CN113035495A - 电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤 - Google Patents

电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤 Download PDF

Info

Publication number
CN113035495A
CN113035495A CN202110402690.3A CN202110402690A CN113035495A CN 113035495 A CN113035495 A CN 113035495A CN 202110402690 A CN202110402690 A CN 202110402690A CN 113035495 A CN113035495 A CN 113035495A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
module
control
control switch
electromagnetic valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110402690.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张红军
崔郎郎
王新昌
王琳
曹立钢
高亚丽
黄兆军
简海峰
李娟�
安玉良
史永胜
陈明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citic Corp Of China
CITIC Heavy Industries Co Ltd
Original Assignee
CITIC Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CITIC Heavy Industries Co Ltd filed Critical CITIC Heavy Industries Co Ltd
Priority to CN202110402690.3A priority Critical patent/CN113035495A/zh
Publication of CN113035495A publication Critical patent/CN113035495A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/10—Power-driven drivers with pressure-actuated hammer, i.e. the pressure fluid acting directly on the hammer structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844—Monitoring or fail-safe circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)

Abstract

一种电磁阀驱动系统，包括控制处理模块、控制开关、电源模块和先导级电磁阀；控制处理模块包括控制器和带时间戳控制功能的IO输出模块，控制器的输出端与带时间戳控制功能的IO输出模块的输入端匹配连接。它的驱动精度高。一种海工用液压打桩锤，包括液压泵站、打桩锤和电磁阀驱动系统，控制处理模块、输出电压可调式稳压电源模块和控制开关用于设置在打桩作业船上，先导级电磁阀固定设置在打桩锤上。它的打桩效率高、可靠性高。

Description

电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤
技术领域
本发明涉及管路控制领域，具体涉及一种电磁阀驱动系统，尤其是应用在海工用液压打桩锤上的电磁阀驱动系统。
背景技术
液压打桩锤的液路系统响应效率是影响打桩效率、设备可靠性的关键因素，因此，用于控制液路系统的电磁阀驱动系统是液压打桩锤的重要组成部分。液压打桩锤用于海工作业时，电磁阀驱动系统一般设置在打桩作业船上，电磁阀安装在液压打桩锤上，打桩作业船与液压打桩锤之间的距离一般在100m～300m。也就是说，电磁阀驱动系统的电源模块与电磁阀之间的线缆长度约为200m～600m。一般的，电源模块的供电电压为直流24V。如此低的电压在如此长的线缆上压降极大。因此，设计适配海工作业的液压打桩锤的电磁阀驱动系统要重点考虑以下几项因素：①控制开关切换过程的时长一致性；②弱电压在远距离传输线路上的电压衰减对电器元件的不利影响；③打桩锤工作过程中的震动对设备运转的不利影响；④环境内的电磁辐射对设备运转可靠性的干扰。⑤大功率电磁阀开关切换过程中对驱动系统的冲击扰动干扰。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种电磁阀驱动系统，以解决现有的电磁阀驱动系统驱动时间控制精度差的技术问题。
本发明的第二目的是提供一种海工用液压打桩锤，以解决现有的海工用淮压打桩锤打桩效率低、可靠性差的技术问题。
一种电磁阀驱动系统，包括控制处理模块、控制开关、电源模块和先导级电磁阀；所述控制处理模块的输出端与所述控制开关的控制端耦合连接，所述控制开关的负载端、所述电源模块的供电输出端和所述先导级电磁阀的控制端串联连接；所述控制处理模块包括控制器和带时间戳控制功能的IO输出模块，所述控制器的输出端与所述带时间戳控制功能的IO输出模块的输入端匹配连接。
优选的，所述控制器的最小扫描周期≤0.01ms，所述带时间戳控制功能的IO输出模块的分辨率≤1ns；所述控制开关的响应开通切换时长≤0.15ms，响应断开切换时长≤1ms；所述先导级电磁阀的响应开通切换时长≤1ms，响应截止切换时长≤1ms。
优选的，所述控制器为工业PC控制器。
优选的，所述控制开关为抗震型控制开关。
进一步优选的，所述控制开关为固态继电器。
优选的，所述电源模块为输出电压可调式稳压电源模块，所述输出电压可调式稳压电源模块包括两组主供直流电源和一组冗余供电单元，所述冗余供电单元用于切换两组主供直流电源中的一组供电。
优选的，所述输出电压可调式稳压电源模块的供电输出端、控制开关的负载端、所述先导级电磁阀的控制端通过水密电缆电连接。
一种海工用液压打桩锤，包括液压泵站、打桩锤和前述的电磁阀驱动系统，所述控制处理模块、所述电源模块和所述控制开关用于设置在打桩作业船上，所述先导级电磁阀固定设置在打桩锤上。
本发明的有益效果是：
1.带时间戳控制功能的IO输出模块可以转换控制器输出信号和时间戳数据为控制开关控制信号，从而实现控制程序的设计控制时间与控制开关控制信号的同步，缩减控制程序的理论控制时刻与控制开关控制信号的实际控制时刻之间的延迟。若控制器与常见的高速IO输出模块通过总线连接，受控制处理模块(运行)扫描周期和总线通讯周期的限制，即使控制处理模块的最小扫描周期无限短，由于控制程序的理论控制时刻与控制开关控制信号的实际控制时刻之间存在较大的延迟，也不能满足控制需要。其可以缩短控制指令的传输延迟。
2.由该参数限定的零部件构成的电磁阀驱动系统满足液压打桩锤的液压油路由进油切换为回油或由回油切换为进油的10ms时长的需要。
3.工业PC控制器的多核实时控制技术具有实时判断、运算功能强大、可以协同计算等优点，它最能满足液压打桩锤主阀电磁阀的驱动需要。
4.抗震型控制开关适用于打桩作业船的震动工况环境。
5.固态继电器抗震，且可以快速实现高速切换功能，它最能满足液压打桩锤主阀电磁阀的控制需要。
6.通过调整输出电压可调式稳压电源模块的输出电压，使先导级电磁阀的工作电压与其额定电压相符，可以解决电磁阀驱动在相对低的电压下长距离驱驱动的信号衰减问题。
7.使用前述的电磁阀驱动系统的海工用液压打桩锤，先导级电磁阀切换速度快，打桩锤的作业效率越高，多个先导级电磁阀并行控制时，进油管道、回油管道同步率高，打桩锤的稳定性高。
附图说明
图1为本发明的电磁阀驱动系统的结构框图。
附图标记说明，1-控制处理模块，11-工业PC控制器，12-带时间戳控制功能的IO输出模块，2-控制开关，3-输出电压可调式稳压电源模块，31-第一组主供直流电源，32-第二组主供直流电源，33-冗余供电单元，4-先导级电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。
本发明的海工用液压打桩锤，包括液压泵站、打桩锤和电磁阀驱动系统。
其中，液压泵站包括油箱和加压泵，加压泵的补油口通过管道延伸入油箱的油面下。
其中，打桩锤包括锤体壳、配重锤，配重锤设置在锤体壳内，并与锤体壳滑动连接，锤体壳与配重锤之间设有液压腔。加压泵的泵送口与液压腔的进油口通过进油管道连通，液压腔的回油口通过回油管道延伸入油箱内。通过控制液压腔内的油量，借助油压驱动配重锤升降，实现打桩作业。
在使用时，进油管道、回油管道需要按需打开，比如提锤过程转落锤过程中，进油阀由开通切换为截止，回油阀由截止切换为开通，落锤过程转提锤过程中，进油阀由截止切换为开通，回油阀由开通切换为截止，此过程中进油阀切换过程与回油阀切换过程同步度越高，打桩锤的稳定性越高，切换环节用时越短，打桩锤的作业效率越高。一般地，进油阀、回油阀选取先导截止阀，先导截止阀的先导回路通过先导级电磁阀调整通断或调整流路方向。为此，需要高规格的电磁阀驱动系统。
其中，电磁阀驱动系统包括控制器、带时间戳控制功能的IO输出模块、控制开关、电源模块和先导级电磁阀，控制器的输出端与带时间戳控制功能的IO输出模块的输入端匹配连接，带时间戳控制功能的IO输出模块的输出端与控制开关的控制端电连接，控制开关的负载端、电源模块的供电输出端和先导级电磁阀的控制端串联连接。电磁阀驱动系统中，控制器和带时间戳控制功能的IO输出模块配合组成控制处理模块，控制器最好选择工业PC控制器。控制开关最好选择抗震型控制开关，比如固态继电器。先导级电磁阀可以是安装在进油管道上的电磁阀，也可以是安装在回油管道上的电磁阀。
其中，控制器、带时间戳控制功能的IO输出模块、输出电压可调式稳压电源模块和控制开关用于设置在打桩作业船上，先导级电磁阀用于安装在主管路阀门的先导回路上，主管路阀门固定设置在锤体上。
一般地，使用海工液压打桩锤作业时，打桩作业船与锤体的距离设置在100m～300m之间。也就是说，输出电压可调式稳压电源模块与控制开关、先导级电磁阀之间的导线长度超过200m。
在具体选型时，具体零部件应满足以下参数要求：控制器的最小扫描周期≤0.01ms，带时间戳控制功能的IO输出模块的分辨率≤1ns；控制开关的响应开通切换时长≤0.15ms，响应断开切换时长≤1ms；先导级电磁阀的响应开通切换时长≤1ms，响应截止切换时长≤1ms。
由于电源模块与控制开关、先导级电磁阀之间的导线长度超过200m，为降低电压降对信号识别的不利影响，电源模块最好选择输出电压可调式稳压电源模块，这样就可以通过调整输出电压可调式稳压电源模块的输出电压，使除去导线上的电压降后，使先导级电磁阀工作电压满足额定电压要求。
为降低电源故障对电磁阀驱动系统的不利影响，输出电压可调式稳压电源模块包括两组主供直流电源和一组冗余供电单元，冗余供电单元用于切换两组主供直流电源中的一组供电。
为适应海上工作环境，输出电压可调式稳压电源模块的供电输出端、控制开关的负载端、先导级电磁阀的控制端最好通过水密电缆电连接。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽地说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能的阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施例，均应属于为本发明隐含公开的内容。

Claims (8)

1.一种电磁阀驱动系统，包括控制处理模块、控制开关、电源模块和先导级电磁阀；所述控制处理模块的输出端与所述控制开关的控制端耦合连接，所述控制开关的负载端、所述电源模块的供电输出端和所述先导级电磁阀的控制端串联连接；其特征在于，所述控制处理模块包括控制器和带时间戳控制功能的IO输出模块，所述控制器的输出端与所述带时间戳控制功能的IO输出模块的输入端匹配连接。
2.如权利要求1所述的电磁阀驱动系统，其特征在于，所述控制器的最小扫描周期≤0.01ms，所述带时间戳控制功能的IO输出模块的分辨率≤1ns；所述控制开关的响应开通切换时长≤0.15ms，响应断开切换时长≤1ms；所述先导级电磁阀的响应开通切换时长≤1ms，响应截止切换时长≤1ms。
3.如权利要求1所述的电磁阀驱动系统，其特征在于，所述控制器为工业PC控制器。
4.如权利要求1所述的电磁阀驱动系统，其特征在于，所述控制开关为抗震型控制开关。
5.如权利要求4所述的电磁阀驱动系统，其特征在于，所述控制开关为固态继电器。
6.如权利要求1所述的电磁阀驱动系统，其特征在于，所述电源模块为输出电压可调式稳压电源模块，所述输出电压可调式稳压电源模块包括两组主供直流电源和一组冗余供电单元，所述冗余供电单元用于切换两组主供直流电源中的一组供电。
7.如权利要求1所述的电磁阀驱动系统，其特征在于，所述输出电压可调式稳压电源模块的供电输出端、控制开关的负载端、所述先导级电磁阀的控制端通过水密电缆电连接。
8.一种海工用液压打桩锤，其特征在于，包括液压泵站、打桩锤和如权利要求1-7中任一项所述的电磁阀驱动系统，所述控制处理模块、所述电源模块和所述控制开关用于设置在打桩作业船上，所述先导级电磁阀固定设置在打桩锤上。
CN202110402690.3A 2021-04-14 2021-04-14 电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤 Pending CN113035495A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110402690.3A CN113035495A (zh) 2021-04-14 2021-04-14 电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110402690.3A CN113035495A (zh) 2021-04-14 2021-04-14 电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113035495A true CN113035495A (zh) 2021-06-25

Family

ID=76456838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110402690.3A Pending CN113035495A (zh) 2021-04-14 2021-04-14 电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113035495A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113926866A (zh) * 2021-09-17 2022-01-14 山东莱钢永锋钢铁有限公司 一种棒材裙板冗余控制器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113926866A (zh) * 2021-09-17 2022-01-14 山东莱钢永锋钢铁有限公司 一种棒材裙板冗余控制器
CN113926866B (zh) * 2021-09-17 2024-01-23 山东莱钢永锋钢铁有限公司 一种棒材裙板冗余控制器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11293460B2 (en) Engineering machinery hydraulic system
CN100383406C (zh) 液压控制回路及其方法
CN103047208B (zh) 一种负载敏感电液比例多路阀
EP4372235A1 (en) Hydraulic system with electro-proportional control multi-working-position valve, and control method thereof
CN113035495A (zh) 电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤
CN108343646A (zh) 一种电液混合驱动式机械臂控制系统及控制方法
WO2023179803A1 (zh) 一种间接式波浪能装置液压负载分级控制系统及方法
CN104806401A (zh) 多功能喷油器驱动控制器
CN110775232A (zh) 一种水下导弹发射井筒开关盖装置系统
CN214897877U (zh) 电磁阀驱动系统、海工用液压打桩锤
CN103671364A (zh) 用于遥控装载机的转向电液控制系统
CN204942135U (zh) 挖掘机液压系统的控制装置
CN208010677U (zh) 一种电液混合驱动式机械臂控制系统
CN102155453A (zh) 一种切换阀及带有该切换阀的双动力闭式液压系统
CN104234988B (zh) 防爆电控闭式泵及使用其时刻对发动机功率保持高利用率的控制方法
CN110094309B (zh) 液压变桨系统的测试控制柜、测试控制系统及方法
CN204663730U (zh) 多功能喷油器驱动控制器
CN103613028A (zh) 拖曳绞车用缆绳恒张力液压控制回路
CN203770261U (zh) 一种消防车及其上下车切换系统
CN215370391U (zh) 一种莲花型门进料口的液压系统及环卫设备
CN206530575U (zh) 一种实现液压机无级精确调速的液压系统
CN210193224U (zh) 一种岸桥倾转-挂仓一体化电液控制系统
CN211259222U (zh) 一种水下液压系统控制和数据采集装置
CN101806317A (zh) 两足机器人智能泵阀的协同控制方法与执行器装置
CN110712735B (zh) 用于喷水推进装置的液压控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230321

Address after: 89-102 floors, CITIC Tower, Building 1, Yard 10, Guanghua Road, Chaoyang District, Beijing, 100020

Applicant after: CITIC Corporation of China

Applicant after: CITIC HEAVY INDUSTRIES Co.,Ltd.

Address before: 471000 No. 206, Jianxi, Luoyang District, Henan, Jianshe Road

Applicant before: CITIC HEAVY INDUSTRIES Co.,Ltd.