专利名称：工业车辆升降机构的控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及工业车辆技术领域，更具体的说涉及一种工业车辆升降机构的控制系统及控制方法。
背景技术：
例如叉车、搬运车等工业车辆，都设有将货物提升起来的车辆升降装置，例如公开号CN201560102U
公开日为2010年8月25日的中国实用新型专利就公开了一种车叉提升装置及电动叉车，其利用减 速机、丝杠、电机及链条等，实现提升动作，这样的提升装置，由电机带动丝杆进行控制，其结构十分复杂、成本高昂，竞争力低下，不适合大规模的推广和应用，于是，人们开始采用液压式的提升装置，利用液压控制装置控制提升装置或升降机构，完成升降动作，控制装置包括液压泵、单向阀、溢流阀等，其结构简单，通用性强，但是，也有不足之处:受限于成本，其采用的都是定量泵，一般的都是齿轮泵，用溢流阀来控制系统工作压力，因此，提升装置的每次提升都是刚性的，也就是说，液压泵、电机从始自终是满负荷工作的，提升的负载越重，对电机的输出功率要求也越高，这样，经常会使电机处在全负载状态下启动，久而久之，不但会影响电机、液压泵的性能和使用寿命，而且造成整个控制装置的工作效率低、稳定性差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种工业车辆升降机构的控制系统及控制方法，其能够提高定量液压泵、电机等的使用寿命，降低能耗，速度控制平稳，冲击性小，安全性好，工作效率高。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:工业车辆升降机构的控制系统，包括油箱、定量液压泵、带动所述定量液压泵旋转的电机、与所述定量液压泵出口连通的溢流阀、单向阀、液压油缸、和所述定量液压泵出口连通且与所述单向阀并联的第一电磁比例阀、和所述单向阀出口连通且与所述液压油缸并联的第二电磁比例阀、用于控制所述电机启闭、控制所述第一电磁比例阀开口开度及控制所述第二电磁比例阀开口开度的可编程控制器、和所述可编程控制器连接的设有上升按钮和下降按钮的比例升降按钮及与所述可编程控制器连接的用于称量工业车辆负荷重量的称重系统。本发明的控制系统，可以利用称重系统对工业车辆负荷重量进行称量，再由可编程控制器根据称重系统称量的结果进行判断，在需要的时候开启电磁比例阀，实现无冲击软启动，减少电机启动时候的冲击，延长定量液压泵和电机的使用寿命，降低能耗，安全性好，速度控制平稳，冲击性小，工作效率高。作为优选，所述定量液压泵进口设有过滤网。过滤网能够保证进入定量液压泵液压油的清洁，保证整个控制装置的高效工作。上述工业车辆升降机构的控制系统控制工业车辆升降机构的控制方法，包括以下步骤:
①启动步骤:操作比例升降按钮的上升按钮，在电机启动前，若称重系统称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值，第一电磁比例阀和第二电磁比例阀开口开度为O，电机正常启动；若称重系统称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第一预定值，由可编程控制器调整第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀开口开度，使得单位时间内第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀流量大于所述定量液压泵排量，经第一延时时长Tl后启动电机，将电机启动瞬间带动所述定量液压泵旋转所产生的液压油全部通过第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀回流到油箱，实现柔性启动；
②上升控制步骤；以工业车辆升降机构上升速度和所述第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀开口开度成反比的方式控制所述工业车辆升降机构的上升速度。作为优选，还包括步骤；
③精确定位步骤；当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，复位比例升降按钮的上升按钮，当所述步骤②中，是由第一电磁比例阀和第二电磁比例阀或者第二电磁比例阀控制所述工业车辆升降机构的上升速度时，由可编程控制器调整第二电磁比例阀和第一电磁比例阀开口开度，使得第二电磁比例阀开口开度为0，由所述第一电磁比例阀分流所述定量液压泵的流量，然后关闭电机，经第二延时时长T2后，关闭第一电磁比例阀，实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位；当所述步骤②中，是由第一电磁比例阀单独控制所述工业车辆升降机构的上升速度时，先关闭电机，经第二延时时长T2后，关闭第一电磁比例阀，实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位。通过上述的控制方法，可以针对工业车辆升降机构空载或者轻载的不同情况，进行柔性的选择启动，只有当负荷重量达到需要柔性启动的时候才进行柔性启动，提高整个系统的工作效率和控制效果，减少大电流对蓄电池、电机等的冲击，降低了能耗，保证了整个系统的安全性，提高了电机和定量液压泵以及其余各元件的使用寿命。在工业车辆升降机构上升的时候，通过可编程控制器控制第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀开口开度，实现对定量液压泵排出液压油的分流，进而控制工业车辆升降机构上升速度，保证其平稳上升；当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，为了避免电机惯性转动对工业车辆升降机构位置带来的冲击，使得其定位不精确，我们通过第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀对进行流量分流，上述 的这些措施，保证了控制系统的低能耗、无冲击、安全性及高效率工作。作为优选，还包括步骤；
④下降步骤；操作比例升降按钮的下降按钮，当所述称重系统称量到的工业车辆负荷重量小于第二预定值时，所述第二电磁比例阀开启，以工业车辆升降机构下降速度和所述第二电磁比例阀开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构的下降速度；当所述称重系统称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第二预定值，若下降按钮的变化值小于预设值，则所述第二电磁比例阀开口开度和变化值相应；若下降按钮的变化值大于或等于预设值，则所述第二电磁比例阀开口开度为预设限制开口开度，经第三延时时长T3后，所述第二电磁比例阀开口开度和下降按钮的变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述第二电磁比例阀开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构的下降速度。下降的时候，根据工业车辆负荷重量进行区别的对待，对小于第二预定值的空载或者轻载，电磁换向阀和所述电磁比例阀同时开启，正常下降，因为这个时候负荷轻，冲击很小，下降平稳，下降速度可控，当负荷重量达到或超过第二预定值时候，结合下降按钮的变化值，如果这个变化值小于预设值，则所述第二电磁比例阀开口开度和变化值相应，如果超出预设值，则第二电磁比例阀开口开度为预设限制开口开度，防止如果下降按钮的变化值如果过大，例如50%、60%、65%等，造成下降速度的不可控，发生晃动、冲击等，提高整个系统的稳定性和安全性。作为优选，所述步骤①中，在电机启动前，当称重系统称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第一预定值时，调整所述第二电磁比例阀开口开度为最大；所述第一延时时长Tl范围为0.3-ls。尽最大可能将定量液压泵排出的液压油分流去油箱，减小冲击和能耗，保证安全性。在满足柔性启动的条件下，尽可能的降低时间，提高工作效率。作为优选，所述步骤③中，当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，操作比例升降按钮的上升按钮，调整所述第二电磁比例阀到开口开度最大；所述第二延时时长T2为
1.0-2.0s。尽最大可能将定量液压泵排出的液压油分流去油箱，减小冲击和能耗，保证安全性。在满足柔性启动的条件下，尽可能的降低时间，提高工作效率。作为优选，所述步骤②中，每间隔10-20ms以均值法确定所述比例升降按钮上升按钮的模拟量数值。因为人在按下比例升降按钮的上升按钮时，其位置实际上是一直在变化的，因此，采用上述措施能够保证工业车辆升降机构上升的平稳；间隔时间设置过短，可能引起电磁比例阀开口的开度反复被调整，造成整个控制系统速度不够稳定；设置过长，可能会引起调整滞后的感觉，上述范围达到了两者之间的平衡。作为优选， 所述步骤④中，每间隔10-20ms以均值法确定所述比例升降按钮下降按钮的模拟量数值。因为人在按下比例升降按钮的下降按钮时，其位置实际上是一直在变化的，因此，采用上述措施能够保证工业车辆升降机构下降的平稳；间隔时间设置过短，可能引起电磁比例阀开口的开度反复被调整，造成整个控制系统速度不够稳定；设置过长，可能会引起调整滞后的感觉，上述范围达到了两者之间的平衡。本发明有益效果在于:
能够提高定量液压泵、电机等的使用寿命，降低能耗，速度控制平稳，冲击性小，安全性好，工作效率高。
下面结合附图对本发明做进一步的说明:
图1为本发明实施例1的结构示意图。图中:
1-油箱；
2-定量液压泵；
3-电机；
4-溢流阀；
5-单向阀；6-液压油缸；
7-第一电磁比例阀；
8-第二电磁比例阀；
9-过滤器；
10-可编程控制器；
11-比例升降按钮；
13-称重系统。
具体实施例方式以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。实施例1，见附图1，工业车辆升降机构的控制系统，包括油箱1、定量液压泵2、带动定量液压泵2旋转的电机3、与定量液压泵2出口连通的溢流阀4、单向阀5、液压油缸6、和定量液压泵2出口连通且与单向阀5并联的第一电磁比例阀7、和单向阀5出口连通且与液压油缸6并联的第二电磁比例阀8、用于控制电机3启闭、控制第一电磁比例阀7开口开度及控制第二电磁比例阀8开口开度的可编程控制器10、和可编程控制器10连接的设有上升按钮和下降按钮的比例升降按钮11及与可编程控制器10连接的用于称量工业车辆负荷重量的称重系统13，所述称重系统13包括称重传感器，用于称量工业车辆的负荷重量，所述第一电磁比例阀7的进油口和所述定量液压泵2出口连通，所述第二电磁比例阀8进口、出口分别和所述单向阀5出口、油箱I连通，第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8为比例节流阀，可以在需要的时候对定量液压泵2排出的流量进行分流或卸荷。利用所述工业车辆升降机构的控制系统控制工业车辆升降机构的方法
①启动步骤:按下(当然也可以旋转、滑动等方式)比例升降按钮11的上升按钮，按下比例为al%，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-2n，其中η的值为4、6、8、10、11、12….，在本实施方式中，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-4096，可编程控制器10检测到上升按钮的模拟量信号，在满足可以提升的状态下(系统无故障、提升状态无限制等情况)，在电机3启动前，由称重系统13对工业车辆负荷重量进行称量，所述的称重系统13可以输出一个开关信号或者模拟量信号给可编程控制器10，如果是开关信号，可以对称重系统13进行定义，当负荷重量>第一预定值(可以是300、400kg，数值根据实际设定)，开关信号被触发；当负荷重量<第一预定值，开关信号不被触发；而如果是模拟量信号，可以对称重系统13进行定义,输出一个O 5V (0 5K)的电压信号,对应相应的负荷重量,OV表示空载，5V表示额定重载；若称重系统13称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值，第一预定值可以根据实际进行设置，可以是300Kg、400 Kg等，称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值后，第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8开口开度为O,也就是第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8是关闭的，不打开，此时，电机3正常启动；若称重系统13称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第一预定值，当称重系统13输出的是开关信号的时候，由可编程控制器10调整第一电磁比例阀7开口开度，使得单位时间内第一电磁比例阀7流量大于所述定量液压泵2排量，较佳的，单位时间内第一电磁比例阀7流量为定量液压泵2排量的2-3倍，保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第一电磁比例阀7返回油箱1，进一步的，第一电磁比例阀7开口开度为最大，也就是100%全开；经第一延时时长Tl后启动电机3，将电机3启动瞬间带动所述定量液压泵2旋转所产生的液压油全部通过第一电磁比例阀7回流到油箱1，实现柔性启动，较佳的，第一延时时长Tl范围为0.3-ls ;当称重系统13提供的是模拟量信号b V，由可编程控制器10调整第一电磁比例阀7开口开度，使其开口开度为b*100%/5+ Δ B，其中，Λ B为比例阀开度修正偏移量，使得单位时间内第一电磁比例阀7流量大于所述定量液压泵2排量，经第一延时时长Tl后启动电机3，第一延时时长Tl范围为0.3-ls，这样既能够保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第一电磁比例阀7返回油箱1，又不至于使得第一电磁比例阀7开口开度过大，影响使用寿命，增加能耗。②上升控制步骤；以工业车辆升降机构上升速度和所述第一电磁比例阀7开口开度成反比的方式控制所述工业车辆升降机构上升速度；在电机3启动正常以后，可编程控制器10通过对采样的计算，以及结合第一电磁比例阀7开口开度的特性曲线，通过自带的电流驱动端口，调整输出的电流10，将第一电磁比例阀7的开口开度比例调整到1-al%+ Λ a，Λ a为比例误差系数。为达到最理想的速度控制效果，使得液压油缸6运行平稳，使得工业车辆升降机构运行平稳，可以通过调节Λ a的数值进行系统的优化(根据比例阀特性曲线的不同阶段，Λ a的值是不同的)，我们采用均值法，每间隔Λ t时间确定所述比例升降按钮11的上升按钮的模拟量数值，在Λ t时间内，可编程控制器10对比例升降按钮11的上升按钮进行模拟量数值进行NI次采样，然后将每次在At内的采样数值进行累加模
拟量数值 S = S1+S2+......+SN1，通过计算:al%= S/ N1/4096，Λ t 参数一般为 10_20ms,Nl
的参数一般为5-20。间隔时间At的参数设置过短，可能引起电磁比例阀8开口开度反复被调整，影响整个装置的平稳运行，Λ t的参数设置过长，可能会引起调整滞后的感觉，而Λ t参数一般为10-20ms则避免了上述的不良情形发生。③精确定位步骤；当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，松开比例升降按钮11的上升按钮， 此时可编程控制器10采样到al%=0，由可编程控制器10调整第一电磁比例阀7开口开度，使得单位时间内第一电磁比例阀7流量大于所述定量液压泵2排量，较佳的，单位时间内第一电磁比例阀7流量为定量液压泵排量的2-3倍，保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第一电磁比例阀7返回油箱1，较佳的，第一电磁比例阀7开口开度为最大，也就是100%全开；然后关闭电机3，经过第二延时时长T2后，关闭第一电磁比例阀7，较佳的，第二延时时长T2为1.0-2.0s,实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位。④下降控制步骤；
按下比例升降按钮11的下降按钮，按下比例为a2%，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-2n，其中η的值为4、6、8、10、11、12…..，在本实施方式中，0%_100%所对应的下降按钮模拟量数值为0-4096，当所述称重系统13称量到的工业车辆负荷重量小于第二预定值时，第二预定值可以是300、400、500Kg，根据实际预先设定，可编程控制器10检测到下降按钮的模拟量信号，由可编程控制器10开启第二电磁比例阀8，以工业车辆升降机构下降速度和所述第二电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构下降速度，在下降过程中，可编程控制器10通过对采样的计算，以及结合第二电磁比例阀8开口开度的特性曲线，通过自带的电流驱动端口，调整输出的电流IO，将第二电磁比例阀8的开口开度比例调整到1- a2%+Aa，Aa为比例误差系数。为达到最理想的速度控制效果，使得工业车辆升降机构运行平稳，可以通过调节Λ a的数值进行系统的优化(根据比例阀特性曲线的不同阶段，Λ a的值是不同的)，我们采用均值法，每间隔Λ t时间确定所述比例升降按钮11的下降按钮的模拟量数值，在Λ t时间内，可编程控制器10对比例升降按钮11的下降按钮进行模拟量数值进行NI次采样，然后将每次在Λ t内的采样数值进行累加模拟
量数值 S = S1+S2+......+SN1，通过计算:al%= S/ N1/4096，Λ t 参数一般为 10_20ms,Nl 的
参数一般为5-20 ；
当所述称重系统13称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第二预定值，若下降按钮的变化值小于预设值，预设值一般是20-30%内的任一数值，根据实际情况设定，本实施方式中，预设值为下降按钮可变化值的30%，若下降按钮的变化值小于30%，则所述第二电磁比例阀8开口开度和变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构下降速度；若下降按钮的变化值大于或等于预设值，则所述第二电磁比例阀8开口开度为预设限制开口开度，预设限制开口开度值为20-30%之间，最大预设限制开口开度不会超过30%，这样，即使下降按钮的变化值很大，t匕如50%、60%、70%，也能够保证第二电磁比例阀8开口开度不会过大，不会超过30%，不会造成下降时速度失控，冲击大，安全性好，速度可控，然后经第三延时时长T3 (0.3-ls)后，所述第二电磁比例阀8开口开度和下降按钮的变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构的下降速度。⑤精确定位步骤；当工业车辆升降机构下降到预定位置的时候，松开比例升降按钮的下降按钮，此时可编程控制器10采样到a2%=0，关闭电磁比例阀8，实现工业车辆升降机构下降到预定位置时的精确定位。实施例2 ;利用所述工业车辆升降机构的控制系统控制工业车辆升降机构的方法; ①启动步骤:按下(当然也可以旋转、滑动等方式)比例升降按钮11的上升按钮，按下比例为al%，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-2n，其中η的值为4、6、8、10、11、12….，在本实施方式中，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-4096，可编程控制器10检测到上升按钮的模拟量信号，在满足可以提升的状态下(系统无故障、提升状态无限制等情况)，在电机3启动前，由称重系统13对工业车辆负荷重量进行称量，所述的称重系统13可以输出一个开关信号或者模拟量信号给可编程控制器10，如果是开关信号，可以对称重系统13进行定义，当负荷重量>第一预定值(可以是300、400kg，数值根据实际设定)，开关信号被触发；当负荷重量<第一预定值，开关信号不被触发；而如果是模拟量信号，可以对称重系统13进行定义,输出一个O 5V (0 5K)的电压信号,对应相应的负荷重量,OV表示空载，5V表示额定重载；若称重系统13称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值，第一预定值可以根据实际进行设置，可以是300Kg、400 Kg等，称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值后，第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8开口开度为O,也就是第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8是关闭的，不打开，此时，电机3正常启动；若称重系统13称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第一预定值，当称重系统13输出的是开关信号的时候，由可编程控制器10调整第一电磁比例阀7开口开度，使得单位时间内第二电磁比例阀8流量大于所述定量液压泵2排量，较佳的，单位时间内第二电磁比例阀8流量为定量液压泵2排量的2-3倍，保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第二电磁比例阀8返回油箱1，进一步的，第二电磁比例阀8开口开度为最大，也就是100%全开；经第一延时时长Tl后启动电机3，将电机3启动瞬间带动所述定量液压泵2旋转所产生的液压油全部通过第二电磁比例阀8回流到油箱1，实现柔性启动，较佳的，第一延时时长Tl范围为0.3-ls ;当称重系统13提供的是模拟量信号b V，由可编程控制器10调整第二电磁比例阀8开口开度，使其开口开度为b*100%/5+ Δ B，其中，Λ B为比例阀开度修正偏移量，使得单位时间内第二电磁比例阀8流量大于所述定量液压泵2排量，经第一延时时长Tl后启动电机3，第一延时时长Tl范围为0.3-ls，这样既能够保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第二电磁比例阀8返回油箱1，又不至于使得第二电磁比例阀8开口开度过大，影响使用寿命，增加能耗。②上升控制步骤；以工业车辆升降机构上升速度和所述第二电磁比例阀8开口开度成反比的方式控制所述工业车辆升降机构上升速度；在电机3启动正常以后，可编程控制器10通过对采样的计算，以及结合第二电磁比例阀8开口开度的特性曲线，通过自带的电流驱动端口，调整输出的电流10，将第二电磁比例阀8的开口开度比例调整到1-al%+ Λ a，Λ a为比例误差系数。为达到最理想的速度控制效果，使得工业车辆升降机构运行平稳，可以通过调节Λ a的数值进行系统的优化(根据比例阀特性曲线的不同阶段，Λ a的值是不同的)，我们采用均值法，每间隔Λ t时间确定所述比例升降按钮11的上升按钮的模拟量数值，在Λ t时间内，可编程控制器10对比例升降按钮11的上升按钮进行模拟量数值进行NI次采样，然后将每次在At内的采样数值进行累加模拟量数值S = S1+S2+……+SN1，通过计算:al%= S/ Ν1/4096,Δ t参数一般为10_20ms，NI的参数一般为5-20。间隔时间At的参数设置过短，可能引起电磁比例阀8开口开度反复被调整，影响整个装置的平稳运行，Λ t的参数设置过长，可能会引起调整滞后的感觉，而Λ t参数一般为10-20ms则避免了上述的不良情形发生。③精确定位步骤；当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，松开比例升降按钮11的上升按钮，此时可编程控制器10采样到al%=0，由可编程控制器10调整第二电磁比例阀8和第一电磁比例阀7 开口开度，使得第二电磁比例阀8开口开度为0，由所述第一电磁比例阀7分流所述定量液压泵2的流量，然后关闭电机3，经第二延时时长T2后，关闭第一电磁比例阀7，实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位；，较佳的，单位时间内第一电磁比例阀7流量为定量液压泵排量的2-3倍，保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第一电磁比例阀7返回油箱1，较佳的，第一电磁比例阀7开口开度为最大，也就是100%全开；较佳的，第二延时时长T2为1.0-2.0s,实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位。④下降控制步骤；
按下比例升降按钮11的下降按钮，按下比例为a2%，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-2n，其中η的值为4、6、8、10、11、12…..，在本实施方式中，0%_100%所对应的下降按钮模拟量数值为0-4096，当所述称重系统13称量到的工业车辆负荷重量小于第二预定值时，第二预定值可以是300、400、500Kg，根据实际预先设定，可编程控制器10检测到下降按钮的模拟量信号，由可编程控制器10开启第二电磁比例阀8，以工业车辆升降机构下降速度和所述第二电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构下降速度，在下降过程中，可编程控制器10通过对采样的计算，以及结合第二电磁比例阀8开口开度的特性曲线，通过自带的电流驱动端口，调整输出的电流IO，将第二电磁比例阀8的开口开度比例调整到1- a2%+Aa，Aa为比例误差系数。为达到最理想的速度控制效果，使得工业车辆升降机构运行平稳，可以通过调节Λ a的数值进行系统的优化(根据比例阀特性曲线的不同阶段，Λ a的值是不同的)，我们采用均值法，每间隔Λ t时间确定所述比例升降按钮11的下降按钮的模拟量数值，在Λ t时间内，可编程控制器10对比例升降按钮11的下降按钮进行模拟量数值进行NI次采样，然后将每次在Λ t内的采样数值进行累加模拟
量数值 S = S1+S2+......+SN1，通过计算:al%= S/ N1/4096，Λ t 参数一般为 10_20ms,Nl 的参数一般为5-20 ；
当所述称重系统13称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第二预定值，若下降按钮的变化值小于预设值，预设值一般是20-30%内的任一数值，根据实际情况设定，本实施方式中，预设值为下降按钮可变化值的30%，若下降按钮的变化值小于30%，则所述第二电磁比例阀8开口开度和变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构下降速度；若下降按钮的变化值大于或等于预设值，则所述第二电磁比例阀8开口开度为预设限制开口开度，预设限制开口开度值为20-30%之间，最大预设限制开口开度不会超过30%，这样，即使下降按钮的变化值很大，t匕如50%、60%、70%，也能够保证第二电磁比例阀8开口开度不会过大，不会超过30%，不会造成下降时速度失控，冲击大，安全性好，速度可控，然后经第三延时时长T3 (0.3-ls)后，所述第二电磁比例阀8开口开度和下降按钮的变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构的下降速度。⑤精确定位步骤；当工业车辆升降机构下降到预定位置的时候，松开比例升降按钮的下降按钮，此时可编程控制器10采样到a2%=0，关闭电磁比例阀8，实现工业车辆升降机构下降到预定位置时的精确定位。实施例3 ;利用所述工业车辆升降机构的控制系统控制工业车辆升降机构的方法;
①启动步骤:按下(当然也可以旋转、滑动等方式)比例升降按钮11的上升按钮，按下比例为al%，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-2n，其中η的值为4、6、8、10、11、12….，在本实施方式中，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-4096，可编程控制器10检测到上升按钮的模拟量信号，在满足可以提升的状态下(系统无故障、提升状态无限制等情况)，在电机3启动前，由称重系统13对工业车辆负荷重量进行称量，所述的称重系统13可以输出一个开关信号或者模拟量信号给可编程控制器10，如果是开关信号，可以对称重系统13进行定义，当负荷重量>第一预定值(可以是300、400kg，数值根据实际设定)，开关信号被触发；当负荷重量<第一预定值，开关信号不被触发；而如果是模拟量信号，可以对称重系统13进行定义，输出一个O 5V ((Γ5Κ)的电压信号，对应相应的负荷重量，OV表示空载，5V表示额定重载；若称重系统13称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值，第一预定值可以根据实际进行设置，可以是300Kg、400 Kg等，称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值后，第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8开口开度为O,也就是第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8是关闭的，不打开，此时，电机3正常启动；若称重系统13称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第一预定值，当称重系统13输出的是开关信号的时候，由可编程控制器10调整第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8开口开度，使得单位时间内第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8流量大于所述定量液压泵2排量，此时，第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8的流量是指第一电磁比例阀7流量与第二电磁比例阀8流量之和，较佳的，单位时间内第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8流量为定量液压泵2排量的2-3倍，保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8返回油箱1，进一步的，第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8开口开度为最大，也就是100%全开；经第一延时时长Tl后启动电机3，将电机3启动瞬间带动所述定量液压泵2旋转所产生的液压油全部通过第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8回流到油箱1，实现柔性启动，较佳的，第一延时时长Tl范围为0.3-ls ;当称重系统13提供的是模拟量信号bV,由可编程控制器10调整第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8开口开度，使其开口开度为b*100%/5+ Δ B，其中，Λ B为比例阀开度修正偏移量，使得单位时间内第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8流量大于所述定量液压泵2排量，经第一延时时长Tl后启动电机3，第一延时时长Tl范围为0.3-ls，这样既能够保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8返回油箱1，又不至于使得第一电磁比例阀7和第二电磁比例阀8开口开度过大，影响使用寿命，增加能耗。②上升控制步骤；以工业车辆升降机构上升速度和所述第一电磁比例阀7开口开度成反比的方式控制所述工业车辆升降机构上升速度；在电机3启动正常以后，可编程控制器10通过对采样的计算，以及结合第一电磁比例阀7开口开度的特性曲线，通过自带的电流驱动端口，调整输出的电流10，将第一电磁比例阀7的开口开度比例调整到1-al%+ Λ a，Λ a为比例误差系数。为达到最理想的速度控制效果，使得工业车辆升降机构运行平稳，可以通过调节Λ a的数值进行系统的优化(根据比例阀特性曲线的不同阶段，Λ a的值是不同的)，我们采用均值法，每间隔Λ t时间确定所述比例升降按钮11的上升按钮的模拟量数值，在Λ t时间内，可编程控制器10对比例升降按钮11的上升按钮进行模拟量数值进行NI次采样，然后将每次在At内的采样数值进行累加模拟量数值S = S1+S2+……+SN1，通过计算:al%= S/ Ν1/4096,Δ t参数一般为10_20ms，NI的参数一般为5-20。间隔时间At的参数设置过短，可能引起电磁比例阀8开口开度反复被调整，影响整个装置的平稳运行，Λ t的参数设置过长，可能会引起调整滞后的感觉，而Λ t参数一般为10-20ms则避免了上 述的不良情形发生。③精确定位步骤；当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，松开比例升降按钮11的上升按钮，此时可编程控制器10采样到al%=0，由可编程控制器10调整第二电磁比例阀8和第一电磁比例阀7开口开度，使得第二电磁比例阀8开口开度为0，由所述第一电磁比例阀7分流所述定量液压泵2的流量，然后关闭电机3，经第二延时时长T2后，关闭第一电磁比例阀7，实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位；，较佳的，单位时间内第一电磁比例阀7流量为定量液压泵排量的2-3倍，保证定量液压泵2排出的液压油全部通过第一电磁比例阀7返回油箱1，较佳的，第一电磁比例阀7开口开度为最大，也就是100%全开；较佳的，第二延时时长T2为1.0-2.0s，实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位。④下降控制步骤；
按下比例升降按钮11的下降按钮，按下比例为a2%，0%-100%所对应的上升按钮模拟量数值为0-2n，其中η的值为4、6、8、10、11、12…..，在本实施方式中，0%_100%所对应的下降按钮模拟量数值为0-4096，当所述称重系统13称量到的工业车辆负荷重量小于第二预定值时，第二预定值可以是300、400、500Kg，根据实际预先设定，可编程控制器10检测到下降按钮的模拟量信号，由可编程控制器10开启第二电磁比例阀8，以工业车辆升降机构下降速度和所述第二电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构下降速度，在下降过程中，可编程控制器10通过对采样的计算，以及结合第二电磁比例阀8开口开度的特性曲线，通过自带的电流驱动端口，调整输出的电流IO，将第二电磁比例阀8的开口开度比例调整到1- a2%+Aa，Aa为比例误差系数。为达到最理想的速度控制效果，使得工业车辆升降机构运行平稳，可以通过调节Λ a的数值进行系统的优化(根据比例阀特性曲线的不同阶段，Λ a的值是不同的)，我们采用均值法，每间隔Λ t时间确定所述比例升降按钮11的下降按钮的模拟量数值，在Λ t时间内，可编程控制器10对比例升降按钮11的下降按钮进行模拟量数值进行NI次采样，然后将每次在Λ t内的采样数值进行累加模拟
量数值 S = S1+S2+......+SN1，通过计算:al%= S/ N1/4096，Λ t 参数一般为 10_20ms,Nl 的
参数一般为5-20 ；
当所述称重系统13称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第二预定值，若下降按钮的变化值小于预设值，预设值一般是20-30%内的任一数值，根据实际情况设定，本实施方式中，预设值为下降按钮可变化值的30%，若下降按钮的变化值小于30%，则所述第二电磁比例阀8开口开度和变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构下降速度；若下降按钮的变化值大于或等于预设值，则所述第二电磁比例阀8开口开度为预设限制开口开度，预设限制开口开度值为20-30%之间，最大预设限制开口开度不会超过30%，这样，即使下降按钮的变化值很大，t匕如50%、60%、70%，也能够保证第二电磁比例阀8开口开度不会过大，不会超过30%，不会造成下降时速度失控，冲击大，安全性好，速度可控，然后经第三延时时长T3 (0.3-ls)后，所述第二电磁比例阀8开口开度和下降按钮的变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述电磁比例阀8开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构的下降速度。⑤精确定位步骤；当工业车辆升降机构下降到预定位置的时候，松开比例升降按钮的下降按钮，此时可编程控制器10采样到a2%=0，关闭电磁比例阀8，实现工业车辆升降机构下降到预定位置时的精确定位。 以上说明仅仅是对本发明的解释，使得本领域普通技术人员能完整的实施本方案，但并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，这些都是不具有创造性的修改。但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
权利要求
1.工业车辆升降机构的控制系统，其特征在于:包括油箱(I)、定量液压泵(2)、带动所述定量液压泵(2)旋转的电机(3)、与所述定量液压泵(2)出口连通的溢流阀(4)、单向阀(5 )、液压油缸(6 )、和所述定量液压泵(2 )出口连通且与所述单向阀(5 )并联的第一电磁比例阀(7)、和所述单向阀(5)出口连通且与所述液压油缸(6)并联的第二电磁比例阀(8)、用于控制所述电机(3)启闭、控制所述第一电磁比例阀(7)开口开度及控制所述第二电磁比例阀(8)开口开度的可编程控制器(10)、和所述可编程控制器(10)连接的设有上升按钮和下降按钮的比例升降按钮(11)及与所述可编程控制器(10)连接的用于称量工业车辆负荷重量的称重系统(13)。
2.根据权利要求1所述的工业车辆升降机构的控制系统，其特征在于:所述定量液压泵(2)进口设有过滤网(9)。
3.利用如权利要求1所述工业车辆升降机构的控制系统控制工业车辆升降机构的控制方法，其特征在于包括以下步骤: ①启动步骤:操作比例升降按钮(11)的上升按钮，在电机(3)启动前，若称重系统(13)称量到的工业车辆负荷重量小于第一预定值，第一电磁比例阀(7)和第二电磁比例阀(8)开口开度为0，电机(3)正常启动；若称重系统(13)称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第一预定值，由可编程控制器(10)调整第一电磁比例阀(7)和/或第二电磁比例阀(8)开口开度，使得单位时间内第一电磁比例阀(7)和/或第二电磁比例阀(8)流量大于所述定量液压泵(2 )排量，经第一延时时长TI后启动电机(3 )，将电机(3 )启动瞬间带动所述定量液压泵(2)旋转所产生的液压油全部通过第一电磁比例阀(7)和/或第二电磁比例阀(8)回流到油箱(1)，实现柔性启动； ②上升控制步骤；以工业车辆升降机构上升速度和所述第一电磁比例阀(7)和/或第二电磁比例阀(8)开口开度成反比的方式控制所述工业车辆升降机构的上升速度。
4.根据权利要求3所述的控制工业车辆升降机构的控制方法，其特征在于:还包括步骤； ③精确定位步骤；当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，复位比例升降按钮(11)的上升按钮，当所述步骤②中，是由第一电磁比例阀(7)和第二电磁比例阀(8)或者第二电磁比例阀(8)控制所述工业车辆升降机构的上升速度时，由可编程控制器(10)调整第二电磁比例阀(8 )和第一电磁比例阀(7 )开口开度，使得第二电磁比例阀(8 )开口开度为O，由所述第一电磁比例阀(7)分流所述定量液压泵(2)的流量，然后关闭电机(3)，经第二延时时长T2后，关闭第一电磁比例阀(7)，实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位；当所述步骤②中，是由第一电磁比例阀(7)单独控制所述工业车辆升降机构的上升速度时，先关闭电机(3)，经第二延时时长T2后，关闭第一电磁比例阀(7)，实现工业车辆升降机构上升到预定位置时的精确定位。
5.根据权利要求4所述的工业车辆升降机构的控制方法，其特征在于:还包括步骤； ④下降步骤；操作比例升降按钮(11)的下降按钮，当所述称重系统(13)称量到的工业车辆负荷重量小于第二预定值时，所述第二电磁比例阀(8)开启，以工业车辆升降机构下降速度和所述第二电磁比例阀(8)开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构的下降速度；当所述称重系统(13)称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第二预定值，若下降按钮的变化值小于预设值，则所述第二电磁比例阀(8)开口开度和变化值相应；若下降按钮的变化值大于或等于预设值，则所述第二电磁比例阀(8)开口开度为预设限制开口开度，经第三延时时长T3后，所述第二电磁比例阀(8)开口开度和下降按钮的变化值相应，以工业车辆升降机构下降速度和所述第二电磁比例阀(8 )开口开度成正比的方式控制所述工业车辆升降机构的下降速度。
6.根据权利要求3或4或5所述的工业车辆升降机构的控制方法，其特征在于:所述步骤①中，在电机(3)启动前，当称重系统(13)称量到的工业车辆负荷重量大于或等于第一预定值时，调整所述第二电磁比例阀(8)开口开度为最大；所述第一延时时长Tl范围为0.3_ls0
7.根据权利要求4所述的工业车辆升降机构的控制方法，其特征在于:所述步骤③中，当工业车辆升降机构上升到预定位置的时候，操作比例升降按钮(11)的上升按钮，调整所述第二电磁比例阀(8)到开口开度最大；所述第二延时时长T2为1.0-2.0s。
8.根据权利要求4所述的工业车辆升降机构的控制方法，其特征在于:所述步骤②中，每间隔10-20ms以均值法确定所述比例升降按钮(11)上升按钮的模拟量数值。
9.根据权利要求5所述的工业车辆升降机构的控制方法，其特征在于:所述步骤④中，每间隔10-20ms以均值法确定所 述比例升降按钮(11)下降按钮的模拟量数值。
全文摘要
本发明公开了一种工业车辆升降机构的控制系统及控制方法，控制系统包括包括油箱、定量液压泵、电机、溢流阀、单向阀、液压油缸、第一电磁比例阀、第二电磁比例阀、可编程控制器、和所述可编程控制器连接的设有上升按钮和下降按钮的比例升降按钮及与所述可编程控制器连接的用于称量工业车辆负荷重量的称重系统。本发明的工业车辆升降机构的控制系统及控制方法，能够提高定量液压泵和电机的使用寿命，降低能耗，减小冲击，运行平稳，安全性好，定位精确，整个系统效率高。
文档编号B66F9/22GK103213923SQ20131012392
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者张志宇, 周敏龙, 施林强 申请人:浙江诺力机械股份有限公司