CN104747516A - 一种液压缸同步升降控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液压缸同步升降控制系统，包括液压站、双极电磁溢流阀、阀安装支座及两条支油路、电气系统，两条支油路从前到后依次设置有调速阀、三位四通电磁阀以及液压缸；调速阀是由节流阀串联定差减压阀组成的二通流量控制阀；电气系统增加了实时平衡监测装置，一旦发生失衡执行相应的动作。本发明使负责垃圾压缩机箱体举升和下降的液压缸独立进行控制、同时工作且互不干涉，提高了精度。另外，本申请使流过调速阀的流量不受负载大小变化而影响，最终让液压缸的运动速度不受负载变化而变化，自动保证垃圾压缩机箱体平稳地举升和下降；同时，本申请避免了因箱体倾斜严重，需手动调节增加人力成本的弊端，增加了安全性。

Description

一种液压缸同步升降控制系统
技术领域
本发明属于液压控制系统领域，具体涉及一种液压缸同步升降控制系统。
背景技术
随着我国的城镇化建设，城市生活垃圾的成分发生了很大的变化，垃圾的密度不断下降，可压缩性增加城市中的垃圾处理工作量变得越来越繁重，采用传统的人工收集垃圾方式，耗时耗力，效率低。垃圾压缩机开始得到重视，使用范围越来越广。
目前，垃圾压缩机的箱体采用两根液压缸实现举升与下降，其中，液压系统仅用两组三位四通电磁阀控制，这种方式不能对举升液压缸实现同步控制，因而导致箱体倾斜严重，需手动调节以解决倾斜问题。实际中，通过手动调整举升液压缸的行程来控制箱体的倾斜度，工作量大、工序繁琐且调整精度靠目测，误差大，易造成机件损坏。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种液压缸同步升降控制系统，该系统可以使负责垃圾压缩机箱体举升和下降的液压缸独立进行控制、同时工作且互不干涉，保证举升液压缸上升下降同步控制，另外，该系统可以让液压缸的运动速度不受负载变化而变化。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种液压缸同步升降控制系统，包括液压站、双极电磁溢流阀、阀安装支座及两条支油路。
所述左支油路从前到后依次设置有左调速阀、左三位四通电磁阀以及左液压缸；所述右支油路从前到后依次设置有右调速阀、右三位四通电磁阀以及右液压缸；
所述双极电磁溢流阀、左、右调速阀、左、右三位四通电磁阀都安装在阀安装支座上；
所述液压站包括有液压泵、回油过滤器，其中液压泵出油口连接双极电磁溢流阀与左调速阀，回油过滤器连接双极电磁溢流阀与右调速阀；
所述双极电磁溢流阀及左、右调速阀之间还设置有电气系统，该电气系统包括PLC控制器、设置在左液压缸侧面的左拉线传感器、设置在右液压缸侧面的右拉线传感器、举升及下降按钮、箱体左、右平衡按钮及指示灯；
其中，所述左、右调速阀是由节流阀串联定差减压阀组成的二通流量控制阀。
优选的，所述电气系统中的操作按钮负责向PLC控制器发出执行信号；拉线传感器主要用于实时测量左、右液压缸的伸缩长度，并把此伸缩长度转化成电信号发送给PLC控制器；箱体左、右平衡按钮主要用于平衡指示和平衡操作，箱体左、右平衡指示灯主要用于故障报警指示；所述PLC控制器主要用于接收操作按钮信号、拉线传感器信号、箱体左、右平衡按钮及指示灯信号并处理；通过控制双机电磁溢流阀及左、右三位四通电磁阀进而控制左、右液压缸的举升和下降。
优选的，所述节流阀的节流口为薄壁小孔，该节流口的长径比为0.5。
优选的，所述电气系统还设置有平衡实时监测装置，用于实时监测箱体平衡情况，若是发现不平衡，停止箱体举升和下降动作。
优选的，监测箱体平衡包括检测双边液压缸平衡，PLC控制器控制左、右液压缸及对应的拉线传感器动作，拉线传感器将检测到的液压缸伸缩长度以脉冲信号的方式发送给PLC控制器，PLC控制器接收到此信号并处理得到左、右液压缸的伸缩长度并比较判断，当此长度差值≥23mm，PLC控制整个系统停止动作，并点亮需平衡液压缸的指示灯，然后进行单边液压缸平衡。
优选的，检测完双边液压缸平衡后检测单边液压缸平衡，用户操作亮灯的指示灯，PLC控制器控制需平衡的液压缸及对应的拉线传感器动作，拉线传感器将检测到的液压缸伸缩长度以脉冲信号的方式发送给PLC控制器，PLC控制器接收到此信号实时比较左、右拉线传感器的差值，当差值在0-10个脉冲之间时，自动停止液压缸平衡。
优选的，检测单边液压缸平衡还包括判断拉线传感器的状态，若是左、右拉线传感器中的任一故障，达到左、右拉线传感器的平衡差值时，PLC控制液压缸自动停止运动。
优选的，检测单边液压缸平衡还包括判断拉线传感器的状态，PLC控制器比较左、右拉线传感器前一周期和后一周期的数据，若是该数据相同则证明左、右拉线传感器同时发生故障，控制系统点亮相同箱体左、右平衡指示灯。
优选的，所述液压站还包括恒功率柱塞泵、液位计、温度计、空滤器、吸油过滤器、压力表、开关阀。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：
本申请该系统对举升液压缸实现同步控制，使负责垃圾压缩机箱体举升和下降的液压缸独立进行控制、同时工作且互不干涉，提高了精度。另外，本申请使流过调速阀的流量不受负载大小变化而影响，最终让液压缸的运动速度不受负载变化而变化，自动保证垃圾压缩机箱体平稳地举升和下降；同时，本申请避免了因箱体倾斜严重，需手动调节增加人力成本的弊端，增加了安全性。
附图说明
图1是本申请系统结构示意图；
图2是本申请系统控制流程示意框图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本申请液压缸同步升降控制系统包括液压站1、阀安装支座2、双极电磁溢流阀3及支油路A和支油路B。
支油路A从前到后依次设置有左调速阀A-1、左三位四通电磁阀A-2、左液压缸A-3；支油路B从前到后依次设置有右调速阀B-1、右三位四通电磁阀B-2、右液压缸B-3；
双极电磁溢流阀3、左调速阀A-1、右调速阀B-1、左三位四通电磁阀A-2、右三位四通电磁阀B-2都安装在阀安装支座2上；液压站1包括有液压泵1-1、回油过滤器1-2，其中液压泵1-1出油口连接双极电磁溢流阀3、左调速阀A-1与右调速阀B-1，回油过滤器1-2连接双极电磁溢流阀3、左三位四通电磁阀A-2与右三位四通电磁阀B-2；
双极电磁溢流阀3及左调速阀A-1、右调速阀B-1之间还设置有电气系统4，该电气系统包括PLC控制器4-1、设置在左液压缸A-3侧面的左拉线传感器4-2、设置在右液压缸B-3侧面的右拉线传感器4-3、举升及下降按钮4-4、箱体左右平衡按钮4-5、箱体左右平衡指示灯4-6、实时平衡监测装置4-7。
本申请中的左调速阀A-1、右调速阀B-1是由节流阀串联定差减压阀组成的二通流量控制阀，上述节流阀的节流口为薄壁小孔，该节流口的长径比为0.5。现只使用节流阀来控制流量，其流量受负载大小变化的影响，即只使用一般的节流阀，会造成负载小的液压缸先动作而负载大的液压缸后动作，液压缸不会同步。而本申请中使用的调速阀将节流阀与定差减压阀串联，能使节流阀的前后压差△P保持恒定。通过定差减压阀阀芯的不断调节，保证节流阀进出油口的压力差不变，进而保证流量不变。这样就保证了流量不受负载变化而影响，进而液压缸的速度就不会再变化，最终达到左、右液压缸同时工作时可独立控制互不干涉，保证箱体平稳举升和下降。
如图1、2所示，工作过程中电气系统中的操作按钮即举升及下降按钮4-4、箱体左右平衡按钮4-5负责向PLC控制器4-1发出执行信号；左拉线传感器4-2、右拉线传感器4-3主要用于实时测量左液压缸A-3、右液压缸B-3的伸缩长度，并把此伸缩长度转化成电信号发送给PLC控制器；箱体左右平衡按钮4-5主要用于平衡指示和平衡操作，箱体左右平衡指示灯4-6主要用于故障报警指示；PLC控制器4-1主要用于接收上述各操作按钮及拉线传感器信号并处理；通过控制双机电磁溢流阀3及左三位四通电磁阀A-2、右三位四通电磁阀B-2进而控制左液压缸A-3与右液压缸B-3的举升和下降。
实时平衡检测装置4-7负责实时检测左拉线传感器4-2与右拉线传感器4-3的差值，当差值大于或等于23mm，系统主动停止液压缸动作，此时举升下降按钮操作无效。实时平衡检测装置4-7能判别传感器状态：左拉线传感器4-2与右拉线传感器4-3中任一传感器发生故障，左液压缸A-3、右液压缸B-3自动停止运动。
控制过程：
1、举升油缸上升同步
按下举升及下降按钮4-4中的举升按钮，双极电磁溢流阀3、左三位四通电磁阀A-2与右三位四通电磁阀B-2的左位电磁铁得电，高压油通过液压泵1-1泵出，经左调速阀A-1、右调速阀B-1、左三位四通电磁阀A-2与右三位四通电磁阀B-2的进入左液压缸A-3与右液压缸B-3缸的无杆腔，低压油通过左液压缸A-3与右液压缸B-3缸的有杆腔、左三位四通电磁阀A-2、右三位四通电磁阀B-2与回油过滤器1-2，最后回到液压站，举升油缸上升运动。通过最初调定左调速阀A-1与右调速阀B-1的开口大小，自动保证左液压缸A-3与右液压缸B-3上升同步。在此过程中，为防止左调速阀A-1与右调速阀B-1失效，左拉线传感器4-2、右拉线传感器4-3实时测量左液压缸A-3、右液压缸B-3的伸缩长度，并将差值反馈给PLC控制器4-1，如果差值小于23mm，表明左液压缸A-3、右液压缸B-3为同步上升。当左调速阀A-1与右调速阀B-1失效时，差值将大于或等于23mm，左液压缸A-3、右液压缸B-3自动停止运动。此时箱体左右平衡指示灯4-6亮，表示左液压缸A-3、右液压缸B-3不同步上升。此时需要安全地排除左调速阀A-1与右调速阀B-1的问题，必须让箱体上升到合适位置，将垃圾排出，然后回到地面进行检修。按下箱体左右平衡按钮4-5，PLC控制器4-1将自动发出信号给双极电磁溢流阀3、速度慢的液压缸对应的三位四通电磁阀的左位电磁铁，速度慢的液压缸继续伸长，速度快的液压缸停止动作。当左拉线传感器4-2、右拉线传感器4-3实时测量的差值为0mm时，表面左液压缸A-3、右液压缸B-3已经同步，上升速度慢的液压缸停止动作，箱体左右平衡指示灯4-6灭。待排除左调速阀A-1与右调速阀B-1的问题后，举升油缸上升动作将同步。
2、举升油缸下降同步
按下举升及下降按钮4-4中的举升按钮，双极电磁溢流阀3、左三位四通电磁阀A-2与右三位四通电磁阀B-2的右位电磁铁得电，高压油通过液压泵1-1泵出，经左调速阀A-1、右调速阀B-1、左三位四通电磁阀A-2与右三位四通电磁阀B-2的进入左液压缸A-3与右液压缸B-3缸的有杆腔，低压油通过左液压缸A-3与右液压缸B-3缸的无杆腔、左三位四通电磁阀A-2、右三位四通电磁阀B-2与回油过滤器1-2，最后回到液压站，举升油缸下降运动。通过最初调定左调速阀A-1与右调速阀B-1的开口大小，自动保证左液压缸A-3与右液压缸B-3下降同步。在此过程中，为防止左调速阀A-1与右调速阀B-1失效，左拉线传感器4-2、右拉线传感器4-3实时测量左液压缸A-3、右液压缸B-3的伸缩长度，并将差值反馈给PLC控制器4-1，如果差值小于23mm，表明左液压缸A-3、右液压缸B-3为同步下降。当左调速阀A-1与右调速阀B-1失效时，差值将大于或等于23mm，左液压缸A-3、右液压缸B-3自动停止运动。此时箱体左右平衡指示灯4-6亮，表示左液压缸A-3、右液压缸B-3不同步下降。此时需要安全地排除左调速阀A-1与右调速阀B-1的问题，必须让箱体上升到合适位置，将垃圾排出，然后回到地面进行检修。按下箱体左右平衡按钮4-5，PLC控制器4-1将自动发出信号给双极电磁溢流阀3、速度慢的液压缸对应的三位四通电磁阀的右位电磁铁，速度慢的液压缸继续缩短，速度快的液压缸停止动作。当左拉线传感器4-2、右拉线传感器4-3实时测量的差值为0mm时，表面左液压缸A-3、右液压缸B-3已经同步，下降速度慢的液压缸停止动作，箱体左右平衡指示灯4-6灭。待排除左调速阀A-1与右调速阀B-1的问题后，举升油缸下降动作将同步。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种液压缸同步升降控制系统，其特征在于，包括液压站、双极电磁溢流阀、阀安装支座及两条支油路；
所述左支油路从前到后依次设置有左调速阀、左三位四通电磁阀以及左液压缸；所述右支油路从前到后依次设置有右调速阀、右三位四通电磁阀以及右液压缸；
所述双极电磁溢流阀、左、右调速阀、左、右三位四通电磁阀都安装在阀安装支座上；
所述液压站包括有液压泵、回油过滤器，其中液压泵出油口连接双极电磁溢流阀与左调速阀，回油过滤器连接双极电磁溢流阀与右调速阀；
所述双极电磁溢流阀及左、右调速阀之间还设置有电气系统，该电气系统包括PLC控制器、设置在左液压缸侧面的左拉线传感器、设置在右液压缸侧面的右拉线传感器、举升及下降按钮、箱体左、右平衡按钮及指示灯；
其中，所述左、右调速阀是由节流阀串联定差减压阀组成的二通流量控制阀。
2.根据权利要求1所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，所述电气系统中的操作按钮负责向PLC控制器发出执行信号；拉线传感器主要用于实时测量左、右液压缸的伸缩长度，并把此伸缩长度转化成电信号发送给PLC控制器；箱体左、右平衡按钮主要用于平衡指示和平衡操作，箱体左、右平衡指示灯主要用于故障报警指示；所述PLC控制器主要用于接收操作按钮信号、拉线传感器信号、箱体左、右平衡按钮及指示灯信号并处理；通过控制双机电磁溢流阀及左、右三位四通电磁阀进而控制左、右液压缸的举升和下降。
3.根据权利要求3所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，所述节流阀的节流口为薄壁小孔，该节流口的长径比为0.5。
4.根据权利要求1所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，所述电气系统还设置有平衡实时监测装置，用于实时监测箱体平衡情况，若是发现不平衡，停止箱体举升和下降动作。
5.根据权利要求4所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，监测箱体平衡包括检测双边液压缸平衡，PLC控制器控制左、右液压缸及对应的拉线传感器动作，拉线传感器将检测到的液压缸伸缩长度以脉冲信号的方式发送给PLC控制器，PLC控制器接收到此信号并处理得到左、右液压缸的伸缩长度并比较判断，当此长度差值≥23mm，PLC控制整个系统停止动作，并点亮需平衡液压缸的指示灯，然后进行单边液压缸平衡。
6.根据权利要求5所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，检测完双边液压缸平衡后检测单边液压缸平衡，用户操作亮灯的指示灯，PLC控制器控制需平衡的液压缸及对应的拉线传感器动作，拉线传感器将检测到的液压缸伸缩长度以脉冲信号的方式发送给PLC控制器，PLC控制器接收到此信号实时比较左、右拉线传感器的差值，当差值在0-10个脉冲之间时，自动停止液压缸平衡，关闭指示灯并打开举升下降按钮的操作。
7.根据权利要求4所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，检测单边液压缸平衡还包括判断拉线传感器的状态，若是左、右拉线传感器中的任一故障，达到左、右拉线传感器的平衡差值时，PLC控制液压缸自动停止运动。
8.根据权利要求4所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，检测单边液压缸平衡还包括判断拉线传感器的状态，PLC控制器比较左、右拉线传感器前一周期和后一周期的数据，若是该数据相同则证明左、右拉线传感器同时发生故障，控制系统点亮相同箱体左、右平衡指示灯，其精度可以达到1S。
9.根据权利要求1所述的液压缸同步升降控制系统，其特征在于，所述液压站还包括恒功率柱塞泵、液位计、温度计、空滤器、吸油过滤器、压力表、开关阀。
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