CN209265240U - 一种液压抓斗的卷管机自适应控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压抓斗的卷管机自适应控制系统。该系统包括液压卷扬马达及钢丝绳、液压卷管机、液压软管、电液比例阀、压力传感器、可编程控制器。液压卷扬马达通过钢丝绳控制液压抓斗上升下降，液压卷管机卷绕液压软管，通过液压软管提供给液压抓斗动力，电液比例阀受PLC控制，它控制着液压卷管机转动速度，进而控制液压软管的卷收速度。压力传感器检测液压卷管机的工作压力并传给PLC进行判断，换算成液压软管的张力信号，并根据张力信号实时调整电液比例阀的输出信号，使得液压卷管机能够实时的调整转速，使液压软管的卷起速度卷扬马达的卷收速度匹配。在液压抓斗下降时，采用液压浮动回路控制卷管机，同样达到液压软管能够自适应卷扬钢丝绳的收放，两者之间实时同步的目的。

Description

一种液压抓斗的卷管机自适应控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种卷管机的自适应控制系统，尤其涉及一种液压抓斗的卷管机自适应控制系统控制系统。

背景技术

该液压抓斗被钢丝绳悬吊于主机桁架上，由液压卷扬的马达驱动。液压抓斗可以较大范围内升降，液压抓斗的液压驱动力由固定在桁架上的液压卷管机供给。在液压抓斗升降时，液压卷管机必须以匹配的速度卷管或放管，即液压软件收放管速度必须与抓斗升降速度同步，否则会造成液压软管的松弛与异物擦碰、勾住，或者太紧而致使拉断。

目前，市场上存在的液压抓斗的卷管器控制系统，采用人工操作液压手柄进行控制，由人工观察并协调液压软管与钢丝绳收放之间的同步。但是这种方法对人的操作技巧素质的依赖性较高，而且误差较大。

另外，市场上还公开了这样一种液压抓斗的卷管器控制系统，其由液压卷扬马达及钢丝绳、液压卷管机、液压软管、电液比例阀、两个旋转编码器、可编程控制器等组成。一个旋转编码器装于液压卷管机上，测量卷管机转速，通过PLC和已知的卷管机参数换算成已释放的卷管机软管长度；另一个旋转编码器装于液压卷扬上面，通过PLC和已知的卷扬参数换算成已释放的钢丝绳长度。通过PLC对电液比例阀进行控制，将已释放的液压软管作为反馈量，将已释放的钢丝绳子长度作为目标量，对电液比例阀进行闭环控制，使得已释放的液压软管长度及其变化率实时跟随已释放的钢丝绳长度及其变化率。这个方法精度虽然有较大的提高，但是成本也较高，控制算法非常复杂。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型的液压抓斗的卷管机的自适应控制系统，使液压抓斗的供油管路的收放与液压抓斗的升降速度相适应。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种液压抓斗的卷管机自适应控制系统。该系统包括液压卷扬马达及钢丝绳、液压卷管机、液压软管、电液比例阀、压力传感器、可编程控制器。液压卷扬马达通过钢丝绳控制液压抓斗上升下降，液压卷管机卷绕液压软管，通过液压软管提供给液压抓斗动力，电液比例阀受PLC控制，它控制着液压卷管机转动速度，进而控制液压软管的卷收速度。压力传感器检测液压卷管机的工作压力并传给PLC进行判断，换算成液压软管的张力信号，并根据张力信号实时调整电液比例阀的输出信号，使得液压卷管机能够实时的调整转速，使液压软管的卷起速度卷扬马达的卷收速度匹配。在液压抓斗下降时，采用液压浮动回路控制卷管机，同样达到液压软管能够自适应卷扬钢丝绳的收放，两者之间实时同步的目的。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：此系统算法简单，能方面地用PLC实现该功能，精度较高；在硬件配置上，只需另外装配一个测量卷管机液压压力的传感器，而其它的电气和液压方面的硬件，与安装液压抓斗的主机的相关硬件共用。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图。

图2为本实用新型的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图所示，一种液压抓斗的卷管机自适应控制系统。该系统包括液压卷扬马达及钢丝绳、液压卷管机、液压软管、电液比例阀、压力传感器、可编程控制器等。

本实用新型的自适应行走的排水车卷带控制系统应首先进行如下调试和设置：当液压抓斗不升降时，卷管机卷管运行，当液压软管崩直且有一定张力时（一定要注意张力不能太大，否则会拉断），记录下此刻的卷管机液压马达的负载压力值P1；卷管机在液压软件完全松弛的情况下卷管运行，记录下此时的卷带机液压马达的负载压力值P2;取在P1、P2之间的合适值P3 ，在控制其中写入如下逻辑：当实时的卷带机液压马达的负载压力P大于P3，则持续减小驱动电液比例阀的信号直至P小于P3加死区，当负载压力P小于P3时，则将持续增大驱动电液比例阀的信号直至P大于P3减死区，即通过调节电液比例阀的信号不断地来改变卷带速度，使实时负载压力P稳定在P3附近，亦即使卷带张力稳定在既不使液压软件松弛又不使其张力过大的某中间值上。具体地，可通过以P3为给定量、以调节电液比例阀信号为输出量、以实时负载压力P为检测量的PID算法实现该逻辑。

所述的在特定条件下检测的卷管机液压马达的负载压力值P1、P2和实时检测压力值P为各自20次扫描周期采样的平均值。上述压力值分别反映各自工作状态下的液压软管张紧力。

在水泵卷带时，PLC检测到液压抓斗按钮启动自适应行走的卷带模式，此时排水车以特定的恒稳速度直线后退行驶，同时控制器控制电液比例阀驱动卷带机马达，使卷带机开始卷带，若控制器检测的实际卷带负载P大于设定值P3时，说明卷带张力有所增大，有致使水带拖行摩擦的趋势，则控制器降低卷带速度，直到实时卷带负载压力等于P3；若控制器检测的实际卷带负载P小于设定值P3时，说明卷带张力有所减小，有致使水带松弛堆积的趋势，则控制器升高卷带速度，直到实时卷带负载压力P等于P3.

在液压抓斗下降时，PLC控制换向电磁阀，使卷管机马达处于浮动状态，卷管机在液压抓斗重力的拉动下开始自由放管。

Claims (2)

1.一种液压抓斗的卷管机自适应控制系统，其特征在于：液压卷扬马达及钢丝绳、液压卷管机、液压软管、电液比例阀、压力传感器、可编程控制器组成，压力传感器安装在液压卷管机马达上，检测液压卷管机的工作压力，电液比例阀安装在液压泵和液压卷管机马达之间的管道上控制卷带速度，可编程控制器接收来自压力传感器的压力信号，并根据PID算法，输出的张力信号驱动电液比例阀，实现液压软管的卷收速度与液压抓斗上升的速度相适应。

2.根据权利要求1所述的液压抓斗的卷管机自适应控制系统，其特征在于：液压抓斗下降时，控制器控制换向阀打开，使液压卷管机马达处于浮动状态，液压卷管机在液压抓斗重力的拉力下，自由放管。