CN210669288U - 一种用于牵张机的智能功率匹配系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于牵张机的智能功率匹配系统，包括PLC控制器、液压系统、电子喷射柴油发动机ECU、控制手柄、发动机油门和用于检测液压系统压力的压力变送器，所述液压系统包括闭式斜盘式轴向柱塞泵和设置在闭式斜盘式轴向柱塞泵上的比例电磁阀，所述PLC控制器和电子喷射柴油发动机ECU连接，所述控制手柄和压力变送器的输出端均和PLC控制器的输入端连接，所述PLC控制器的输出端连接比例电磁阀的输入端，所述比例电磁阀的输出端连接闭式斜盘式轴向柱塞泵的输入端。本实用新型能够解决牵张机的发动机输出功率和液压系统输出功率的实时匹配问题，保证任何时间发动机不过载，提高设备使用的安全性，且能提高发动机利用率，节能环保。

Description

一种用于牵张机的智能功率匹配系统

技术领域

本实用新型涉及牵张机设备技术领域，尤其涉及一种用于牵张机的智能功率匹配系统。

背景技术

牵张机电力输变电张力架线施工专用设备，在液压传动的牵张设备上，搭载有闭式液压传动系统，简称液压系统，液压系统包括有闭式斜盘式轴向柱塞泵、柱塞马达及相应的辅助补油系统等。

目前，牵张机不具备发动机输出功率和液压系统输出功率的匹配功能，现场使用时需要现将发动机转速提高至发动机额定功率下输出转速，再扳动牵引手柄进行牵引作业。发动机是否超载，完全靠操作人员经验保证，存在发动机超载、牵张机超载的安全隐患，且在不需要大吨位、高速牵引时，发动机大油门高转速运转，燃油消耗增加，不够节能。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于牵张机的智能功率匹配系统，能够解决牵张机的发动机输出功率和液压系统输出功率的实时匹配问题，保证任何时间发动机不过载，提高设备使用的安全性，且能提高发动机利用率，节能环保。

本实用新型采用的技术方案为：一种用于牵张机的智能功率匹配系统，包括PLC控制器、液压系统、电子喷射柴油发动机ECU、控制手柄、发动机油门和用于检测液压系统压力的压力变送器，所述液压系统包括闭式斜盘式轴向柱塞泵和设置在闭式斜盘式轴向柱塞泵上的比例电磁阀，所述PLC控制器和电子喷射柴油发动机ECU连接，所述控制手柄和压力变送器的输出端均和PLC控制器的输入端连接，所述PLC控制器的输出端连接比例电磁阀的输入端，所述比例电磁阀的输出端连接闭式斜盘式轴向柱塞泵的输入端，所述闭式斜盘式轴向柱塞泵的输出端连接压力变送器的输入端，所述PLC控制器和发动机油门连接。

优选的，所述的发动机油门上设置有发动机油门电位计，所述的PLC控制器的输出端和发动机油门的输入端连接，所述的发动机油门的输出端通过发动机油门电位计和PLC控制器的输入端连接。

优选的，所述的PLC控制器通过CAN总线与电子喷射柴油发动机ECU连接。

优选的，所述的PLC控制器的型号为SF9508。

优选的，所述的压力变送器的型号为M01。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的PLC控制器能够通过CAN总线读取电子喷射柴油发动机ECU参数，获取发动机转速和发动机负荷率百分比，也能得到压力变送器检测的液压系统的压力，再通过获取的闭式斜盘式轴向柱塞泵的排量来计算出液压系统的输入功率，并与发动机的当前负荷率进行对比，通过PID调节，确保发动机负荷率保持在95%-98%之间，本实用新型通过解决牵张机的发动机输出功率和液压系统输出功率的实时匹配问题，能够保证任何时间发动机不过载，提高设备使用的安全性，且能提高发动机利用率，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为发动机功率和发动机转速的关系曲线图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型包括PLC控制器、液压系统、电子喷射柴油发动机ECU、控制手柄、发动机油门和用于检测液压系统压力的压力变送器，所述液压系统包括闭式斜盘式轴向柱塞泵和设置在闭式斜盘式轴向柱塞泵上的比例电磁阀，所述PLC控制器和电子喷射柴油发动机ECU连接，所述控制手柄和压力变送器的输出端均和PLC控制器的输入端连接，所述PLC控制器的输出端连接比例电磁阀的输入端，所述比例电磁阀的输出端连接闭式斜盘式轴向柱塞泵的输入端，所述闭式斜盘式轴向柱塞泵的输出端连接压力变送器的输入端，所述PLC控制器和发动机油门连接，工作人员扳动控制手柄后，PLC控制器发出控制信号到比例电磁阀，比例电磁阀控制闭式斜盘式轴向柱塞泵的斜盘油缸的运动方向及位移量，进而带动闭式斜盘式轴向柱塞泵的斜盘的换向和摆动，此时闭式斜盘式轴向柱塞泵开始对外输出油液，且液压系统由于钢丝绳、导线的重力及张力等外部负载的作用而建立压力，压力变送器检测压力并将油压转变为电信号，传输给PLC控制器，此时PLC控制器得到液压系统压力值，同时，PLC控制器通过CAN总线读取电子喷射柴油发动机ECU参数，获取发动机转速和发动机负荷率的百分比。

所述的PLC控制器通过CAN总线与电子喷射柴油发动机ECU连接,用于获取发动机转速、发动机负荷率百分比，CAN总线是控制器局域网络的简称，是ISO国际标准化的串行通信协议，具有高性能、高可靠性的优点。

所述的发动机油门上设置有发动机油门电位计，所述的PLC控制器的输出端和发动机油门的输入端连接，所述的发动机油门的输出端通过发动机油门电位计和PLC控制器的输入端连接，发动机油门电位计能够检测到油位并将检测结果发送给PLC控制器。

所述的PLC控制器通过CAN总线与电子喷射柴油发动机ECU连接,用于获取发动机转速、发动机负荷率百分比，CAN总线是控制器局域网络的简称，是ISO国际标准化的串行通信协议，具有高性能、高可靠性的优点。

所述的PLC控制器的型号为SF9508。

所述的压力变送器的型号为M01，具有高精度的特点。

其具体工作原理如下：牵张机工作时，操作人员扳动控制手柄发出信号，PLC控制器接收信号后，控制比例电磁阀进行比例换向，进而控制闭式斜盘式轴向柱塞泵的斜盘油缸的运动方向及位移量，斜盘油缸带动斜盘换向、摆动，实现换向和变量，此时闭式斜盘式轴向柱塞泵开始对外输出油液，由于此时的钢丝绳、导线的重力和张力等外部负载的作用，液压系统自身建立压力，此时压力变送器检测到压力，将油压转变为电信号，输出给PLC控制器， PLC控制器得到液压系统压力值，同时PLC控制器通过CAN总线读取电子喷射柴油发动机ECU参数，获取发动机转速和发动机负荷率百分比，然后PLC控制器根据获取的参数，计算液压系统的实际功率，其计算公式为：

其中，P为液压系统功率，Q为液压系统流量，p为液压系统压力。液压系统流量的计算公式为：

其中，n为发动机转速，q为闭式斜盘式轴向柱塞泵的排量，其排量取决于液压泵密封腔的几何尺寸，即其排量与泵的规格有关。

发动机负荷率百分比为发动机输出功率与额定功率的比值。

计算出液压系统的实际功率后，与获取的电子喷射柴油发动机当前负荷率进行对比，通过调节发动机的转速，，实时调整闭式斜盘式轴向柱塞泵排量，确保发动机负荷率保持在95%-98%之间，其具体步骤为：当读取的发动机负荷率的参数超出98%时，PLC控制器控制发动机油门使其加大发动机喷油量，提高发动机转速，进而提高发动机功率，发动机功率和发动机转速之间的关系如图2所示，同时PLC控制器减小对比例电磁阀的控制电流信号，进而减小闭式斜盘式轴向柱塞泵斜盘的摆动角度，使闭式斜盘式轴向柱塞泵的排量减小，确保液压系统的流量不变，进而牵张机的放线速度不变，从而保持发动机负荷率在95%-98%之间。如果当发动机功率还未与液压系统需求功率匹配完成就达到了额定值，此时PLC控制器进一步减小比例电磁阀的控制电流信号，使闭式斜盘式轴向柱塞泵的排量进一步减小，降低牵张机放线速度，保持发动机负荷率在95%-98%之间，即实现了液压系统功率与发动机功率的智能匹配。当发动机负荷率小于95%，PLC控制器给发动机下达指令，减小发动机油门从而减小发动机喷油量，降低发动机转速，同时增加对比例电磁阀的控制电流信号，使闭式斜盘式轴向柱塞泵的排量增大，保持液压系统的流量不变，液压马达的输出转速不变，进而牵张机的放线速度保持不变，保持发动机负荷率在95%-98%之间，实现液压系统功率与发动机功率的智能匹配。

Claims (5)

1.一种用于牵张机的智能功率匹配系统，其特征在于：包括PLC控制器、液压系统、电子喷射柴油发动机ECU、控制手柄、发动机油门和用于检测液压系统压力的压力变送器，所述液压系统包括闭式斜盘式轴向柱塞泵和设置在闭式斜盘式轴向柱塞泵上的比例电磁阀，所述PLC控制器和电子喷射柴油发动机ECU连接，所述控制手柄和压力变送器的输出端均和PLC控制器的输入端连接，所述PLC控制器的输出端连接比例电磁阀的输入端，所述比例电磁阀的输出端连接闭式斜盘式轴向柱塞泵的输入端，所述闭式斜盘式轴向柱塞泵的输出端连接压力变送器的输入端，所述PLC控制器和发动机油门连接。

2.根据权利要求1所述的用于牵张机的智能功率匹配系统，其特征在于：所述的发动机油门上设置有发动机油门电位计，所述的PLC控制器的输出端和发动机油门的输入端连接，所述的发动机油门的输出端通过发动机油门电位计和PLC控制器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的用于牵张机的智能功率匹配系统，其特征在于：所述的PLC控制器通过CAN总线与电子喷射柴油发动机ECU连接。

4.根据权利要求1所述的用于牵张机的智能功率匹配系统，其特征在于：所述的PLC控制器的型号为SF9508。

5.根据权利要求1所述的用于牵张机的智能功率匹配系统，其特征在于：所述的压力变送器的型号为M01。

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