CN101639090B - 多泵液压站时序控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多泵液压站时序控制方法，包括应急处理控制、安全启动控制、安全停车控制和稳压切换控制，其中：所述应急处理控制的方法是，在多泵液压站启动、停止或正常运行的任意时刻出现紧急停车信号或运行条件不满足时按如下顺序操作，复位全部自动流程，关闭全部卸压阀，延时500ms后关闭主泵。本发明能够实现多泵液压站的自动控制，在发生紧急情况时，快速启动应急策略，维持液压控制系统安全稳定。

Description

多泵液压站时序控制方法

技术领域

本发明涉及一种多泵液压站启动、停止、备用切换和故障应急的稳压安全控制方法。

背景技术

在工业领域中，液压控制系统以液压站作为动力源，因其具有输出稳定，系统波动小，可靠性高等优点得到广泛的应用。PLC控制与传统控制方法相比，具有可靠性高、通用性强、抗干扰能力强、便于安装和维修等优点，更加满足工业现场的要求。使用PLC控制液压站能提高系统的整体性能，具有明显的优越性。

在现有的PLC液压站控制程序中，为了保护液压泵和系统的稳定，多采用图1和图2的启停方案，即，由操作人员根据适当的时序，手工对液压站的多台液压泵逐一启动或停止。由于是人工操作，因此启动或停止液压泵的时间间隔控制容易产生尖峰电流，影响电网安全。

当一台液压泵出现故障时，操作人员需手工切换备用液压泵，液压无法连续运行，形成压力波动，容易使对压力波动敏感的传感器产生误信号，影响生产的安全、稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多泵液压站时序控制方法，实现液压站自动控制，在发生紧急情况时，快速启动应急策略，维持液压系统安全稳定。

为解决上述技术问题，本发明的多泵液压站时序控制方法，包括应急处理控制、安全启动控制、安全停车控制和稳压切换控制，其中：所述应急处理控制的方法是，在多泵液压站运行的任意时刻，出现紧急停车信号或运行条件不满足时按如下顺序操作，复位全部自动流程，关闭全部卸压阀，延时500ms后再关闭全部主泵。

本发明的方法基于多泵液压站的时序控制，能够使液压控制系统实现稳压安全控制，维持系统运行连续、安全和稳定。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的液压控制系统启动流程图；

图2是现有的液压控制系统停车流程图；

图3是本发明的安全启动控制模型流程图；

图4是本发明的安全停车控制模型流程图；

图5是本发明的稳压切换控制模型流程图；

图6是本发明的应急处理控制模型流程图；

图7是采用本发明的方法控制系统流程图。

具体实施方式

为了消除人工操作液压泵启停时引起的不良影响，在传统控制方法的基础上，本发明设计了以下控制策略，稳定电网电压和系统压力的波动。

启动，为了消除多泵液压站的液压泵同时启动时产生的尖峰电流，保护电网安全，液压泵启动时，采用等间隔连续启动方式，即在相等的时间间隔内，连续对多台液压泵逐一启动。

加载，为了消除多泵液压站同时加载卸压阀时产生的压力波动，所述卸压阀加载时采用等间隔连续加载方式，即在相等的时间间隔内，连续对多个卸压阀逐一加载。

卸荷，多泵液压站自动停车时，为了稳定系统压力，采用等间隔关闭卸压阀的方式，即在相等的时间间隔内，连续关闭已经加载的卸压阀，使系统压力平滑下降。

紧急停车，当出现紧急停车信号或者液压站运行条件(所述运行条件包括液压站油箱液位正常、液压站油箱温度正常、蓄能器压力正常等)不满足时，先关闭全部卸压阀，延时一定时间后同时关闭全部主泵。

备用切换，为了保持液压控制系统连续运行，当一台液压泵出现故障时，先关闭故障液压泵的卸压阀和备用液压泵的卸压阀，延时一定时间后，关闭故障液压泵，启动备用液压泵，再延时一定时间后打开加载卸压阀，恢复系统压力。

为了实现上述的控制策略，本发明建立如下四个控制模型：

安全启动控制模型。参见图3所示，正常开机时，先行关闭全部卸压阀(防止带负载启动烧毁液压泵)，延时设定的时间TD(例如500ms，该时间应保证卸压阀动作完成，延时时间TD需根据不同产品进行调整)后，按设定的间隔时间TD1(例如1.5s，即液压泵启动时间)依次启动选定的液压泵，在选定的液压泵全部启动后，以设定的时间TD作为时间间隔依次加载选定的液压泵卸压阀，在选定的卸压阀加载完成后，置位PLC的系统运行标志位ON，完成正常的启动控制。

安全停车控制模型。参见图4所示，执行自动停车的前提是液压站处于正常运行中(系统运行标志位ON)，以TD作为时间间隔依次卸荷全部卸压阀(平滑系统压力)，在全部卸压阀关闭之后，关闭全部液压泵，全部液压泵关闭后，复位PLC的系统运行标志位OFF，完成正常停车。

稳压切换控制模型。参见图5所示，在系统正常运行的前提下，如果出现液压泵故障信号，则系统进入备用切换流程，首先复位PLC的系统运行标志位OFF，然后同时关闭故障液压泵的卸压阀和备用液压泵的卸压阀，延时500ms后停止故障液压泵，在故障液压泵停止后，再延时500ms后启动备用液压泵，在备用液压泵启动后加载备用液压泵卸压阀，在备用液压泵切换完成后置位PLC的系统运行标志位ON。

应急处理控制模型。参见图6所示，在多泵液压站运行的任意时刻(包括正常运行、启动和停车时)出现紧急停车信号或运行条件不满足，则进入应急处理控制模型，复位全部启动和停止自动控制步骤(即复位全部自动流程)，关闭全部卸压阀，延时500ms后关闭全部液压泵。

如图7所示，结合上述四个控制模型，本发明的多泵液压站时序控制方法，全自动控制流程如下：

步骤一、开始执行时，先检测是否有紧急情况发生，如有则进入应急处理控制模型，根据应急处理控制模型执行相应操作，保护液压泵，维护液压控制系统安全。

步骤二、运行条件判断。液压站运行条件通常有：液压站油箱液位正常、液压站油箱温度正常、蓄能器压力正常等。如果全部运行条件满足，进入下一步。若有任何一项不满足，直接进入应急处理控制模型，依照应急处理控制模型执行相应策略。

步骤三、操作模式判断。若当前操作模式为自动控制模式，直接进入下一步。若当前操作模式选择手工控制模式，直接复位PLC的系统运行标志位OFF，结束全自动控制流程。

步骤四、启动或停车步骤判断。此步骤通过外部操作信号进行判断：

当外部信号为启动信号时，判断当前液压站运行状态，若PLC的系统运行标志位为ON，则保持液压站的正常运行。若系统运行标志位为OFF，并满足液压站启动和运行条件(包括：液压站油箱液位正常、液压站油箱温度正常、蓄能器压力正常等)，按照安全启动控制模型执行自动启动流程，完成正常启动。若运行条件不满足，直接运行应急处理控制模型。

当外部信号为停车信号时，判断当前液压站运行状态，若PLC的系统运行标志位为OFF，则结束自动控制流程。若系统运行标志位为ON，则表示液压站正在运行，进入安全停车控制模型，平滑停车，稳定系统。

步骤五、系统正常运行。此时液压站处于正常运行状态，液压泵运行，对应卸压阀打开，稳定可靠的给液压控制系统动作执行机构输送动力。

步骤六、故障判断。若无故障则返回步骤一。若有故障(PLC的系统运行标志位被复位)，则置位PLC的故障位。

故障复位：故障位表示液压站中某个液压泵存在故障，通知现场工程师及时检修。在故障排除后，使用故障确认按钮(现场操作信号)复位故障位。

步骤七、备用切换。必须满足的条件是液压站正常运行，并且处于自动控制模式。此时若某个液压泵发生故障，则关闭故障液压泵的卸压阀和备用液压泵的卸压阀，经延时后停止故障液压泵，并经再次延时后启动备用液压泵，在备用液压泵启动后加载备用液压泵的卸压阀，回复系统压力，维持系统的连续性。

步骤八、设定系统运行标志位。此标志位用来区分液压站的当前运行状态；自动启动、自动停车、稳压切换都需要结合系统运行标志位的状态，控制系统安全稳定运行。

本发明的时序控制方法，在实现多泵液压站稳压安全控制的基础上，还具有以下特点：

控制系统的实时性。一个工业级的PLC系统，包括其控制网络系统，是一个高速、实时的系统。通常，实时的PLC嵌入式操作系统都可以提供最高1毫秒级的时钟中断。这种时钟中断的精度是纳秒级的。另外，通常的PLC系统还可以提供一组纳秒级精确的硬件中断，以支持最高级别的激励响应。

控制系统的通用性。工业领域中，液压站作为通用的动力源输出系统，其中动力输出主要包括主泵、卸压阀、蓄能器等组成部分。通常还会配置一台备用液压泵，以便在液压泵出现故障时替换故障液压泵。本发明针对通用液压站，通用性强。

控制模型的适应性。本发明在现有通用液压站控制方案基础上对其进行改进，可以满足液压控制系统需求，广泛适用于工业生产领域液压控制系统控制程序。

Claims (1)

1.一种多泵液压站时序控制方法，包括应急处理控制、安全启动控制、安全停车控制和稳压切换控制，其特征在于：所述应急处理控制的方法是，在多泵液压站运行的任意时刻，出现紧急停车信号或运行条件不满足时按如下顺序操作，复位全部自动流程，关闭全部卸压阀，延时500ms后再关闭全部主液压泵；

所述安全启动控制的方法是，正常开机时，先行关闭全部卸压阀，延时设定的时间TD后，按设定的间隔时间TD1依次启动选定的液压泵，在选定的液压泵全部启动后，以TD作为时间间隔依次加载选定的液压泵卸压阀，在所述卸压阀加载完成后，置位PLC的系统运行标志位0N，完成正常的启动控制；

所述安全停车控制的方法是，以设定的延时时间TD作为时间间隔依次卸荷全部卸压阀，在全部卸压阀关闭之后，关闭全部液压泵，全部液压泵关闭后，复位PLC的系统运行标志位OFF，完成正常的停车控制；

所述稳压切换控制的方法是，首先复位PLC的系统运行标志位OFF，然后同时关闭故障液压泵的卸压阀和备用液压泵的卸压阀，延时500ms后停止故障液压泵，在故障液压泵停止后，再延时500ms启动备用液压泵，在备用液压泵启动后加载备用液压泵的卸压阀，在备用液压泵切换完成后置位所述系统运行标志位ON。

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