液压同步滑移控制系统设计与实现

　　随着我国经济的快速发展,大型建设工程日益增多,一些大型构件的安装对施工技术提出了更高的要求,依靠传统施工技术与装备已经远远不能满足现代工程施工中技术难度高、工程量大、建设周期短的要求,液压同步滑移正是在此背景下发展起来的一项新技术,主要用于大型构件的水平移位,它集成了机械、电子、计算机、通信和控制理论,能实现精确的同步水平滑移.

　　1 液压同步滑移技术概述

　　液压同步滑移系统主要由液压爬行器(包括液压缸组及楔形自锁机构)、液压动力系统、计算机控制系统和传感器件等组成.系统的基本工作原理为:液压爬行器的自锁装置夹持于地面轨道,在计算机控制系统的指令下,两组推进液压缸相互交替伸缩,使大型构件沿轨道向前连续同步推进.该技术具有设备体积小、自重轻、承载能力大、安全可靠性好、自动化程度高、操作方便灵活等优点.

　　2 控制系统设计原则

　　根据工程经验和施工要求,液压同步滑移控制系统设计需要满足以下条件:

　　(1)多种滑移运动方式和控制方式:满足不同负载平移的需要和实际操作的多样性.

　　(2)分散控制和集中管理:控制系统分解为多个能独立完成各自任务的子系统,主控制器负责协调多个子系统之间的相互关系,以适应大型项目的工程需要,强化系统应用灵活性和减少设备的复杂性.

　　(3)智能控制:采用人工智能理论实现自动控制.

　　(4)人机交互:在人机界面上实时动态地显示整个系统的运行状态,通过鼠标和键盘操作发出控制指令,实现软操作.

　　(5)远距离无障碍数据通信:采用无线通信解决有线通信的不足并能适应复杂的施工环境.

　　3 同步滑移控制系统设计

　　3.1 控制系统组成

　　根据集中管理和分散控制的设计原则,控制系统由主控制器、就地控制器、传感器和通信部分构成,实现多CPU的分级控制.控制系统的组成示意图如图1所示.

　　主控制器由工控机和一对无线串行调制解调器(Data-Linc Group公司工业级产品SRM6100)组成,软件部分由组态软件(组态王6.02版)和Visual Basic程序(以下简称VB程序)组成,组态软件与VB程序以DDE(Dynamic Data Exchange)协议动态交换数据,VB程序再通过工控机的两个串口与一对无线串行调制解调器通信.

　　就地控制器以MSP430单片机为核心,主要实现开关量、模拟量和脉冲量的输入输出,通过双限幅PID控制算法,调节电液比例阀的开度,控制液压缸的运动速度.就地控制器由一对与主控制器匹配的无线串行调制解调器接发数据,从而实现对执行机构的控制和参数反馈.