一种双缸液压同步起竖系统及其控制方法与流程

本发明仅涉及液压缸同步起竖技术领域，尤其涉及如何提高双缸同步控制系统的精度和安全可靠性的双缸液压同步起竖系统及其控制方法。

背景技术：

现有的大型关重设备起竖控制系统有两种原理模式：①采用单根多级油缸起竖，这种原理模式结构简单，但不适用于负载偏载的工况，可靠性较差；②使用两根多级缸起竖，配以同步分流阀，这种原理模式虽然实现了双缸同步起竖，但是其精度较低，仅5％左右，稳定性不高，安全性较差。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的多级缸在换级过程中的压力波动，会对系统造成一定的冲击影响；多级缸起竖至一定的角度时，整套系统的重心将过90°，此时多级缸处于负的负载状态，如果没有技术防范措施，多级缸会失控加速；多级缸起竖过程中，如果同步精度不高，累积误差将导致系统的严重损坏不足之处。

为解决上述问题，本发明提供一种双缸液压同步起竖系统，一种双缸液压同步起竖系统，包括双缸液压系统，所述双缸液压控制系统包括液压缸一与液压缸二，液压系统分别与所述液压缸一所述液压缸二连接，控制系统与所述液压缸一、所述液压缸二连接；

所述控制系统包括控制器，所述控制器与安装在电气系统中的两个角度传感器感应连接，所述控制器与所述液压系统内的调速阀一、调速阀二、电磁换向阀三、电磁换向阀一、电磁换向阀二连接。

作为本发明进一步改进，所述液压系统包括平衡阀一、平衡阀二、平衡阀三与平衡阀四，所述平衡阀一、所述平衡阀二与所述液压缸一连接，所述平衡阀三、所述平衡阀四与所述液压缸二连接，所述电磁换向阀一与所述液压缸一连接，所述电磁换向阀二与所述液压缸二连接，调速阀三、整流板与所述平衡阀一连接，调速阀一、所述整流板与所述平衡阀四连接，调速阀二与所述电磁换向阀一、所述电磁换向阀二连接，电磁换向阀三与所述平衡阀一、所述平衡阀三连接，所述电磁换向阀三与所述调速阀二连接，所述整流板与所述调速阀一连接，所述整流板与所述调速阀三连接，所述电磁换向阀三与所述整流板、所述调速阀一及所述整流板与所述调速阀三分别连接。

作为本发明进一步改进，所述电磁换向阀一与所述电磁换向阀二均为小通径电磁换向阀。

作为本发明进一步改进，所述调速阀一为电比例调速阀，所述调速阀二为小通径电比例电磁阀，所述调速阀三为手动调速阀。

一种双缸液压同步起竖系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤101：两个传感器分别采集其各自对应的液压缸一与液压缸二的角度信息，并上传给控制器；

步骤102：控制器收到液压缸一与液压缸二的角度信息进行比较，当二者偏差较大时，控制器将发送调节信号给电比例调速阀，控制电比例调速阀的开口大小，将其对应的过流量输送至平衡阀三、平衡阀四，以此实时调节从动缸——液压油缸二的行程，使其与主动缸——液压缸一同步；

步骤103：控制器收到液压缸一与液压缸二的角度偏差较小时，控制器将调节信号发送给调速阀二、电磁换向阀一、电磁换向阀二，其对液压缸一与液压缸二进行调节，使其同步。

本发明的有益效果为：通过采用控制器与安装在电气系统中的两个角度传感器感应连接，控制器与液压系统内的调速阀、整流板、电磁换向阀一、电磁换向阀二连接；角度传感器，以实时采集角度，便于控制器实时调节，当两个液压缸出现位置误差时，自动控制系统就会发出信号，调节比例阀的开度，实现同步，以此达到精确控制油缸位移的目的；以及所采用的平衡阀，极大地缓解了压力波动对系统的影响；同步起竖系统通过调速阀回路和补油回路，从源头上达到了双缸同步控制的目的；同步起竖系统采用“主从动”和“分级pid”相结合的控制方式，从控制策略层面大大提高了系统的同步精度；整套系统的液压控制原理可靠合理，电气控制难度小，实施操作简单，成本低等诸多优点。

附图说明

图1为本发明一种双缸液压同步起竖系统的液压原理图；

图2为图1所示双缸液压同步起竖系统的控制方法流程图一；

图3为图1所示双缸液压同步起竖系统的控制方法流程图一；

图4为上位机对油缸行程数据的三个角度的数据图。

图中：1、液压缸一；2、液压缸二；3、平衡阀三；4、平衡阀四；5、调速阀一；6、整流板；7、电磁换向阀三；8、调速阀二；9、电磁换向阀二；10、电磁换向阀一；11、平衡阀二；12、平衡阀一；13、调速阀三。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明实施例所述的一种双缸液压同步起竖系统，一种双缸液压同步起竖系统，包括双缸液压系统，所述双缸液压控制系统包括液压缸一1与液压缸二2，液压系统分别与所述液压缸一1所述液压缸二2连接，控制系统与所述液压缸一1、所述液压缸二2连接；所述控制系统包括控制器，所述控制器与安装在电气系统中的两个角度传感器感应连接，所述控制器与所述液压系统内的调速阀一5、调速阀二8、调速阀三13、整流板6、电磁换向阀一10、电磁换向阀二9连接。

角度传感器，以实时采集角度，便于控制器实时调节，当两个液压缸出现位置误差时，自动控制系统就会发出信号，调节比例阀的开度，实现同步，以此达到精确控制油缸位移的目的。

所述液压系统包括平衡阀一12、平衡阀二11、平衡阀三3与平衡阀四4，平衡阀一12、平衡阀二11与液压缸一1连接，平衡阀三3、平衡阀四4与液压缸二2连接，电磁换向阀一10与液压缸一1连接，电磁换向阀二9与液压缸二2连接，调速阀三13、整流板6与平衡阀一12连接，调速阀一5、整流板6与平衡阀四4连接，调速阀二8与电磁换向阀一10、电磁换向阀二9连接，电磁换向阀三7与平衡阀一12、平衡阀三3连接，电磁换向阀三7与调速阀二8连接，整流板6与调速阀一5连接，整流板6与调速阀三13连接，电磁换向阀三7与整流板6、调速阀一5及整流板6与调速阀三13分别连接。电磁换向阀一10与电磁换向阀二9均为小通径电磁换向阀。调速阀一5为电比例调速阀，调速阀二8为小通径电比例电磁阀，调速阀三13为手动调速阀。

采用的平衡阀，极大地缓解了压力波动对系统的影响；同步起竖系统通过调速阀回路和补油回路，从源头上达到了双缸同步控制的目的；同步起竖系统采用“主从动”和“分级pid”相结合的控制方式，从控制策略层面大大提高了系统的同步精度；整套系统的液压控制原理可靠合理，电气控制难度小，实施操作简单，成本低等诸多优点。

一种双缸液压同步起竖系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤101：两个传感器分别采集其各自对应的液压缸一与液压缸二的角度信息，并上传给控制器；

步骤102：控制器收到液压缸一与液压缸二的角度信息进行比较，当二者偏差较大时，控制器将发送调节信号给电比例调速阀，控制电比例调速阀的开口大小，将其对应的过流量输送至平衡阀三、平衡阀四，以此实时调节从动缸——液压油缸二的行程，使其与主动缸——液压缸一同步；

步骤103：控制器收到液压缸一与液压缸二的角度偏差较小时，控制器将调节信号发送给调速阀二、电磁换向阀一、电磁换向阀二，其对液压缸一与液压缸二进行调节，使其同步。

具体调节方式为：依照控制原理图1所示，当设备开始精确对接之前，首先将其起竖至90°。此时主电磁换向阀右阀芯得电，压力油p1经过换向阀后，油液分为两路，一路流经整流板和事先设定好的手动调速阀，另一路同样先经整流板，然后经过电比例调速阀，最后经过平衡阀后到达油缸大腔，亦即开始起竖。设置电比例调速阀的目的是实现“主从动控制”，即通过第一级pid程序自动控制电比例调速阀，实现右侧油缸“跟从”左侧油缸的同步。

自动控制系统的控制策略采用分级pid控制策略，即两个角度传感器检测的两油缸实时角度差值较大时，系统调用第一级pid程序，通过图2所示的控制策略进行实时调节。当两油缸接近终点时，系统调用第二级pid程序，按照图3所示的控制策略进入精确控制阶段，即两油缸实时角度的差值较小时，控制器输出控制信号驱动补油用的电磁阀实时调节阀口开度，以此达到精确控制油缸位移的目的。

当两油缸接近终点时，控制系统关闭主电磁换向阀，停止调用第一级pid程序，并自动启用第二级pid程序，实现小流量补油，达到精确控制的目的。

当需要收回时，主电磁换向阀左阀芯得电，压力油p2经过主电磁阀后到达油缸的小腔，在负载的重力和压力油p2的共同作用下，油缸大腔的油液经过平衡阀、整流板和调速阀后，回至油箱。下降过程中，同样通过第一级pid程序自动控制电比例调速阀，以此实现两油缸收回过程中的同步。

在实物试验调试过程中，通过电控系统的上位机对油缸行程的数据进行了实时检测，任取三个角度的数据，如图4所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。