大型构件液压同步提升试验

作者：广东工业大学 陈健

欢迎访问e展厅 展厅 8 其它工程机械展厅 钢结构工程, ... 摘要： 介绍大型构件液压同步提升试验台工作原理，并按PID控制算法编制的计算机程序对其进行了同步提升试验。对试验结果进行了分析。 叙词：大型构件液压同步提升试验 大型构件液压同步提升技术是一项新颖的建筑施工安装技术。它采用柔性钢丝绳或刚性立柱承重、提升器集群、计算机控制和液压同步提升新原理，结合现代化施工方法，将大吨位的构件在地面拼装后，整体提升到预定高度安装就位。安装过程既简便快捷，又安全可靠。在我国这项技术从80年代末开始，先后成功地应用于上海东方明珠广播电视塔钢天线桅杆整体提升、北京西客站主站房钢门楼整体提升以及上海大剧院钢房架整体提升等一系列重大建设工程。随着实际工程的越来越多，在实际工程实施前有必要对液压同步提升设备进行模拟试验。试验包括：同步提升油缸、液压泵站等加载试验和耐压试验、以及传感检测系统、计算机和电气控制系统的可靠性和耐久性试验。另外，还要检验计算机控制系统各种不同控制算法和控制策略篇优劣，为实际提升提供依据，以获得最好的提升效果。为此，设计了大型构件液压同步提升试验台，试验台共包括3部分：液压同步提升试验台。液压加载试验台及计算机控制系统。本文仅叙述液压同步提升试验台的功能及其调试试验。 1.液压同步提升设备及其计算机娃制装置 液压同步提升系统试验装置采用柔性钢丝绳承重，共有4个承载能力为60t的液压提升器，分别为 1#提升器、2#提升器、3#提升器和4#提升器。每个提升器上有７根钢丝绳，每个主油缸由一比例调速阀控制其速度。借助自整角机组构成电液比例闭环控制系统，通过计算机控制采用相应的控制算法，达到位置同步精度要求。但由于４个比例调速间由一个泵站供油，故比例阀的工作点较低。液压系统原理见图１。主液压系统由主电机、主液压泵、电磁换向阀、溢流阀、电液比例流量同、桥式换向回路、提升油缸等组成。锚具辅助系统主要用于错具油缸的松锚、紧锚动作。 主液压缸在同步顶升和同步下降时都要有相同的同步位置精度，因为电液比例流量间不能实现双向调速，因此采用了液压桥式换向回路，以实现主液压缸的双向速度控制。 主液压缸需要在一定的行程内往复运动，通过软管进、回油，一旦软管爆裂，后果将不堪设想。为确保安全，在每个主液压缸的缸体上都安装了液控单向问，不仅解决了安全问题还为顶升作业带来方便，可允许主液压缸能在任意位置停留，这在施工过程中是十分必要的。 为了便于系统调试和同步下降控制，调试主系统通过相应的二位四通常开式电磁截止间实现主油缸的单缸操作闭锁。 计算机控制系统是整个液压同步系统的关键。除了应对液压同步提升装置进行控制，还要完成液压加载系统的启动、停止，确定加载油缸A,B腔内压力的大小。 在液压同步提升试验中，包括油缸的位置、锚具状态、各种电磁驱动信号及系统指令在内的开关量信号全部输人到可编程控制器。这些指令包括启动或停止、自动、手动、同步或非同步以及上升或下降信号。由自整角机组测量得到的高差信号先经过相敏解调环节变成0-5v的模拟电压信号，油缸压力经压力传感器检测也变成0-5v的模拟电压信号，这些模拟信号经Ａ/Ｄ变换变为数字信号输人工控机作为数字调节器的输人信号。在工控机的接口电路中，有开关量输出功率放大电路、脉冲量输人显示电路和输出功率放大电路。开关量的输出共有32路，其中16路为继电器输出，8路为IRF9630功率放大输出，8路为IRF640功率放大输出。脉冲量输出放大电路共８路为IRF9630功率放大输出。脉宽调制信号(PWM)经脉冲量输出放大电路放大后输出给电液比例流量阀，控制比例阀电流大小。 2.调试及同步提升试验 液压同步提升系统的调试包括以下几点：(1)自整角机组（自整角发送机和自整角变压器）的调整；(2)压力传感器的标定；(3)液压提升器位置传感器的调整；(4)计算机控制程序的调试；(5)液压提升器的耐压试验和泄漏试验；(6)４个比例阀桥式回路的调试等。 在试验台各部位分别调试好后，采用数字PID调节器编制了计算机控制的液压同步提升程序。并进行了液压同步提升试验。图2、图3分别为2#液压缸同步上升及同步下降的测试曲线，包括实时控制高差、压力及睑定调制信号(PWM)曲线，在计算机控制中，4个液压提升器中广提升器的ＰＷＭ恒定，其提升速度恒定，其它3个提升器用高差信号跟踪，高差信号是2#、3#、4#液压缸相对于1#液压缸位置的差，PWM是数字调节器输出的驱动比例阀的控制信号。从图中可以看出，有一定的静差存在，这在实际工程中是允许的，液压缸的运动是同步进行的，满足了同步的要求。 3.结论 由于大型构件同步提升系统是一复杂的提升系统，它包括机械、液压、电气、计算机、控制及传感检测等多学科的技术。因此，同步提升试验的顺利进行说明整个设计调试工作是成功的。试验台可应用于实际工程实施前的模拟试验。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/6/2004)