高度可调铁塔用液压同步提升控制系统设计

　　前言

　　在煤炭资源丰富区，由于长期的开采，导致地基下沉，使得铁塔下沉，在综合考虑经济和电力传输安全的情况下，采用对铁塔进行原地提升的方法。由于铁塔的结构特点，要求在提升的过程中，液压系统要保持同步控制。本文给出了一种基于PLC闭环控制的液压提升系统，该系统以液压缸位置信号作为反馈控制信号，通过该信号控制电液比例阀来实现四缸同步。与传统的提升方式相比，此回路能够实现对铁塔的自动提升，并具有较高的同步精度。

　　1 液压提升系统简介

　　本文以ZM1 10高度可调铁塔为提升对象，分别采用4个液压缸顶升铁塔4个主材。液压缸的最大行程为1 m，根据地基塌陷的程度不同，采用分段提升的方式可提升任意高度。液压缸的底部固定在一个十字支撑架上，该十字支撑架置于在塔腿横隔上，活塞杆顶端有一平盘支撑在可调节段的十字支撑架上。液压提升系统如图1所示。

　　图1 铁塔液压提升系统

　　2 液压系统回路分析

　　提升系统只需要保持单向同步，因此系统采用4个单作用液压缸作为提升缸。选择其中一个液压缸为主令缸，其余为从令缸 J。其液压提升回路如图2所示，主令缸配有一个电磁换向阀2用以卸载，每个从令缸配有两个电磁换向阀1、2用以补油和卸载。此外，在每个活塞杆的顶部装有光电式传感器(图中未画出)，用以检测4个缸的位移情况。

　　1、2、5．电磁换向阀3．单向阀4．分流阀6．过滤器

　　7．液压源8．蓄能器

　　图2 液压系统原理图

　　系统的工作原理：当电机供电，液压油液经过分流阀4向4个液压缸供油，以主令缸位移为参考，当4个缸不同步且位移偏差达到给定极限时，哪个从令缸位移小，其旁边的电磁换向阀1就通电，使其补油旁路导通，增加该缸的供油量从而提高其提升速度；哪个液压缸位移大，其旁边的电磁换向阀2便得电卸载，直到与主令缸的位移偏差到达允许的极限范围内。当主令缸活塞达到极限位置或达到既定高度时，停止运动，系统卸载。此外，在每个液压缸旁都设置了截止阀，通过手动调节可以实现对提升速度的控制。

　　3 液压同步提升系统的PLC控制

　　在检测液压缸是否同步的装置中，选用了光电式传感器，它由激光发射器和激光接收器两部分组成。在主令缸活塞杆上装有3个激光发射器，每个从令缸活塞杆上各装有1个激光接收器。当控制系统启动后，首先进行检测定位，此时，激光发射器电路启动，发出一束激光，照射到激光接收器上，如果正好达到激光接收器的初始位置，这表明定位已完成，否则需要调节相应的激光接收器。激光接收器有一个特制的激光接收装置，通过它可以判断液压缸是否同步，然后把信号输入到PLC中，经PLC内部处理后驱动输出模块，来控制液压泵和各个电磁铁运行，并通过现场的各种传感器实现信号的采集来获得提升系统的实时运行状态信息，并对出现的情况自动做出相应的处理。控制电磁阀，达到调节同步的目的。