶的裝卸和起重量為200t起重機的同步頂升。系統除同步控制精度、穩定性和安全性能夠滿足一般同步頂升工程需要外，還具有較好的經濟性。