CN2871915Y

CN2871915Y - 一种混凝土输送泵恒功率自动控制装置

Info

Publication number: CN2871915Y
Application number: CN 200520066478
Authority: CN
Inventors: 吴志佳
Original assignee: GUANGZHOU JIAERHUA XINXIN MECHANICAL MACHINERY CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU JIAERHUA XINXIN MECHANICAL MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2015-10-31

Abstract

一种混凝土输送泵恒功率自动控制装置，包括工控器、电气回路、主油泵；工控器依次电连接的模数转换通道、微处理器、数模转换通道、比例放大器；电器回路包括主电源、与主电源电连接的主油泵电机、与主电源感应连接的电流变送器、与主电源电连接的电压变送器、与电流变送器和电压变送器电连接的工控器、工控器与比例电磁铁电连接，电流变送器与工控器的第一模数转换通道电连接，电压变送器与工控器的第二模数转换通道电连接。本实用新型的优点是混凝土输送泵能够根据使用现场电网容量的变化情况，自动地调整输出功率；同时能各等级的功率都发挥到最大后恒功率自动控制。

Description

一种混凝土输送泵恒功率自动控制装置

技术领域：

本实用新型涉及建筑施工设备中混凝土输送机械，特别是涉及一种对混凝土输送泵液压系统主油泵功率自动适应所属电网容量，并进行功率自动恒定控制的闭环控制装置，属于电气液压的控制技术领域。

背景技术：

电动式混凝土输送泵是依靠主油泵电动机提供动力，驱动主油泵排出一定压力和流量的压力油，利用活塞在混凝土输送缸内的往返运动，通过分配阀的切换使缸筒内的混凝土经过管道送到需要浇筑的施工部位。混凝土的输送是否连续平稳和符合施工要求并且充分发挥输送泵在不同施工条件下的功率，使混凝土的输送量达到相对最大，主要取决于两个方面：

1、主油泵电动机的额定功率是否与施工现场的电网容量相匹配；

2、主油泵排量的调节。

目前，我国各地的电力供应严重不足，大中城市的欠电问题更加突出。基于这种原因，使用混凝土输送泵的绝大部分施工工地的电网容量偏低很多、而且极不稳定。另一方面，电力系统的用电负荷是经常变化的。从一天来讲，白天主要是动力负载用电(异步电动机、电焊机等)，晚间除部分动力负载外还有照明用电。即使是白天，动力负载也有变化，工间休息和交接班时负载就会下降。从季节上看，冬天早晚照明负载用电时间要比夏天长得多，这种用电负载的经常变化导致了电网容量的波动。

大功率电动机正常运行的首要条件是其工作的电网容量必须足够，否则必将导致该电网电力变压器副边电流的急剧上升、副边电压急剧下降。这样，不仅网内所有用电设备无法正常使用，严重的更会损坏电力变压器造成整个电网的崩溃。

电动式混凝土输送泵是一种大功率的用电施工设备，为了适应各种工地的电网情况、避免上述情况的发生，传统的解决方法是生产55KW、75KW、90KW、110KW等不同功率的混凝土输送泵供用户选用。这样做的缺点是用户必须在电网容量不同的工地选择使用不同功率等级的设备，造成设备的闲置和资金的浪费。

另外，目前国内外对混凝土输送泵主油泵排量的控制方法是根据工况人工调节主油泵斜盘的倾斜角度以达到调节主油泵排量的目的，其缺点是调节效果的好坏与操作人员有关，人为因素太大，而且由于混凝土的不稳定性以及混凝土的标号、输送距离、输送高度、用电质量等等因素的不断变化，都要求主油泵的排量也作出相应的调整，否则，就会导致电动机和各种控制电器的过电流或欠电压，不能完全正确地发挥各种动力设备的效率；最重要的是，现有的根据工况人工调节主油泵斜盘17的倾斜角度以达到调节主油泵排量的控制方法无法实现大功率(如110KW)混凝土输送泵为实现适应各种工况下的电网容量而根据控制系统采集到的电压、电流数据自动调整主油泵电动机的功率等级使用使之恒功率运转。

发明内容：

本实用新型的目的是为了使大功率(如110KW)混凝土输送泵可以根据控制系统采集到的电压、电流数据，自动调整主油泵电动机的功率等级使用，以适应各种工况下的电网容量；而且混凝土输送泵能够根据使用现场电网容量的变化情况，自动地调整输出功率；同时，主油泵斜盘的倾斜角度根据调整后的功率自动进行闭环调整，把各等级的功率都发挥到最大。

一种混凝土输送泵恒功率自动控制装置，包括工控器、电气回路、主油泵，主油泵与电动机的传动轴机械连接；主油泵包括连杆机构、比例电磁铁、活动柱塞机构、溢流阀和主油泵斜盘；工控器包括第一模数转换通道和第二模数转换通道、与第一模数转换通道和第二模数转换通道电连接的微处理器，与微处理器依次电连接的数模转换通道，比例放大器与数模转换通道电连接；主油泵的连杆油缸、比例电磁铁、溢流阀和柱塞油缸的油路依次连通并形成闭合油路，电器回路包括主电源、与主电源电连接的主油泵电机、与主电源感应连接的电流变送器、与主电源电连接的电压变送器、与电流变送器和电压变送器电连接的工控器、工控器与比例电磁铁电连接，电流变送器与工控器的第一模数转换通道电连接，电压变送器与工控器的第二模数转换通道电连接。工控器采用美国OPTO公司提供的型号为SANP-LCSX-PLUS工控器，第一模数转换通道和第二模数转换通道、与第一模数转换通道和第二模数转换通道电连接的微处理器，与微处理器依次电连接的数模转换通道、比例放大器集成在工控器内部，微处理器(CPU)内部设有电流信号采集和比较程序及输出控制程序。

本实用新型的优点是混凝土输送泵能够根据使用现场电网容量的变化情况，自动地调整输出功率，大功率泵可当作小功率泵使用；同时能各等级的功率都发挥到最大后恒功率自动控制，即保护了设备和电网的安全，又保证了设备的正常使用；更重要的是提高了设备的适用性、最大限度地发挥出设备的整体使用效率。该装置硬件选用高度集成化的工控器，动作顺序由软件控制执行，工作稳定可靠、故障率极低；结构简单易维修、低成本。

附图说明：

图1是本实用新型混凝土输送泵对电网容量的自适应恒功率闭环自动控制装置的液压原理图。

图2是本实用新型混凝土输送泵对电网容量的自适应恒功率闭环自动控制装置的电气原理图。

具体实施方式：

如图1、图2所示，一种混凝土输送泵恒功率自动控制装置，包括工控器10、电气回路、主油泵，主油泵与电动机的传动轴18机械连接；主油泵包括连杆机构、比例电磁铁7、活动柱塞机构、溢流阀14和主油泵斜盘17；工控器10包括第一模数转换通道11和第二模数转换通道4、与第一模数转换通道11和第二模数转换通道4电连接的微处理器5，与微处理器依次电连接的数模转换通道8、比例放大器7与数模转换通8道电连接；主油泵的连杆油缸13、比例电磁铁7、溢流阀14和柱塞油缸15的油路依次连通并形成闭合油路；电器回路包括主电源9、与主电源9电连接的主油泵电机1、与主电源9感应连接的电流变送器2、与主电源9电连接的电压变送器3、与电流变送器2和电压变送器3电连接的工控器10、工控器10与比例电磁铁7电连接，电流变送器2与工控器的第一模数转换通道11电连接，电压变送器3与工控器的第二模数转换通道4电连接

以功率是110KW的混凝土输送泵为例，CPU程序把主电路的最高调定电流设定为主油泵电动机的额定电流220A，主电路中装有电流变送器2和电压变送器3，主电机启动后按下泵送启动按钮，混凝土输送泵开始泵送运行。电流变送器2开始时时检测通过主油泵电动机1的电流，同时，电压变送器3时时检测主电源9的电压，并将检测到的电流和电压的模拟信号分别由工控器10的第一模数转换通道11和第二模数转换通道4转换成数字量后传送到微处理器(CPU)5。电流信号数值与微处理器(CPU)5程序中设定的主油泵电动机1额定电流进行比较；电压信号数值与微处理器(CPU)5程序中设定的主电源9正常电压范围(380VAC±10％)进行比较。若电流变送器2检测到的电流低于设定的额定值，则由程序指令工控器10的比例放大器6向主油泵上的比例电磁铁输出的电流以一定的斜率增大，比例电磁铁在电流的作用下相应动作并通过液压和机械机构即主油泵的柱塞油缸15内的油经比例电磁铁7、溢流阀14流向连杆油缸13，连杆12向主油泵斜盘17的方向运动，柱塞16向远离主油泵斜盘17的方向运动，柱塞16向主油泵斜盘17的方向运动，增加斜盘17的倾斜角度，从而加大主油泵的排量、提高系统的输出功率，使通过主油泵电动机1的电流达到额定值。在斜盘17调整的过程中，随着主油泵电动机1负荷的增大，电源电压也有所降低，一旦电压变送器3检测到主电源9的电压低于正常范围，则微处理器(CPU)5立即指令停止斜盘17调整，同时，将程序设定的电流比较基准值由额定值220A降低到180A(相当于90KW的功率)。再次以180A的电流基准进行斜盘17的闭环调整，使设备充分发挥出90KW的功率。以此类推，逐级降低功率等级，保证大功率的混凝土输送泵也可以在小容量的电网中使用。

反之，若电流变送器2检测到的电流高于微处理器(CPU)5程序设定的额定值，则由程序指令工控器10比例放大器6向主油泵上的比例电磁铁7输出的电流以一定的斜率减小，比例电磁铁7在电流的作用下相应动作并通过液压和机械机构即主油泵的连杆油缸13内的油经比例电磁铁7、溢流阀14流向柱塞油缸15，连杆12向远离主油泵斜盘17的方向运动，减小斜盘17的倾斜角度，从而减少主油泵的排量、降低系统的输出功率，使通过主油泵电动机1的电流降低到额定值。如此循环往复保证通过主油泵电动机1的电流始终保持在额定值，亦即整个系统的输出功率保持在额定值，使设备始终工作在最佳状态。在上述过程中，当电压变送器3检测到电源电压低于正常范围时，同样执行逐级降低主油泵电动机1输出功率的工作，直至与电网容量相匹配并充分发挥出所设定的功率。

Claims

1、一种混凝土输送泵恒功率自动控制装置，包括工控器、电气回路、主油泵，主油泵与电动机的传动轴机械连接；所述的主油泵包括连杆机构、比例电磁铁、活动柱塞机构、溢流阀和主油泵斜盘；所述的工控器包括第一模数转换通道和第二模数转换通道、与第一模数转换通道和第二模数转换通道电连接的微处理器，与微处理器依次电连接的数模转换通道；比例放大器与数模转换通道电连接；所述的主油泵的连杆油缸、比例电磁铁、溢流阀和柱塞油缸的油路依次连通并形成闭合油路，其特征在于：所述的电器回路包括主电源、与主电源电连接的主油泵电机、与主电源感应连接的电流变送器、与主电源电连接的电压变送器、与电流变送器和电压变送器电连接的工控器、工控器与比例电磁铁电连接，电流变送器与工控器的第一模数转换通道电连接，电压变送器与工控器的第二模数转换通道电连接。