(一)、液壓同步提升的同步控制
液壓提升技術中的液壓設備多采用多點集群作業,各點的同步控制是液壓提升技術的關鍵。對不同的大型構件,同步控制的精度有不同的要求。通常柔度較大的構件各點的位置誤差對構件內力的變化不太敏感,對同步精度的要求可低些。而剛度較大的析架結構對同步精度的要求較高,因為各點間的位置誤差引起桿件內力的變化會很大,使應力比難以控制,帶來隱患,故嚴格控制同步精度。
液壓同步控制系統由計算機、動力源模塊、測量反饋模塊、傳感模塊和相應的配套軟件組成。系統采用CAN串行通信協議組建局域網,該通信負責測量數據和控制指令的傳輸;計算機負責數據的處理和呈現并給出相應的動作指令;動力源模塊即泵站控制器,負責接收計算機給出的指令并驅動相應的泵和閥;測量反饋模塊隨時采集傳感器傳回的模擬數據并經處理后以數值方式傳輸到計算機。控制系統可以進行全自動監測和控制。
同步控制系統使用的CAN總線是一種串行數據通信協議,帶有CAN控制器,可組建串行數據局域通信網絡,可完成對通信數據的成幀處理,包括位填充、數據塊編碼、循環冗余檢驗、優先級判別等多項工作,具有通信,和等突出優點。
同步控制系統常用的傳感器有位移傳感器和角度傳感器。位移傳感器有磁致伸縮傳感器,拉線傳感器和激光傳感器等,磁致伸縮傳感器,性好,但行程受限制;拉線傳感器精度能滿足要求,拉線長度可大些,但用于上百米的行程很難抵抗風力的影響;激光傳感器行程百多米也能傳輸信號,但對氣候的影響較敏感,價格也昂貴;角度傳感器不受高度限制,但精度不高。同步控制采用閉環控制,由位移(或角度)傳感器傳回各點的位置信號,經計算機處理,實時調整各點位置。
(二)、現有液壓系統控制結構與特點
現有提升設備系列產品為全液壓傳動與控制結構,其液壓系統的組成、工作原理基本相同,其中核心部分是液壓驅動系統。
液壓驅動系統是大功率時變負載與茹度的液壓系統。變量泵控制定量馬達的液壓回路具有結構簡單、工作效率恒轉矩輸出等特點,這類變量系統輸出的流量能跟隨輸入信號—減壓式比例閥閥芯位移作連續比例變化。在液壓頂升裝置工作過程中,司機操作減壓式比例控制閥,向變量控制系統的比例液壓缸輸入一逐漸變化的壓力油,比例液壓缸位移控制伺服閥閥芯位移,伺服閥又通過差動液壓缸控制擺動缸體改變變量泵的斜盤傾角,使輸入液壓馬達的液壓油流量逐漸變化,從而控制液壓馬達的旋轉速度,實現提升容器的加速起動與減速運行,在恒速升降與低速爬行階段,司機保持操作手柄不動,從而完成一個提升循環。
液壓驅動系統為變量液壓泵直接反饋排量調節變量控制結構,和開環加簡單的手動操作比例式減壓閥控制方式,該控制方式中液壓泵輸出流量容易受負載的影響而不穩定,液壓泵的容積效率隨系統工作壓力的高低及液壓油茹度的變化而變化,使液壓泵的輸出流量受負載及油溫的影響,由于液壓油的可壓縮性、管道的彈性、液壓元件的泄漏等因素的影響,加之系統又沒有設置馬達輸出速度檢測與反饋控制回路,系統不能自動清理負載變化等多種因素引起的液壓馬達輸出速度誤差,因此現有液壓驅動系統的速度控制精度較低,影響到了液壓提升設備的性,不能達到現代液壓提升設備的控制和乘坐舒適性等性能要求。
因此,液壓驅動系統控制方案實現液壓提升設備的計算機控制以改變其綜合性能顯得迫切,提高系統的速度剛性、縮短負載擾動調節時間、保持系統工作效率的大功率、大慣量負載泵控馬達伺服系統的控制方案來提升液壓提升設備性能。