本發(fā)明涉及一種基于PLC的防爆液壓絞車控制系統(tǒng)，適用于機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

防爆絞車常常作為煤礦生產(chǎn)井下運輸?shù)闹饕O(shè)備使用，絞車的防爆性能對于保證煤礦生產(chǎn)有著重要意義。目前廣泛使用的防爆方法主要有電控和液壓控制2種，液壓防爆絞車?yán)靡簤合到y(tǒng)的部件與電控絞車相結(jié)合，進而組裝成為新型的機械設(shè)備。整個防爆絞車的核心部分為液壓控制系統(tǒng)，它對設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)起著調(diào)節(jié)、控制和保護的作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于PLC的防爆液壓絞車控制系統(tǒng)，能夠提高對系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，對絞車的運行狀況進行實時檢測，對絞車合理保護，防止事故發(fā)生。同時控制系統(tǒng)獲得的參數(shù)能夠直觀顯示在操作平臺上，方便工作人員針對數(shù)據(jù)進行調(diào)整。該系統(tǒng)實用性、抗干擾能力強，適用于煤礦井下工作環(huán)境。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。

所述控制系統(tǒng)依靠電液比例進行速度控制，油缸將油泵送到減壓閥后進入方向閥，最后進入傳動系統(tǒng)。當(dāng)方向閥工作時，油液進入油缸上腔，推動活塞向下運動，泵的擺角逐漸變小，絞車速度減慢。當(dāng)方向閥不工作時，油液進入油缸下腔，活塞向上運動，泵的擺角增大，絞車速度變大。在傳動裝置上安裝傳感器能夠獲得絞車的運動信號，將信號進行轉(zhuǎn)換后得到當(dāng)前速度下的電壓信號，將測量信號與計算信號進行對，如果兩者相等，則方向閥的電流為0，活塞不動，絞車保持勻速運行。當(dāng)絞車需要進行減速時，控制系統(tǒng)利用PLC根據(jù)行程傳遞的信號使得換向閥、溢流閥工作，實現(xiàn)絞車速度的自動控制。同時方向閥也會根據(jù)絞車的速度進行適當(dāng)調(diào)整，實現(xiàn)了絞車速度的雙重控制。

伺服閥處于中位時，絞車保持速度不變，需要提升速度時，提升手柄，主泵泵送油進入油缸下腔，推動活塞上升，增大斜盤傾角，進而增大絞車運行速度，絞車減速過程與增速過程液壓控制完全相反。整個絞車運動速度的改變需要人工進行控制，這也使得絞車的運行產(chǎn)生安全隱患，工人操作經(jīng)驗的不足及井下環(huán)境的特殊容易導(dǎo)致煤礦事故的發(fā)生。

液壓絞車在往下運送貨物時，隨著馬達轉(zhuǎn)速的逐漸增大，最終其轉(zhuǎn)速會超過主油泵的最大供給速度，此時馬達與主油泵主從方式發(fā)生改變，馬達帶動主油泵運轉(zhuǎn)，電機轉(zhuǎn)為發(fā)電反饋方式，系統(tǒng)制動力矩產(chǎn)生，逐漸形成超速現(xiàn)象。如果不對超速狀態(tài)下的控制系統(tǒng)進行保護，很容易引發(fā)井下事故。目前主要依靠機械式保護裝置，通過控制離心力使得連接點斷開，實現(xiàn)緊急制動。機械設(shè)備的制造及磨損等因素限制了保護系統(tǒng)地準(zhǔn)確性和可靠性。

所述控制系統(tǒng)采用磁阻式傳感器進行速度的檢測。傳感器與主軸裝置相連，將速度信號轉(zhuǎn)化為電路信號，為了保證信號不在傳遞過程中受到干擾，防止信號失真，最終輸出的電壓信號與原始信號頻率相同。經(jīng)過信號的處理放大，得到頻率轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號，將電壓信號進行f/v變換后輸出直流電壓信號，在依靠PLC的A/D接口轉(zhuǎn)換為常規(guī)的數(shù)字信號并對信號進行存儲，為后續(xù)的PID控制進行準(zhǔn)備。

所述控制系統(tǒng)進行超速保護時，利用PLC和傳感器監(jiān)測速度，當(dāng)速度超過設(shè)定范圍時，PLC控制主油泵停止工作，制動系統(tǒng)控制絞車停止運行。絞車過卷時，利用速度傳感器經(jīng)處理后的信號輸入到PLC計數(shù)模塊，進行行程的測量和累計，超過設(shè)定行程，可以認(rèn)為發(fā)生過卷，PLC對過卷的控制降低了系統(tǒng)故障的概率。PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)⑾到y(tǒng)的運行狀態(tài)參數(shù)直觀的顯示到操作平臺上，使絞車的運行更加直觀，防止因人工操作誤差造成的系統(tǒng)故障。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)能夠提高對系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，對絞車的運行狀況進行實時檢測，對絞車合理保護，防止事故發(fā)生。同時控制系統(tǒng)獲得的參數(shù)能夠直觀顯示在操作平臺上，方便工作人員針對數(shù)據(jù)進行調(diào)整。該系統(tǒng)實用性、抗干擾能力強，適用于煤礦井下工作環(huán)境。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的液壓控制結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的絞車速度PID控制流程。

圖3是本發(fā)明的信號處理放大電路。

圖中：1．梭閥；2．比例油缸；3．伺服閥；4．ZBS—H915變量泵；5．差動油缸；6．盤閘；7．液壓馬達；8．卷筒；9．旋轉(zhuǎn)編碼器；10.重物；11．鋼絲繩；12．液控換向閥；13．制動手柄；14．放大器2；15．電液比例溢流閥；16．驅(qū)動手柄；17．控制器18．放大器1；19．電液比例減壓閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1、圖2，控制系統(tǒng)依靠電液比例進行速度控制，油缸將油泵送到減壓閥后進入方向閥，最后進入傳動系統(tǒng)。當(dāng)方向閥工作時，油液進入油缸上腔，推動活塞向下運動，泵的擺角逐漸變小，絞車速度減慢。當(dāng)方向閥不工作時，油液進入油缸下腔，活塞向上運動，泵的擺角增大，絞車速度變大。在傳動裝置上安裝傳感器能夠獲得絞車的運動信號，將信號進行轉(zhuǎn)換后得到當(dāng)前速度下的電壓信號，將測量信號與計算信號進行對，如果兩者相等，則方向閥的電流為0，活塞不動，絞車保持勻速運行。當(dāng)絞車需要進行減速時，控制系統(tǒng)利用PLC根據(jù)行程傳遞的信號使得換向閥、溢流閥工作，實現(xiàn)絞車速度的自動控制。同時方向閥也會根據(jù)絞車的速度進行適當(dāng)調(diào)整，實現(xiàn)了絞車速度的雙重控制。

伺服閥處于中位時，絞車保持速度不變，需要提升速度時，提升手柄，主泵泵送油進入油缸下腔，推動活塞上升，增大斜盤傾角，進而增大絞車運行速度，絞車減速過程與增速過程液壓控制完全相反。整個絞車運動速度的改變需要人工進行控制，這也使得絞車的運行產(chǎn)生安全隱患，工人操作經(jīng)驗的不足及井下環(huán)境的特殊容易導(dǎo)致煤礦事故的發(fā)生。

液壓絞車在往下運送貨物時，隨著馬達轉(zhuǎn)速的逐漸增大，最終其轉(zhuǎn)速會超過主油泵的最大供給速度，此時馬達與主油泵主從方式發(fā)生改變，馬達帶動主油泵運轉(zhuǎn)，電機轉(zhuǎn)為發(fā)電反饋方式，系統(tǒng)制動力矩產(chǎn)生，逐漸形成超速現(xiàn)象。如果不對超速狀態(tài)下的控制系統(tǒng)進行保護，很容易引發(fā)井下事故。目前主要依靠機械式保護裝置，通過控制離心力使得連接點斷開，實現(xiàn)緊急制動。機械設(shè)備的制造及磨損等因素限制了保護系統(tǒng)地準(zhǔn)確性和可靠性。

如圖3，控制系統(tǒng)采用磁阻式傳感器進行速度的檢測。傳感器與主軸裝置相連，將速度信號轉(zhuǎn)化為電路信號，為了保證信號不在傳遞過程中受到干擾，防止信號失真，最終輸出的電壓信號與原始信號頻率相同。經(jīng)過信號的處理放大，得到頻率轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號，將電壓信號進行f/v變換后輸出直流電壓信號，在依靠PLC的A/D接口轉(zhuǎn)換為常規(guī)的數(shù)字信號并對信號進行存儲，為后續(xù)的PID控制進行準(zhǔn)備。

控制系統(tǒng)進行超速保護時，利用PLC和傳感器監(jiān)測速度，當(dāng)速度超過設(shè)定范圍時，PLC控制主油泵停止工作，制動系統(tǒng)控制絞車停止運行。絞車過卷時，利用速度傳感器經(jīng)處理后的信號輸入到PLC計數(shù)模塊，進行行程的測量和累計，超過設(shè)定行程，可以認(rèn)為發(fā)生過卷，PLC對過卷的控制降低了系統(tǒng)故障的概率。PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)⑾到y(tǒng)的運行狀態(tài)參數(shù)直觀的顯示到操作平臺上，使絞車的運行更加直觀，防止因人工操作誤差造成的系統(tǒng)故障。