CN117927539A - 一种液压油动力系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压油动力系统的控制方法，液压油动力系统包括：出油管路、回油管路、冷却风扇和预测模块，控制方法包括：将第一时刻的出油温度和第一时刻的回油温度之间的第一差值与第一阈值比较，在第一差值大于或等于第一阈值的情况下，判断需要启动所述冷却风扇；在需要启动冷却风扇时，获取液压油动力系统的当前运行状态的运行数据，从而确定当前运行状态的最佳回油温度，从而确定冷却风扇的目标转速；控制预测模块预测冷却风扇的预测运行时间。通过对当前运行状态的判断，使得最佳回油温度更加科学可靠，通过最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，使得控制方法更加可靠，根据具体的实际情况判断最佳回油温度，减少能源的浪费。

Description

一种液压油动力系统的控制方法

技术领域

本发明涉及液压油动力系统控制技术领域，具体而言，涉及一种液压油动力系统的控制方法。

背景技术

液压油动力系统在运行的过程中，由于负载过大，液压油的温度升高，液压油的粘稠度降低，导致钻进系统的钻进速度控制较为困难，长时间运行，极易导致泄露，因此，钻式采煤机通常采用液冷或风冷的方式进行降温，但是，在实际施工过程中，存在这样一个问题：液压油温度升高后，均采用一种降温方式进行降温，导致能耗升高，因此，根据当前的运行状态，给出最佳的回油温度，控制冷却风扇的旋转，减少能源消耗，是十分必要的。

发明内容

因此，本发明提供一种液压油动力系统的控制方法。根据当前的运行状态，得出最佳回油温度，根据最佳回油温度，控制冷却风扇的目标转速，从而降低钻式采煤机的能源消耗。

为解决上述问题，本发明提供一种液压油动力系统的控制方法，液压油动力系统包括：出油管路、回油管路、冷却风扇和预测模块，冷却风扇作用于回油管路上，回油管路和出油管路内流动有液压油，控制方法包括：获取出油管路的第一时刻的出油温度和回油管路的第一时刻的回油温度，将第一时刻的出油温度和第一时刻的回油温度之间的第一差值与第一阈值比较，判断是否需要启动冷却风扇；在第一差值大于或等于第一阈值的情况下，判断需要启动冷却风扇，在判断需要启动冷却风扇的情况下，获取液压油动力系统的当前运行状态的运行数据，根据运行数据，确定当前运行状态的最佳回油温度，根据最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，控制预测模块预测冷却风扇的预测运行时间，并控制冷却风扇以目标转速转动，根据预测运行时间，设定间隔的采温时间。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：液压油动力系统长时间运行后，温度急剧升高，会导致液压油的粘稠度降低，钻式采煤机在工作时，速度难以控制，因此在液压油温度升高的情况下，迅速给液压油进行降温，首先获取出油温度和回油温度，根据出油温度和回油温度的第一差值，控制冷却风扇启动，降低液压油的回油温度，获取当前运行状态的运行数据额，确定当前运行状态的最佳回油温度，通过对当前运行状态的判断，使得最佳回油温度更加科学可靠，根据出油温度和回油温度的差值，判断冷却风扇是否启动，当第一差值大于或等于第一阈值的情况下，回油温度较高，需要对液压油进行降温，因此需要启动冷却风扇，使得控制方法更加稳定可靠。通过最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，使得控制方法更加可靠，根据具体的实际情况判断最佳回油温度，使得冷却风扇的运行频率更加准确，减少能源的浪费。同时预测冷却风扇的运行时间，便于现场工作人员对设备进行管理，根据预测运行时间设定间隔的采温时间，便于现场工作人员了解回油温度的变化情况。

影响液压油温度有很多因素，季节的更替，现场环境的通风程度，液压油的型号是否合适，都会影响液压油的温度，因此，本发明给出的技术方案，通过对现场环境温度的采集，液压油动力系统的负载率进行判断，给出当前运行状态下的最佳回油温度，减少能源的浪费，使得液压油动力系统更加节能。

进一步的，运行数据包括：液压系统负载率、环境温度、液压油温度和第二时刻的回油温度。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：影响液压油温度的因素众多，温度计算模型通过对运行数据的分析，从而得出当前运行状态下的最佳回油温度，使得得出的最佳回油温度准确性更高。

进一步的，液压油动力系统应用于钻式采煤机上，液压油动力系统还包括液压油箱和温度计算模型，液压油箱内存有液压油，钻式采煤机的周侧设有多个温度传感器，确定当前运行状态的最佳回油温度，具体包括：将运行数据传输给温度计算模型，获取多个温度传感器的检测数据，将检测数据传输给温度计算模型，温度计算模型根据运行数据和检测数据得出最佳回油温度；其中，最佳回油温度由以下公式确定：

；

其中，T_最佳为最佳回油温度，m为温度传感器的编号，T_m为第m个温度传感器检测的环境温度，k为环境温度系数，n为温度传感器的数量，j为液压系统负载率，T_回为第二时刻的回油温度，T_液为液压油箱的液压油温度，f为油温系数。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：温度计算模型通过参考对环境温度、液压系统负载率和第二时刻的回油温度，得出当前状态下的最佳回油温度，使得最佳回油温度的结果更具有可靠性。

优选的，环境温度是多个温度传感器的检测数值的平均值，使得环境温度更具有可靠性。

进一步的，液压油动力系统还包括风扇控制单元，风扇控制单元包括转速计算公式，根据最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，具体包括：将最佳回油温度传输给风扇控制单元，风扇控制单元通过最佳回油温度得出目标转速，其中，目标转速由以下公式确定：V=（T_回－T_最佳）×q，其中，V为目标转速，q为转速系数。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：液压油动力系统应用在钻式采煤机上，钻式采煤机放置在施工现场，不同位置的环境温度会存在差异，对温度计算模型输出的最佳回油温度的结果存在一定的偏差，因此，需要对钻式采煤机的周围进行多点采集，使得数据来源更加广泛，增加最佳回油温度的数据的稳定性。

进一步的，冷却风扇与调速电机相连，控制冷却风扇以目标转速转动，具体包括：控制调速电机驱动冷却风扇以目标转速转动。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：冷却风扇通过调速电机驱旋转，使得冷却风扇运行的更加稳定，同时，噪音更小，减小了现场噪音对工作人员的影响。

进一步的，控制预测模块预测冷却风扇的预测运行时间，具体包括：将第二时刻的回油温度和最佳回油温度传输给预测模块，其中，预测运行时间由以下公式确定：

；

其中，t为预测运行时间内，b为冷却系数。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：预测冷却风扇的运行时间，对冷却风扇的运行时间做出评估，便于工作人员管理。

进一步的，在设定间隔的采温时间之后，控制方法还包括：间隔采温时间，获取第三时刻的出油温度和第三时刻的回油温度的第三差值，根据第三差值，判断是否需要降低冷却风扇的目标转速。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：获取第三时刻的出油温度和第三时刻的回油温度的第三差值，及时获取回油温度的变化趋势，避免了液压油温度升高不能及时降温的情况。

进一步的，根据第三差值，判断是否需要降低冷却风扇的目标转速，具体包括：将第三差值与降速阈值比较，在第三差值小于或等于降速阈值的情况下，判断需要降低冷却风扇的目标转速，并控制冷却风扇以第一速度降低转速。

采用本发明的技术方案后，能够达到如下技术效果：在第三差值小于或等于降速阈值的情况下，控制冷却风扇以第一速度降低转速，减少了在降温过程中，电能的消耗。

进一步的，根据第三差值，判断是否降低冷却风扇的目标转速，还包括：在第三差值大于降速阈值的情况下，控制液压油动力系统停机。

采用本发明的技术方案后，能够达到如下技术效果：在第三差值大于降速阈值的情况下，能够知晓，冷却风扇在运行的过程中，回油温度在不断升高，因此为了避免液压油温度过高，影响内部零件的使用寿命，因此，控制液压油动力系统停机，由工作人员进行检修。

（1）当第一差值大于或等于第一阈值的情况下，回油温度较高，需要对液压油进行降温，因此需要启动冷却风扇，使得控制方法更加稳定可靠。通过最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，使得控制方法更加可靠，根据具体的实际情况判断最佳回油温度，使得冷却风扇的运行频率更加准确，减少能源的浪费；

（2）影响液压油温度的因素众多，温度计算模型通过对运行数据的分析，从而得出当前运行状态下的最佳回油温度，使得得出的最佳回油温度准确性更高；

（3）温度计算模型通过参考对环境温度、液压系统负载率和第二时刻的回油温度，得出当前状态下的最佳回油温度，使得最佳回油温度的结果更具有可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的液压油动力系统的控制方法的第一流程图；

图2为液压油动力系统的控制方法的第二流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种液压油动力系统的控制方法，液压油动力系统包括：出油管路、回油管路、冷却风扇和预测模块，冷却风扇作用于回油管路上，回油管路和出油管路内流动有液压油，控制方法包括：获取出油管路的第一时刻的出油温度和回油管路的第一时刻的回油温度，将第一时刻的出油温度和第一时刻的回油温度之间的第一差值与第一阈值比较，判断是否需要启动冷却风扇；在第一差值大于或等于第一阈值的情况下，判断需要启动冷却风扇，在判断需要启动冷却风扇的情况下，获取液压油动力系统的当前运行状态的运行数据，根据运行数据，确定当前运行状态的最佳回油温度，根据最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，控制预测模块预测冷却风扇的预测运行时间，并控制冷却风扇以目标转速转动，根据预测运行时间，设定间隔的采温时间。

具体说明，如附图1所示，

S100、获取出油管路的第一时刻的出油温度和回油管路的第一时刻的回油温度；

S200、将第一时刻的出油温度与第一时刻的回油温度之间的第一差值与第一阈值比较；

S300、判断是否需要启动冷却风扇；

S400、在第一差值大于或等于第一阈值的情况下，判断需要启动冷却风扇；

S500、获取液压油动力系统的当前运行状态的运行数据；

S600、根据运行数据，确定当前运行状态的最佳回油温度；

S700、根据最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速；

S800、控制预测模块预测冷却风扇的预测运行时间，控制冷却风扇以目标转速旋转；

S900、根据预测运行时间，设定间隔的采温时间。

其中，液压油动力系统长时间运行后，温度急剧升高，会导致液压油的粘稠度降低，钻式采煤机在工作时，速度难以控制，因此在液压油温度升高的情况下，迅速给液压油进行降温，首先获取第一时刻的出油温度和第一时刻的回油温度，将第一时刻的出油温度和第一时刻的回油温度的第一差值与第一阈值比较，第一差值大于或等于第一阈值的情况下，需要启动冷却风扇进行降温，获取液压油动力系统的当前运行状态的运行数据，从而确定最佳回油温度，根据最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，预测模块预测冷却风扇的运行时间，冷却风扇以目标转速转动，根据预测运行时间，设定间隔的采温时间。

优选的，获取当前运行状态的运行数据额，确定当前运行状态的最佳回油温度，通过对当前运行状态的判断，使得最佳回油温度更加科学可靠，通过最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，使得控制方法更加可靠，根据具体的实际情况判断最佳回油温度，使得冷却风扇的运行频率更加准确，减少能源的浪费。

举例的，运行数据包括：液压油动力系统的负载率、环境温度、液压油温度和第二时刻的回油温度。

举例说明，运行数据能够反映出液压油动力系统的当前运行情况，使得最佳回油温度的准确性更高，影响液压油温度有很多因素，季节的更替，现场环境的通风程度，液压油的型号是否合适，都会影响液压油的温度，因此，本发明给出的技术方案，通过对现场环境温度的采集，液压油动力系统的负载率进行判断，给出当前运行状态下的最佳回油温度，避免了工作人员凭借经验去判断最佳回油温度，使得控制方法更具有科学性，同时，也能够在一定程度上减少能源的浪费，使得液压油动力系统更加节能。

举例的，液压油动力系统应用于钻式采煤机上，液压油动力系统还包括液压油箱和温度计算模型，液压油箱中存有液压油，钻式采煤机的周侧设有多个温度传感器，确定当前运行状态的最佳回油温度，具体包括：将运行数据传输给温度计算模型，获取多个温度传感器的检测数据，将检测数据传输给温度计算模型，温度计算模型根据运行数据和检测数据得出最佳回油温度，其中，最佳回油温度由以下公式确定：

；

其中，T_最佳为最佳回油温度，m为温度传感器的编号，T_m为第m个温度传感器检测的环境温度，k为环境温度系数，n为温度传感器的数量，j为负载率，T_回为第二时刻的回油温度，T_液为液压油箱的液压油温度，f为油温系数。

举例说明，温度计算模型通过参考对环境温度、液压系统负载率和第二时刻的回油温度，得出当前状态下的最佳回油温度，使得最佳回油温度的结果更具有可靠性。

优选的，钻式采煤机的周侧设有多个温度传感器，采集多个环境温度。钻式采煤机周侧的不同位置，环境温度会有所差异，对温度计算模型输出的最佳回油温度的影响较大，为了减小误差，对钻式采煤机的周围环境进行多点采集温度，减小数据的误差，增加最佳回油温度的准确性。

举例的，液压油动力系统还包括风扇控制单元，根据最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，具体包括：将最佳回油温度传输给风扇控制单元，风扇控制单元通过最佳回油温度得出目标转速，其中，目标转速由以下公式确定：V=（T_回－T_最佳）×q，其中，V为目标转速，q为转速系数。

举例说明，液压油动力系统应用在钻式采煤机上，钻式采煤机放置在施工现场，不同位置的环境温度会存在差异，对温度计算模型输出的最佳回油温度的结果存在一定的偏差，因此，需要对钻式采煤机的周围进行多点采集，使得数据来源更加广泛，增加最佳回油温度的数据的稳定性。环境温度是多个温度传感器的检测数值的平均值，使得环境温度更具有可靠性。

举例的，冷却风扇与调速电机相连，控制冷却风扇以目标转速转动，具体包括：控制调速电机驱动冷却风扇以目标转速转动。

举例说明，冷却风扇通过调速电机驱动旋转，使得冷却风扇运行的更加稳定，同时，噪音更小，减小了现场噪音对工作人员的影响。

举例的，控制预测模块预测冷却风扇的运行时间，具体包括：预测模块通过第二时刻的回油温度、最佳回油温度和环境温度，获取冷却风扇的预测运行时间，其中，预测运行时间由以下公式确定：

；

其中，t为预测运行时间，b为冷却系数。

举例说明，预测模块对第二时刻的回油温度、最佳回油温度和环境温度进行分析，从而得出冷却风扇的预测运行时间，能够方便现场员工对设备进行管理，通过对整个冷却过程消耗的时间进行估计，使得在冷却过程中，便于获取回油温度的变化情况，帮助工作人员识别钻式采煤机是否存在故障。

举例的，在设定间隔的采温时间之后，控制方法还包括：间隔采温时间，获取第三时刻的出油温度和第三时刻的回油温度的第三差值，根据第三差值，判断是否需要降低冷却风扇的目标转速。

举例说明，预测模块得出预测运行时间后，设定间隔的采温时间，在冷却的过程中，获取第三时刻的出油温度和第三时刻的回油温度之间的第三差值，通过第三差值，帮助工作人员知晓回油温度的变化情况，从而判断出冷却风扇的是否有效。

优选的，在预测运行时间内，设定间隔的采温时间，因此，在预测运行时间内，获取出油温度和回油温度之间的差值，并且生成变化曲线，便于判断回油温度的变化情况。

举例的，根据第三差值，判断是否需要降低冷却风扇的目标转速，具体包括：将第三差值与降速阈值比较，在第三差值小于或等于降速阈值的情况下，判断需要降低冷却风扇的目标转速，并控制冷却风扇以第一速度降低转速。

举例说明，在第三差值小于或等于降速阈值的情况下，能够表明回油温度在不断地降低，能够达到降温的目的，因此，对冷却风扇的转速进行调整，能够减少冷却风扇在冷却过程中消耗的能量，使得冷却风扇更加节能。

优选的，第一阈值大于降速阈值。

举例的，根据第三差值，判断是否需要降低冷却风扇的目标转速，还包括：在第三差值大于降速阈值的情况下，控制液压油动力系统停机。

举例说明，第三差值大于降速阈值的情况下，能够得知，在冷却的过程中，回油温度没有降低，因此，液压油动力系统不能继续运行，需要控制液压油动力系统停机，等待工作人员的检修。

其中，液压油温度过高时，钻式采煤机的工作效率降低，发动机的油耗增大，液压油温度过高时，液压油的粘稠度降低，润滑性能下降，液压油的油膜变薄，极易被破坏，导致液压元件的磨损加剧，损害液压元件，同时，温度过高，会加速液压油的氧化速度，导致液压油变质，降低了液压油的使用寿命。因此，在回油温度没有降低的情况下，需要对液压油动力系统进行检修，防止液压元件损坏。

如附图2所示，

S100、获取出油管路的第一时刻的出油温度和回油管路的第一时刻的回油温度的第一差值；

S110、将第一差值d与第一阈值D比较；

S200、需要启动冷却风扇；

其中，在d≥D的情况下，执行S200，在d＜D的情况下，执行S100；

S300、获取液压油动力系统的运行数据；

S400、将运行数据传输给温度计算模型，并获取温度传感器的检测数据；

S500、将检测数据传输给温度计算模型，得出最佳回油温度；

S600、将最佳回油温度传输给风扇控制单元，得出目标转速；

S610、控制调速电机驱动冷却风扇以目标转速转动；

S700、获取第二时刻的回油温度、最佳回油温度和环境温度，得出预测运行时间；

S710、设定间隔的采温时间；

S800、间隔采温时间，获取第三时刻的出油温度和回油温度的第三差值；

S900、将第三差值a与降速阈值A比较；

S910、控制冷却风扇以第一速度降低转速；

S920、控制液压油动力系统停机；

其中，在a≤A的情况下，执行S910，在a＞A的情况下，执行S920。

举例说明，将第一差值与第一阈值比较，能够判断冷却风扇是否启动，在恰当的时间启动冷却风扇，使得能源的消耗更加合理，当第一差值大于或等于第一阈值的情况下，回油管路的回油温度过高，导致液压油粘稠度降低，使得钻式采煤机的工作效率降低，钻式采煤机的速度难以控制，极易发生危险，因此，需要冷却风扇进行降温，降低回油温度，增加液压油的粘稠度。

针对液压油动力系统的当前运行状态，得出最佳回油温度，使得最佳回油温度更加科学可靠。根据最佳回油温度，确定冷却风扇的目标转速，冷却风扇以目标转速转动，对回油管路进行降温，增加液压油的粘稠度，同时，预测冷却风扇的运行时间，便于工作人员的设备管理，针对运行时间，设置间隔的采温时间，间隔采温时间，获取第三时刻的出油温度和第三时刻的回油温度之间的第三差值，将第三差值与降速阈值比较，在第三差值小于等于降速阈值的情况下，回油温度降低，将冷却风扇的目标转速以第一速度降低，减少能源的消耗，持续降低回油温度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种液压油动力系统的控制方法，其特征在于，所述液压油动力系统包括：出油管路、回油管路、冷却风扇和预测模块，所述冷却风扇作用于所述回油管路上，所述出油管路和所述回油管路内流动有液压油，所述控制方法包括：

获取所述出油管路的第一时刻的出油温度和所述回油管路的第一时刻的回油温度；

将所述第一时刻的出油温度和所述第一时刻的回油温度之间的第一差值与第一阈值比较，判断是否需要启动所述冷却风扇；

在所述第一差值大于或等于所述第一阈值的情况下，判断需要启动所述冷却风扇；

在判断需要启动所述冷却风扇的情况下，获取所述液压油动力系统的当前运行状态的运行数据；

根据所述运行数据，确定当前运行状态的最佳回油温度；

根据所述最佳回油温度，确定所述冷却风扇的目标转速；

控制所述预测模块预测所述冷却风扇的预测运行时间，并控制所述冷却风扇以所述目标转速转动；

根据所述预测运行时间，设定间隔的采温时间。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述运行数据包括：所述液压油动力系统的负载率、环境温度、液压油温度和第二时刻的回油温度。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述液压油动力系统应用于钻式采煤机上，所述液压油动力系统还包括液压油箱和温度计算模型，所述液压油箱中存有液压油，所述钻式采煤机的周侧设有多个温度传感器，所述确定当前运行状态的最佳回油温度，具体包括：

将所述运行数据传输给所述温度计算模型，并获取所述多个温度传感器的检测数据；

将所述检测数据传输给所述温度计算模型；

所述温度计算模型根据所述运行数据和所述检测数据得出所述最佳回油温度；

其中，所述最佳回油温度由以下公式确定：

；

其中，T_最佳为所述最佳回油温度，m为所述温度传感器的编号，T_m为第m个所述温度传感器检测的环境温度，k为环境温度系数，n为所述温度传感器的数量，j为所述负载率，T_回为所述第二时刻的回油温度，T_液为所述液压油箱的液压油温度，f为油温系数。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述液压油动力系统还包括风扇控制单元，所述根据所述最佳回油温度，确定所述冷却风扇的目标转速，具体包括：

将所述最佳回油温度传输给所述风扇控制单元；

所述风扇控制单元通过所述最佳回油温度得出所述目标转速；

其中，所述目标转速由以下公式确定：

V=（T_回－T_最佳）×q；

其中，V为所述目标转速，q为转速系数。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述冷却风扇与调速电机相连，所述控制所述冷却风扇以所述目标转速转动，具体包括：

控制所述调速电机驱动所述冷却风扇以所述目标转速转动。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述预测模块预测所述冷却风扇的预测运行时间，具体包括：

所述预测模块通过所述第二时刻的回油温度、所述最佳回油温度和所述环境温度预测所述预测运行时间；

其中，所述预测运行时间由以下公式确定：

；

其中，t为所述预测运行时间，b为冷却系数。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述设定间隔的采温时间之后，所述控制方法还包括：

间隔所述采温时间，获取第三时刻的出油温度和第三时刻的回油温度的第三差值；

根据所述第三差值，判断是否需要降低所述冷却风扇的目标转速。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第三差值，判断是否需要降低所述冷却风扇的目标转速，具体包括：

将所述第三差值与降速阈值比较；

在所述第三差值小于或等于所述降速阈值的情况下，判断需要降低所述冷却风扇的目标转速，并控制所述冷却风扇以第一速度降低转速。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第三差值，判断是否需要降低所述冷却风扇的目标转速，还包括：

在所述第三差值大于所述降速阈值的情况下，控制所述液压油动力系统停机。