CN106395703A - 一种有限空间连续液压顶推控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种有限空间连续液压顶推控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种有限空间连续液压顶推控制系统及其控制方法，包括可编程控制器控制装置(1)，液压顶推装置(2),液压泵(3),其特征在于:所述控制系统还包括直线位移传感器(4)，液压夹持装置(6)，滑块和/或滚动支架(5)。

Description

一种有限空间连续液压顶推控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种顶推控制系统，尤其涉及一种有限空间的连续液压顶推控制系统及其控制方法。
背景技术
管道施工过程常常需要汽车起重机的配合，但在有限空间内，由于空间在高度、长度或宽度方向的局促性，汽车起重机难以发挥吊装功能，同时管道的加工焊接也不便，这时就可以在管道线路上有一定局部空间的区域内建立小型的管道加工焊接平台，然后从这个局部区域直接向管道安装场所或沿管道支架进行液压顶推，解决有限空间内管道吊装困难的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有限空间连续液压顶推控制系统和控制方法，解决有限空间内由于无法使用汽车起重机吊装管道所导致的管道铺设难度大的问题。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种有限空间连续液压顶推控制系统，包括可编程控制器控制装置1(简称PLC控制装置),液压顶推装置2,液压泵3,其特征在于:所述控制系统还包括直线位移传感器4，液压夹持装置6，滑块和/或滚动支架5；其中，液压顶推装置2固定在被顶推管道支架10上，直线位移传感器4连接液压顶推装置2，液压夹持装置6夹持被顶推管道9，安装在液压顶推装置2顶推方向的前方并与液压顶推装置2的顶推杆前端连接，液压夹持装置6在未夹持时可以管道为滑道沿管道自由滑动，滑块和/或滚动支架5安装在被顶推管道线路上，液压泵3与液压转向阀7连接，所述可编程控制器控制装置1分别与直线位移传感器4和液压转向阀7连接。
所述液压夹持装置6可包括液压夹持装置弧形夹持片61，与液压顶推装置的顶推杆连接的临时连接板62，液压夹持装置的液压装置63，液压夹持装置以被顶推管道为滑道的滑动装置64，其中，所述弧形夹持片61设置在液压夹持装置6的中间两侧，临时连接板62设置于两侧外端，液压装置63与弧形夹持片61活动连接，滑动装置64设置于液压夹持装置6的上部。
所述液压顶推装置2可在管道两侧或以管道为中心均匀布置多个，所述液压顶推装置2可固定在管道支架10或辅助平台的支架上。
优选地，所述连续液压顶推控制系统可为沿被顶推管道线路布置的1套或串联布置的多套控制系统组成，所述可编程控制器控制装置1可为一套或多套，当采用1套可编程控制器控制装置1时，所有控制信号和反馈信号均连接至可编程控制器控制装置1输出、输入端；当采用多套可编程控制器控制装置1时，按可编程控制器控制装置1的数量划分区域，相应区域的控制信号和反馈信号均连接至相应区域的可编程控制器控制装置1输出、输入端；并选择其中1台可编程控制器控制装置1为主控制器，其它可编程控制器控制装置1为辅控制器，主辅控制器间以现场总线进行连接。
优选地，所述液压顶推装置2液压回路采用液压马达11进行增压后的液压回路相互短路均流，每套液压夹持装置6进出液压回路上设置有液压锁8和液压转向阀7，所述液压转向阀7的控制信号线分别与可编程控制器控制装置1的不同控制端相连。
优选地，每套液压顶推控制系统上设置有一个或多个直线位移传感器4。
优选地，所述滑块和/或滚动支架5可以是内衬固体高润滑材料的钢滑块，或钢支架加滚轮的组合，可以是直接垫在支撑点上及被顶推管道下部的滚动支架，也可以是分立在被顶推管道两侧的滚动支架。
本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
本发明还提供了一种使用上述有限空间连续顶推控制系统的连续顶推控制方法，其包含以下步骤：
步骤一、将被顶推管道9置于管道组装焊接平台和管道支架10上，将液压顶推装置2固定在被顶推管道9所在的管道支架10上或辅助平台的支架上，将液压夹持装置6夹持被顶推管道9，安装在液压顶推装置2顶推方向的前方，并与液压顶推装置2的顶推杆前端临时固定连接，将滑块和/或滚动支架5安装在被顶推管道线路上，在可编程控制器控制装置1控制下开始进行顶推操作；
步骤二、开始顶推前控制所有液压顶推装置2进行液压顶推杆回缩操作；
通过直线位移传感器4检测所有液压顶推装置2的液压顶推杆是否在初始顶推状态，如检测到液压顶推杆没有处于初始顶推状态，则控制相应系统的液压夹持装置6处于未夹持状态，控制相应液压顶推装置2的液压顶推杆进行回缩操作，通过直线位移传感器4检测所有液压顶推装置2的液压顶推杆处于初始顶推状态时，结束回缩操作；
步骤三、液压顶推操作前，控制系统所有的液压夹持装置6处于夹持状态后，再控制所有液压顶推装置2同时进行液压顶推操作，当通过直线位移传感器4检测任一液压顶推装置2的液压顶推杆已顶推到位后，延迟2-8秒时间，结束液压顶推操作，开始液压顶推杆回缩操作；
步骤四、重复按液压顶推杆回缩操作—液压顶推操作进行循环操作，直至所敷设的管材被顶推1个管段长度或顶推到位。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：通过管道连续顶推控制系统，解决了有限空间内管道无法采用汽车起重机吊装的问题，增加的装置和控制系统相对简单，控制方法安全可靠，投入较少，效率较高，经济效果较好。
附图说明
图1是本发明有限空间连续液压顶推控制系统控制原理图
图2是本发明有限空间连续液压顶推控制系统液压原理图
图3是本发明一种有限空间连续液压顶推控制系统布置图
图4是本发明有限空间连续液压顶推控制系统管道滚动支架图
图5是本发明有限空间连续液压顶推控制系统液压顶推夹持装置图
【主要组件符号说明】
1： 可编程控制器控制装置 2： 液压顶推装置
3： 液压泵 4： 直线位移传感器
5： 滑块和/或滚动支架 6： 液压夹持装置
61：液压夹持装置弧形夹持片 62：与液压顶推装置的液压顶杆的临时连接板
63：液压夹持装置的液压装置 64：液压夹持装置以被顶推管道为滑道的滑动装置
7： 液压换向阀 8： 液压锁
9： 被顶推管道 10：管道支架
11：液压马达 12：溢流阀
13：过滤器 14：电机
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的有限空间连续液压顶推控制系统及其控制方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1:
一种有限空间连续液压顶推控制系统，包括可编程控制器控制装置1,液压顶推装置2,液压泵3,直线位移传感器4，液压夹持装置6，滑块和/或滚动支架5。
其中，被顶推管道9置于管道组装焊接平台和管道支架10上，液压顶推装置2固定在被顶推管道9所在的管道支架10上或辅助平台的支架上，沿被顶推管道9两侧布置一个或多个，也可以被顶推管道9为中心均匀布置多个。液压顶推装置2一般安装在管道支架或建筑物平台或其它物体上，并用钢结构支架进行固定，这些均可做成分离件，便于运输，在现场施工地再进行组装。
一个或多个直线位移传感器4连接到一个或多个液压顶推装置2上。
液压夹持装置6夹持被顶推管道9，安装在液压顶推装置2顶推方向的前方，并与液压顶推装置2的顶推杆前端临时固定连接。
液压夹持装置6包括液压夹持装置弧形夹持片61，与液压顶推装置的顶推杆连接的临时连接板62，液压夹持装置的液压装置63，液压夹持装置以被顶推管道为滑道的滑动装置64。其中，所述弧形夹持片61设置在液压夹持装置6的中间两侧，液压夹持装置6处于未夹持状态时，包裹在以管道为中心的滑道上的，可以挂在被顶推的管道上而不掉落。液压夹持装置6设有润滑块或滚动轮与被顶推的管道接触，有较小的摩擦力，滑动装置安装在液压夹持装置6的顶部和两侧，能使液压夹持装置在未夹持情况下依托被顶推管道9随液压顶推装置2回缩操作进行滑动而不掉落。临时连接板62设置于两侧外端，液压装置63与弧形夹持片61活动连接。
滑块和/或滚动支架5安装在被顶推管道线路上，所述滑块和/或滚动支架5可以是内衬固体高润滑材料的钢滑块，或钢支架加滚轮的组合，以减少摩擦。可以是直接垫在支撑点上及被顶推管道下部的滚动支架，也可以是分立在被顶推管道两侧的滚动支架。
电机14连接液压泵3，液压泵3与液压马达11和液压转向阀7连接，在液压泵3的液压回路上还设置了溢流阀12和过滤器13，用于调节液压回路内的压力。
所述液压顶推装置2的液压回路采用液压马达11进行增压后的液压回路相互短路均流，在所述液压顶推装置2液压回路还设置有溢流阀12用于调节施加到液压顶推装置2的压力；每套液压夹持装置6进出液压回路上设置有液压锁8和液压转向阀7，所述液压转向阀7的控制信号线分别与可编程控制器控制装置1的不同控制端相连。
可编程控制器控制装置1分别与直线位移传感器4和液压转向阀7连接。
有限空间连续顶推控制方法，操作步骤如下：
步骤1：将被顶推管道9置于管道组装焊接平台和管道支架10上，将液压顶推装置2固定在被顶推管道9所在的管道支架10上或辅助平台的支架上，将液压夹持装置6夹持被顶推管道9，安装在液压顶推装置2顶推方向的前方，并与液压顶推装置2的顶推杆前端临时固定连接，将滑块和/或滚动支架5安装在被顶推管道线路上，在可编程控制器控制装置1控制下开始进行顶推操作；
步骤2：开始顶推前控制所有液压顶推装置2进行液压顶推杆回缩操作；
通过直线位移传感器4检测所有液压顶推装置2的液压顶推杆是否在初始顶推状态，如检测到液压顶推杆没有处于初始顶推状态，则控制相应系统的液压夹持装置6处于未夹持状态，控制相应液压顶推装置2的液压顶推杆进行回缩操作，通过直线位移传感器4检测所有液压顶推装置2的液压顶推杆处于初始顶推状态时，结束回缩操作；
步骤3：液压顶推操作前，控制系统所有的液压夹持装置6处于夹持状态后，再控制所有液压顶推装置2同时进行液压顶推操作，当通过直线位移传感器4检测任一液压顶推装置2的液压顶推杆已顶推到位后，延迟2秒时间，结束液压顶推操作，开始液压顶推杆回缩操作；
步骤4：重复按液压顶推杆回缩操作—液压顶推操作进行循环操作，直至所敷设的管材被顶推1个管段长度或顶推到位。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中所述的有限空间连续液压顶推控制系统，为沿被顶推管道线路串联布置的多套控制系统组成，其中，包含可编程控制器控制装置1多套，按可编程控制器控制装置1的数量划分区域，相应区域的控制信号和反馈信号均连接至相应区域的可编程控制器控制装置1输出、输入端；并选择其中1台可编程控制器控制装置1为主控制器，其它可编程控制器控制装置1为辅控制器，主辅控制器间以现场总线进行连接。每套液压顶推控制系统上设置有一个或多个直线位移传感器4。
有限空间连续顶推控制方法，操作步骤如下：
步骤1：重复实施例1的顶推控制方法的步骤1，将被顶推管道9置于管道组装焊接平台和管道支架10上，将液压顶推装置2固定在被顶推管道9所在的管道支架10上或辅助平台的支架上，将液压夹持装置6夹持被顶推管道9，安装在液压顶推装置2顶推方向的前方，并与液压顶推装置2的顶推杆前端临时固定连接，将滑块和/或滚动支架5安装在被顶推管道线路上，重复布置三套顶推控制系统，相应区域的控制信号和反馈信号均连接至相应区域的可编程控制器控制装置1输出、输入端；并选择其中1台可编程控制器控制装置1为主控制器，其它可编程控制器控制装置1为辅控制器，主辅控制器间以现场总线进行连接，每套液压顶推控制系统上设置有一个直线位移传感器4，在可编程控制器控制装置1控制下开始进行顶推操作。
步骤2：开始顶推前控制所有液压顶推装置2进行液压顶推杆回缩操作；通过直线位移传感器4检测所有液压顶推装置2的液压顶推杆是否在初始顶推状态，如检测到液压顶推杆没有处于初始顶推状态，则控制相应系统的液压夹持装置6处于未夹持状态，控制相应液压顶推装置2的液压顶推杆进行回缩操作，通过直线位移传感器4检测所有液压顶推装置2的液压顶推杆处于初始顶推状态时，结束回缩操作；
步骤3：液压顶推操作前，控制系统所有的液压夹持装置6处于夹持状态后，再控制所有液压顶推装置2同时进行液压顶推操作，当通过直线位移传感器4检测任一液压顶推装置2的液压顶推杆已顶推到位后，延迟8秒时间，结束液压顶推操作，开始液压顶推杆回缩操作；
步骤4：重复按液压顶推杆回缩操作—液压顶推操作进行循环操作，直至所敷设的管材被顶推1个管段长度或顶推到位。
本实施例中，多套连续液压顶推装置只有同时、同步顶推才能在一个行程内形成较大的顶推合力，解决同时、同步这个问题主要是在顶推前先进行初始顶推同步操作，然后所有液压顶推装置同时进行顶推操作，当任一个液压顶推装置达到规定行程后适当延时后，再重新进行液压推杆和液压夹持装置回缩操作，重新进行下一个顶推行程前的初始同步操作，整个操作过程采用可编程控制器控制装置和直线位移传感器进行控制和反馈，满足同时、同步过程操作控制要求。
连续顶推的控制问题，主要是通过液压夹持装置的夹持和放松操作，以及液压顶推操作一个行程顶推操作后再带动液压夹持装置回缩来实现，整个操作过程也是采用可编程控制器控制装置和直线位移传感器进行控制和反馈，满足连续顶推操作控制要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种有限空间连续液压顶推控制系统，包括可编程控制器控制装置(1),液压顶推装置(2),液压泵(3),其特征在于:所述控制系统还包括直线位移传感器(4)，液压夹持装置(6)，滑块和/或滚动支架(5)；其中，液压顶推装置(2)固定在被顶推管道支架(10)上，直线位移传感器(4)连接液压顶推装置(2)，液压夹持装置(6)夹持被顶推管道(9)，安装在液压顶推装置(2)顶推方向的前方，并与液压顶推装置(2)的顶推杆前端连接，液压夹持装置(6)在未夹持时可以管道为滑道沿管道自由滑动，滑块和/或滚动支架(5)安装在被顶推管道线路上，液压泵(3)与液压转向阀(7)和液压马达(11)连接，所述可编程控制器控制装置(1)分别与直线位移传感器(4)和液压转向阀(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种有限空间连续液压顶推控制系统，其特征在于：所述液压夹持装置(6)可包括液压夹持装置弧形夹持片(61)，与液压顶推装置的顶推杆连接的临时连接板(62)，液压夹持装置的液压装置(63)，液压夹持装置以被顶推管道为滑道的滑动装置(64)，其中，所述弧形夹持片(61)设置在液压夹持装置(6)的中间两侧，临时连接板(62)设置于两侧外端，液压装置(63)与弧形夹持片(61)活动连接，滑动装置(64)设置于液压夹持装置(6)的顶部和/或两侧。
3.根据权利要求1或2任意权利要求所述的一种有限空间连续液压顶推控制系统，其特征在于：所述液压顶推装置(2)可在管道两侧或以管道为中心均匀布置多个，所述液压顶推装置(2)可固定在管道支架(10)或辅助平台的支架上。
4.根据权利要求1或2任意权利要求所述的一种有限空间连续液压顶推控制系统，其特征在于：所述连续液压顶推控制系统可为沿被顶推管道线路布置的1套或串联布置的多套控制系统组成，所述可编程控制器控制装置(1)可为1套或多套，当采用1套可编程控制器控制装置(1)时，所有控制信号和反馈信号均连接至可编程控制器控制装置(1)输出、输入端；当采用多套可编程控制器控制装置(1)时，按可编程控制器控制装置(1)的数量划分区域，相应区域的控制信号和反馈信号均连接至相应区域的可编程控制器控制装置(1)输出、输入端，并选择其中1台可编程控制器控制装置(1)为主控制器，其它可编程控制器控制装置(1)为辅控制器，主辅控制器间以现场总线进行连接。
5.根据权利要求4所述的一种有限空间连续液压顶推控制系统，其特征在于：所述液压顶推装置(2)的液压回路采用液压马达(11)进行增压后的液压回路相互短路均流，每套液压夹持装置(6)进出液压回路上设置有液压锁(8)和液压转向阀(7)，所述液压转向阀(7)的控制信号线分别与可编程控制器控制装置(1)的不同控制端相连。
6.根据权利要求1所述的一种有限空间连续液压顶推控制系统，其特征在于：每套液压顶推控制系统上设置有一个或多个直线位移传感器(4)。
7.根据权利要求1所述的一种有限空间连续液压顶推控制系统，其特征在于：所述滑块和/或滚动支架(5)可以是内衬固体高润滑材料的钢滑块，或钢支架加滚轮的组合，可以是直接垫在支撑点上及被顶推管道下部的滚动支架，也可以是分立在被顶推管道两侧的滚动支架。
8.一种根据权利要求1至8所述的有限空间连续顶推控制系统的连续顶推控制方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1：将被顶推管道(9)置于管道组装焊接平台和/或管道支架(10)上，将液压顶推装置(2)固定在被顶推管道(9)所在的管道支架(10)上或辅助平台的支架上，将液压夹持装置(6)可活动夹持被顶推管道(9)，将其安装在液压顶推装置(2)顶推方向的前方，并与液压顶推装置(2)的顶推杆前端临时固定连接，将滑块和/或滚动支架(5)安装在被顶推管道线路上，在可编程控制器控制装置(1)控制下开始进行顶推操作；
步骤2：开始顶推前控制所有液压顶推装置(2)进行液压顶推杆回缩操作；
通过直线位移传感器(4)检测所有液压顶推装置(1)的液压顶推杆是否在初始顶推状态，如检测到液压顶推杆没有处于初始顶推状态，则控制相应系统的液压夹持装置(6)处于未夹持状态，控制相应液压顶推装置(2)的液压顶推杆进行回缩操作，通过直线位移传感器(4)检测所有液压顶推装置(1)的液压顶推杆处于初始顶推状态时，结束回缩操作；
步骤3：液压顶推操作前，控制系统所有的液压夹持装置(6)处于夹持状态后，再控制所有液压顶推装置(2)同时进行液压顶推操作，当通过直线位移传感器(4)检测任一液压顶推装置(2)的液压顶推杆已顶推到位后，延迟2-8秒时间，结束液压顶推操作，开始液压顶推杆回缩操作；
步骤4：重复按液压顶推杆回缩操作—液压顶推操作进行循环操作，直至所敷设的管材被顶推1个管段长度或顶推到位。
9.根据权利要求9所述的有限空间连续顶推控制方法，其特征在于所述步骤1中，可沿被顶推管道线路串联布置多套控制系统，所述可编程控制器控制装置(1)可为1套或多套，当采用1套可编程控制器控制装置(1)时，所有控制信号和反馈信号均连接至可编程控制器控制装置(1)输出、输入端；当采用多套可编程控制器控制装置(1)时，按可编程控制器控制装置(1)的数量划分区域，相应区域的控制信号和反馈信号均连接至相应区域的可编程控制器控制装置(1)输出、输入端，并选择其中1台可编程控制器控制装置(1)为主控制器，其它可编程控制器控制装置(1)为辅控制器，主辅控制器间以现场总线进行连接。
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