一種重型電氣設(shè)備液壓頂升控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重型電氣設(shè)備液壓頂升控制方法，具體是一種用于設(shè)備安裝領(lǐng)域中重型電氣設(shè)備的就位施工液壓頂升的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電能需求量不斷增加，電力行業(yè)建設(shè)不斷發(fā)展，液壓頂升裝置被廣泛應(yīng)用于大型變電站的建設(shè)中，尤其在重型電器設(shè)備安裝就位中，有著舉足輕重的地位。同時(shí)新建大型變電站已經(jīng)向自動化、智能化的方向發(fā)展，這對電氣設(shè)備的安裝就位提出了更高的要求。由于液壓傳動系統(tǒng)具有傳動平穩(wěn)、布置靈活、自動化程度高、易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，電力建設(shè)行業(yè)普遍采用超高壓液壓泵站、液壓千斤頂?shù)冉M成的液壓頂升裝置進(jìn)行電氣設(shè)備的裝卸和安裝就位。
[0003]現(xiàn)有電氣設(shè)備的安裝就位采用液壓頂升裝置和人工交替作業(yè)，主要是人工手動控制液壓泵站的啟停，分階段多次頂升，其就位施工步驟如下:
首先、當(dāng)變壓器主體到達(dá)現(xiàn)場后，起重人員先將墊木按井字形交叉疊放并整齊擺放到基礎(chǔ)前，其密度應(yīng)根據(jù)設(shè)備重量決定，開始就位施工；
其次、檢查液壓頂升裝置的是否工作正常，頂升準(zhǔn)備工作就緒；
第三、利用液壓頂升裝置將設(shè)備頂起，在墊木上架設(shè)重軌，將變壓器本體置入于軌上； 第四、由推移器推動變壓器移動，隨時(shí)調(diào)整前后、左右距離，直至將變壓器推到墊木上方；
第五、利用液壓頂升裝置將變壓器落地，并在其下方鋪設(shè)墊木；
第六、在變壓器兩側(cè)放置重軌，再次進(jìn)行兩側(cè)平移，使變壓器與基礎(chǔ)對應(yīng)；
第七、將變壓器頂升至基礎(chǔ)高度，利用重軌將變壓器推至基礎(chǔ)之上，完成就位施工。
[0004]與此相應(yīng)的液壓頂升裝置的操作控制如下:
首先、進(jìn)行性能檢查，接通380V液壓泵站主電源，送電并空載運(yùn)行，后檢查液壓泵站及液壓千斤頂工作是否正常，經(jīng)過調(diào)試后處于良好的使用狀態(tài)；
其次、進(jìn)行頂升準(zhǔn)備工作，將液壓千斤頂擺放至變壓器指定的頂位下，放置墊鐵，并接通液壓油管；
第三、啟動液壓頂升裝置，將變壓器一側(cè)頂起，再進(jìn)行另一側(cè)頂升，左右兩側(cè)交替進(jìn)行；
第四、至變壓器底部與地面空間高度達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，打好保險(xiǎn)，完成頂升。
[0005]例如，在某變電站的施工中。施工要求安裝2臺240MVA三相三繞組自冷式有載調(diào)壓變壓器，進(jìn)行主體安裝就位。其型號為SSZ- 240000/220，單臺運(yùn)輸主體重182噸。進(jìn)行變壓器的就位安裝需要技術(shù)人員15至20人參與，施工至少需要2天時(shí)間，受天氣影響會有延長。首先，此類變壓器，由于其重量巨大，在安裝過程中給施工增加了巨大的困難；而吊車等常用設(shè)備無法正常使用，通常采用液壓頂升裝置進(jìn)行頂升就位施工。其次，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，參與安裝人員多，耗費(fèi)大量人力物力，增加工程的整體成本；從施工進(jìn)度的角度考慮，施工時(shí)間長，且會影響其他施工進(jìn)程。最后，變壓器作為變電站核心設(shè)備，其安裝要求精度高，位置在毫米級,要求頂升速度在100mm/60s。
[0006]上述利用液壓頂升裝置進(jìn)行電氣設(shè)備的裝卸和安裝就位時(shí)，頂升高度與速度依靠人眼觀測。其頂升裝置的頂升效率低，耗工費(fèi)時(shí)，頂升過程穩(wěn)定性差，缺乏安全保障。經(jīng)過多個(gè)項(xiàng)目工程的實(shí)際跟蹤調(diào)研，發(fā)現(xiàn)一貫使用的液壓起升裝置具有完善和改進(jìn)的空間，改進(jìn)液壓起升系統(tǒng)不僅能夠提高施工效率，降低安裝成本，而且能夠進(jìn)一步降低安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。
[0007]液壓頂升裝置是典型的機(jī)、電、液一體化的復(fù)雜系統(tǒng)，其中控制器的建模、優(yōu)化與控制一直為研究者所關(guān)注。就其本質(zhì)來講，它是一個(gè)高度非線性，參數(shù)不確定的非線性時(shí)變系統(tǒng)。其工作環(huán)境逐漸跟隨時(shí)間發(fā)生變化，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生改變。應(yīng)用控制理論成果改進(jìn)液壓頂升裝置控制器性能的相關(guān)研究也是當(dāng)今研究工作最為活躍的領(lǐng)域。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中，公開文獻(xiàn)對安裝施工流程的改進(jìn)，如《金屬罐體液壓頂升施工技術(shù)》，源于現(xiàn)代機(jī)械，2005年3期，此論文結(jié)合具體工程的液壓頂升技術(shù)實(shí)例，通過增加頂升機(jī)構(gòu)，改進(jìn)施工流程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、步進(jìn)式的頂升。該頂升技術(shù)保持了液壓頂升具有的平穩(wěn)、安全、可靠性，提高了施工的準(zhǔn)確性，但其實(shí)質(zhì)仍為人工操作，安全性和準(zhǔn)確性還有很大的提升空間。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中，公開文獻(xiàn)對設(shè)備裝置的改進(jìn)，如公開號為CN203754281U的“一種用于大型物件的安裝、搬運(yùn)的頂升、滑移設(shè)備”的實(shí)用新型專利，此專利側(cè)重于對設(shè)備硬件系統(tǒng)的改造。其特征在于:在每個(gè)支腿上安裝有一個(gè)單級或多級油缸和行走馬達(dá)及減速器，四個(gè)支腿連接在一套獨(dú)立泵站上，有一個(gè)集中控制柜控制獨(dú)立泵站。其優(yōu)點(diǎn)在于:同步精度高、頂升噸位大、整體滑移定位精準(zhǔn)、升降速度可調(diào)整、可在任意位置停止等特點(diǎn)，但仍為人工操作，自動化程度不高。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)中，公開文獻(xiàn)對微機(jī)控制代替人工控制的改進(jìn)，如《煙囪液壓頂升控制系統(tǒng)改造》，源于中國電機(jī)工程學(xué)會電力土建專業(yè)委員會2013年“新能源、新技術(shù)、創(chuàng)新發(fā)展”學(xué)術(shù)交流會，提出了利用PLC、變頻器及傳感監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行控制系統(tǒng)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)自動化控制，在生產(chǎn)施工過程中，降低了施工勞動力、操作輕便、節(jié)能，取得了良好的社會效益。其改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)在于:1)通過3臺相對獨(dú)立的變頻泵站，借助計(jì)算機(jī)及PLC控制三個(gè)液壓頂升油缸同步上升、下降；2)主油缸上利用平衡閥，從而控制負(fù)載平穩(wěn)；3)采用雙泵雙回路系統(tǒng)，提高液壓系統(tǒng)的可靠性；4)主系統(tǒng)采用2級壓力控制，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目的并減少了系統(tǒng)發(fā)熱；5)設(shè)置兩種壓力顯示系統(tǒng)，確保對系統(tǒng)壓力的正確監(jiān)視。此論文主要闡述了對于液壓頂升系統(tǒng)的硬件改進(jìn)，利用PLC微機(jī)控制，代替了人工操作；采用雙泵雙回路增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其改進(jìn)僅實(shí)現(xiàn)了簡單的閉環(huán)控制，并未涉及智能控制。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)中，公開文獻(xiàn)對自動化控制的改進(jìn)，主要有利用簡單控制方法進(jìn)行控制，如公開號為CN102505642A的“一種切割橋墩整體同步頂升控制系統(tǒng)及控制方法”的發(fā)明專利，屬于將簡單的控制方法應(yīng)用于液壓頂升系統(tǒng)中。其系統(tǒng)改進(jìn)包括用于提供頂升動力的兩個(gè)液壓頂升裝置、分別與兩個(gè)液壓頂升裝置相接的兩個(gè)液壓回路、分別安裝在兩個(gè)液壓回路上的兩個(gè)進(jìn)油量調(diào)整裝置和頂升過程中對需頂升結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對兩個(gè)進(jìn)油量調(diào)整裝置進(jìn)行控制的頂升平衡狀態(tài)監(jiān)控裝置；其頂升方法包括:頂升準(zhǔn)備和頂升，實(shí)際頂升時(shí)通過兩個(gè)液壓頂升裝置對結(jié)構(gòu)進(jìn)行向上頂升，直至將結(jié)構(gòu)頂升至預(yù)設(shè)高度，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)動態(tài)糾偏。此發(fā)明采用的頂升方法為簡單的向上頂升，頂升與糾偏同時(shí)進(jìn)行作用，使其頂升過程一直處于上升和調(diào)整的混合狀態(tài)，既影響了頂升的速度又影響了誤差的糾正，而且使得前一時(shí)刻的控制量并未對下一時(shí)刻的控制量產(chǎn)生作用，出現(xiàn)控制量的信息丟失。使得控制速度減緩，導(dǎo)致誤差控制精度降低。再如公開號為CN103806376A的“橋梁四點(diǎn)頂升施工中千斤頂快速調(diào)整方法”，其控制方法包括以下步驟:一:確定橋梁頂升的位置精度要求和頂升力均衡要求；二:調(diào)整四個(gè)千斤頂?shù)捻斏嚯x使橋梁達(dá)到目標(biāo)高度；三:判斷千斤頂?shù)捻斏κ欠駶M足力均衡要求；四:調(diào)整千斤頂?shù)捻斏M足力均衡要求；五:判斷調(diào)整后的橋梁是否滿足位置精度要求。本發(fā)明的千斤頂快速調(diào)整方法，避免了橋梁頂升施工中施工人員的多次反復(fù)調(diào)整，提高了施工效率；改善了以橋梁位置精度作為單一指標(biāo)的頂升施工方式，通過兼顧橋梁頂升位置精度和四個(gè)千斤頂頂升力的均衡，改善了橋梁的受力狀態(tài)，降低了橋梁支座由于受力不均衡而損壞的風(fēng)險(xiǎn)，提高了橋梁的使用壽命。此頂升方法將力與位置作為兩種控制效果指標(biāo)，對兩種控制指標(biāo)分別進(jìn)行考量。首先滿足對力的均衡條件后，再對位置條件進(jìn)行校準(zhǔn)。未能將力與位置作為控制輸出量，使其未參與整個(gè)系統(tǒng)的控制，存在一定的控制缺陷。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)中，公開文獻(xiàn)對利用智能控制方法的改進(jìn)，如《模糊控制在大載荷高精度液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》，天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2004年8期，指出在全量程內(nèi)對大載荷變化的液壓系統(tǒng)需要進(jìn)行高精度控制，常規(guī)的控制方式容易導(dǎo)致很大的控制偏差甚至超限。文中利用模糊理論，研制了適用于液壓控制的模糊控制算法。在實(shí)際應(yīng)用中證明，這種算法有效地避免了應(yīng)用常規(guī)算法容易引起的控制量的振蕩和過沖，提高了載荷施加的精度。此論文對控制方法進(jìn)行了改進(jìn)，使用模糊控制算法有效的避免了振蕩并且增加了精度，將模糊控制理論應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的控制方法中。但是模糊控制自身存在缺陷，只能無限逼近期望值，使控制量在期望值附