1)一般要求
(2)液压系统尖峰压力:35.0MPa。
(3)工作介质:ISOVG46#抗磨液压油。
(4)介质清洁度:NAS9级。
(5)供电电源电压:380VAG,50Hz,三相四线制。
(6)功率:65kW(MAX)。
(7)运转率:24h连续工作制。
2)顶升装置
(1)顶升缸推力:200t(多种推力可供选取)。
(2)顶升缸行程:140mm。
(3)偏载能力:5°。
(4)顶升缸最小高度:395mm。
(5)最大顶升速度:10mm/min。
(6)组内顶升缸控制形式:压力闭环控制,压力控制精度≤5%。
(7)组与组间控制形式:位置闭环控制,同步精度±5.0mm。
3)操纵与检测(www.daowen.com)
(1)常用操纵:按钮方式。
(2)人机界面:触摸屏。
(3)位移检测:光栅尺。
(4)分辨率:0.005mm。
(5)压力检测:压力传感器,精度0.5%,压力位移参数自动记录。
4)工作原理
系统选择液压泵分别为液压缸提供恒定压力的液压油。每台液压泵本身带有一个电磁阀,以实现升、降动作。主要依据液压泵的流量对同步精度的影响选择液压泵。整个系统选用液压泵要考虑尽量缩短液压管路的长度,提高系统的可靠性、减少泄漏、提高效率。
每一组液压缸的同步动作都由一个带液压桥式整流板的电磁二位二通球阀组来控制。通过二位二通阀高频率的启、闭,使液压缸的动作始终处于受控状态,从而实现液压缸的同步动作。选用球阀能使阀的响应频率提高,泄漏量接近零,寿命延长,耐压和耐震性好。液压桥能使液压流有一个稳定的流向和流量。这个阀组还内置有一个节流阀,通过调整这个节流阀,可使不同规格的液压缸得以用在同一系统,并可使同步精度进一步提高。控制阀分散在各组,便于模块化组成,这样使扩展和维护都极其方便。
每一组液压缸均装有一个液控单向阀,可以起到短时间内锁紧液压缸的功能,防止大吨位物体下落。该阀还有在当液压管路遇到意外破损泄漏时,防止重物意外坠落的功能。该阀为球阀结构,先导操作,反应灵敏,安全可靠。
5)顶升系统控制原理
比例阀、压力传感器和电子放大器组成压力闭环,根据每个顶升缸承载力的不同,调定减压阀的压力,多个液压缸组成一个顶升组,托举起桥梁上部结构,但是如果仅有力平衡,则桥梁的举升位置是不稳定的,为了稳定位置,在每组中间安装两个光栅尺作精密位置测量,进行位置反馈,组成位置闭环,一旦测量位置与指令位置存在偏差,便会产生误差信号,该信号经放大后叠加到指令信号上,使该组总的举升力增加或减小,于是各油缸的位置发生变化,直至位置误差消除为止。由于多组顶升系统的位置信号由同一个数字积分器给出,因此可保持多个顶升组同步顶升,只要改变数字积分器的时间常数,便可方便地改变顶升或回落的速度。
6)电控系统
电子控制系统是实现同步动作的关键。同步顶升系统是一个成熟的系统,主要应用于大吨位物体在精确位置控制下的顶升和下放。它是基于闭环控制系统理论,将重物移动的位移信号作为受控参数,并可同时反映重物在液压缸受力腔内产生的压强信号。通过传感器采集这些信号,将这些信号传输至控制器。控制器接受并处理这些信号。控制器比较运算这些同类信号并和输入的允差值进行比较,当发现某一受控点有超差的可能时,控制器发出信号,让该点的二位二通电磁截止球阀动作,关闭液压油流,从而限定该点的液压缸上升或下降动作。同样当信号反馈指出该已停止点有滞后现象时,控制器发出信号,让该点的二位二通电磁截止球阀动作,开启液压油流,让该点的液压缸恢复上升或下降的动作。通过各受控点间的精确控制动作,整个同步控制系统达到一种运动中的同步目的。
由于狮子林桥顶升工程采用的同步控制系统的信号采样仅和位置有关,并把各相关采样点置于同一系统中,形成一个闭环锁链,使得整个同步控制精度仅和控制系统的响应时间与液压缸柱塞移动速度相关。同时,也应充分考虑控制球阀的本身响应速度和传感器的误差。系统设定的响应速度是以控制球阀的本身响应速度降一个数量级来设定的,而电子系统的响应是远高于此的,这样的设定使系统的稳定性大大提高。当某一受控点的误差不能被控制器修复,控制器将发出系统错误警报,并发出信号,让各受控点的控制阀动作,切断液压油流,从而使各受控点的液压缸停止动作。直到该错误被修复,并得到重新工作的指令,系统才恢复工作。
系统核心控制装置是西门子S7-200系列的CPUS7-224,触摸屏可以显示各个顶升油缸的受力参数,并可连接打印机,记录顶升过程数据。系统安装了UPS电源,确保意外断电情况发生时,数据和工程安全。
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