升船机主提升油缸同步控制系统研究与应用.pdfVIP

第36卷 第7期 华 电技术 Vo1．36 No．7 2014年 7月 HuadianTechnology Ju1．2014 升船机主提升油缸同步控制系统研究与应用 宋远卓，倪佳，付强 (杭州国电机械设计研究院有限公司，杭州 310030) 摘 要：为保证升船机运行的稳定性、安全性 ，提高升船机的运行效率和使用寿命，提出了一种基于电液比例技术的升船 机主提升油缸同步控制系统。详细介绍了该系统的原理、组成及应用。该系统保证了液压提升式升船机主提升油缸的 同步运行，提高了系统运行的稳定性。 关键词：升船机；电液比例技术；主提升油缸；同步控制 中图分类号：u642 文献标志码：A 文章编号：1674—1951(2014)07-0010-02 式采用高差反馈控制方式，设置 1个主油缸，其他各 O 引言 油缸对主油缸进行跟踪，各油缸的高差信号经滤波 随着我国水利枢纽建设逐渐向河流上游发展， 及量化处理后输入可编程逻辑控制器 (PLC)，PLC 升船机将被作为修建水利枢纽、发展山区水运较常 按一定的控制算法计算后，输出相应的控制量控制 使用的一种通航设施。目前世界上已建的升船机 比例阀的开度，从而控制主提升油缸的速度，达到位 中，垂直升船机 占大多数。垂直升船机按主提升系 置同步的要求 。。 统的形式可分为齿轮齿条爬升式、钢丝绳卷扬式、浮 该系统主要特点如下。 筒式及液压顶升／提升式等 ¨J。 (1)采用调速阀加比例阀的组合，实现大负载 国内在建的小型升船机中，部分是液压提升式 刚度与快速响应相结合的流量控制模式。利用调速 升船机，具有功率大、运行平稳、可靠性高等优点。 阀自身对负载不敏感的大负载刚度特性，保证即使 文中提出一种基于电液比例技术的升船机主提升油 在负载偏差较大且不断变化的情况下，各油缸位移 缸同步控制系统，该系统保证了液压提升式升船机 也不会出现过大的偏差；同时，通过高频响比例阀对 主提升油缸的同步运行，提高了系统运行的稳定性。 各油缸位移进行调整，保证4个缸高精度同步，同步 1 系统原理 控制精度小于等于2mm。 (2)高频响比例阀与位移传感器以及控制器构 电液比例技术是近几十年来发展起来介于普通 成闭环控制系统。利用比例阀的高频响应特性，可 开关控制与电液伺服控制之间的新型电液控制技术 以实时对各油缸的偏差进行修正，确保各油缸平稳、 分支，已成为机电一体化的基本构成之一 J。 可靠运行。 在液压提升式升船机系统中，承船厢的升降运 (3)采用模糊比例 一积分一微分 (PID)控制算 动由4个液压油缸驱动，4个油缸对称分布于承船 法，确保同步控制的快速性、精确性与稳定性。PID 厢两侧，为单出杆活塞缸，油缸活塞杆一端与承船厢 参数经过长时间实践运行优化，使同步控制达到最 相连，另一端支承在两岸混凝土基础上。由于承船 佳状态 。 厢在液压缸的作用下上下运行，不同油缸运行速度 (4)根据实际使用工况及现场环境条件，该控 不可能完全一致，经过一定时间的运行后会产生行 制系统还采用了卡尔曼滤波器对传感器信号进行优 程差，如果行程差不能及时消除，将会使承船厢倾