CN113757197B - 一种泵站的恒压控制方法 - Google Patents

一种泵站的恒压控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113757197B
CN113757197B CN202110829868.2A CN202110829868A CN113757197B CN 113757197 B CN113757197 B CN 113757197B CN 202110829868 A CN202110829868 A CN 202110829868A CN 113757197 B CN113757197 B CN 113757197B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
pump station
hydraulic
throttle valve
proportional throttle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110829868.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113757197A (zh
Inventor
王峰
陈金成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202110829868.2A priority Critical patent/CN113757197B/zh
Publication of CN113757197A publication Critical patent/CN113757197A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113757197B publication Critical patent/CN113757197B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/05—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种泵站的恒压控制方法。在现有的液压支架泵站基础上，在泵站旁路设定一个比例节流阀或一个变量液压马达，通过调节比例节流阀开度或变量液压马达排量，实现泵站的恒压控制。本发明方法可有效地降低系统的液压冲击，提高液压支架的速度和位置控制性能。

Description

一种泵站的恒压控制方法
技术领域
本发明涉及了一种泵站控制方法，尤其是涉及了一种泵站的恒压控制方法，尤其适用于煤炭开采中使用的多泵联动的液压系统。
背景技术
泵站是为综采工作面的液压支架供液的动力源。综采工作面的液压支架所需的流量大，因此传统的液压支架泵站中常采用多泵联动控制为系统供液。液压泵根据系统所需的压力，依次加载或卸荷：当压力低于所需的压力时，加载下一个液压泵，增加供液流量；当压力高于所需的压力时，卸载一个正在运行的液压泵，降低供液流量。泵站的出口压力在一定范围内波动，压力波动经长距离供液或者多个液压泵组依次打开后使液压支架控制阀入口产生较大的压力波动，影响液压支架的速度和位置控制性能。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种泵站的恒压控制方法，解决了泵站中的液压泵组依次打开造成压力波动供液后使液压支架控制阀入口产生较大的压力波动进而影响液压支架的速度和位置控制性能的问题。
本发明采用的技术方案是：
在泵站的出口和油箱之间并联一个比例节流阀或一个变量液压马达，比例节流阀或变量液压马达一端与泵站的出口管路连接，一端与油箱连接；且在泵站的出口管路设有压力传感器，压力传感器用于检测泵站的出口管路的压力，反馈给控制器，控制器输出比例节流阀开度控制信号或变量液压马达排量信号实现比例节流阀或变量液压马达的控制。
所述的泵站为输出液压动力源的液压器件或者设备。
所述的液压支架为一种液压执行器。
所述的电液阀组用于控制液压支架，所述的电液阀组包含有用于控制液压支架流入流量的阀门。
所述的泵站中包含有并联的多个液压泵组，多个液压泵组依次加载和卸荷。
在泵站的出口连接到电液阀组的入口端，电液阀组的出口端输出到液压支架。
本发明的恒压控制方法，恒压控制是由一个压力闭环控制实现。
根据液压支架的位置和速度需求，获得泵站的出口的期望压力；通过在泵站的出口管道设置的压力传感器检测当前管道压力，期望压力与当前管道压力对比获得压差，压差输入到PID控制器，通过PID控制器将压差转化为比例节流阀的开度控制信号或变量液压马达的排量控制信号，用开度控制信号/排量控制信号调节比例节流阀的开度或变量液压马达的排量进而改变流过比例节流阀或变量液压马达的流量，使得泵站的出口处的油压始终保持恒压，最终实现泵站的出口的恒压控制。
所述的液压支架为煤炭开采液压系统中的液压执行器。
在每次一个液压泵组加载或卸荷时候，通过的压力传感器10检测压力反馈到比例节流阀开度或变量液压马达快速反应调节，使得泵站出口管道的油压始终保持恒压。
本发明的有益效果是：
本发明在现有的液压支架泵站基础上，在泵站旁路设定一个比例节流阀或一个变量液压马达，通过调节比例节流阀开度或变量液压马达排量，实现泵站的恒压控制。方法可有效地降低系统的液压冲击，提高液压执行器的速度和位置控制性能。
本发明方法控制下可维持系统压力的稳定，减小压力冲击，提高泵站的可靠性和寿命，提高液压支架的速度和位置控制性能。
附图说明
图1为本发明的一种恒压泵站示意图。
图2为本发明的恒压控制方法原理图。
图3为本发明的一种实施例。
图4为本发明的实施例的控制方法原理图。
图5为本发明的另一种实施例。
图6为本发明的另一种实施例的控制方法原理图。
图中：1-电机，2-第一液压泵，3-过滤器，4-第一溢流阀，5-第二液压泵，6-第二溢流阀，7-第三液压泵，8-第三溢流阀,9-油箱，10-压力传感器，11-比例节流阀/变量液压马达，12-电液阀组，13-液压支架，14-比例节流阀，15-变量液压马达。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，在泵站的出口连接到电液阀组12的入口端，电液阀组12的出口端输出到液压支架13，液压支架13中油缸的排油端接回油箱。在泵站的出口和油箱之间设置一个比例节流阀或一个变量液压马达，比例节流阀或变量液压马达11一端与泵站的出口管路连接，一端与油箱连接；且在泵站的出口管路设有压力传感器10，压力传感器10用于检测泵站的出口管路的压力，反馈给控制器，控制器输出比例节流阀开度控制信号或变量液压马达排量信号实现比例节流阀或变量液压马达的控制。
泵站中包含有并联的多个液压泵组，多个液压泵组的输入端均连接到油箱，输出端连接到一起，多个液压泵组依次加载和卸荷。
如图2所示，根据液压支架的位置和速度需求，获得泵站的出口的期望压力；通过在泵站的出口管道设置的压力传感器检测当前管道压力，期望压力与当前管道压力对比获得压差，压差输入到PID控制器，通过PID控制器将压差转化为比例节流阀的开度控制信号或变量液压马达的排量控制信号，用开度控制信号/排量控制信号调节比例节流阀的开度或变量液压马达的排量进而改变流过比例节流阀或变量液压马达的流量，使得泵站的出口处的油压始终保持恒压，最终实现泵站的出口的恒压控制。泵站液压泵组依次加载和卸荷过程中，会产生压力突变，通过控制比例节流阀的开度或变量液压马达的排量可以使管道缓慢上升或者缓慢下降，减小压力冲击。
液压支架13具体为煤炭开采液压系统中的液压执行器。
在每次一个液压泵组加载或卸荷时候，通过的压力传感器10检测压力反馈到比例节流阀开度或变量液压马达快速反应调节，使得泵站出口管道的油压始终保持恒压。
本发明的恒压控制方法，如图2所示，其控制原理和过程如下：
具体实施的泵站中包含有并联的多个液压泵组，每个液压泵组均设有电机、液压泵、过滤器和溢流阀；电机的输出轴和液压泵的输入轴连接，液压泵的进油端经过滤器和油箱9连通，液压泵的输出端经溢流阀和油箱9连通。例如第一个液压泵组的第一电机1带动第一液压泵2转动将油液从油箱9经过滤器3泵出。
具体实施设置三个液压泵组，根据所需的泵站出口压力，多个液压泵组依次加载或卸荷。
第一个液压泵组的第一液压泵2、第二个液压泵组的第二液压泵5、第三个液压泵组的第三液压泵7依次加载或卸荷，第一液压泵2、第二液压泵5、第三液压泵7的加载或卸荷分别由第一溢流阀4、第二溢流阀6、第三溢流阀8控制。如当泵站出口期望压力小于P1，P1表示预设的第一溢流阀4的溢流压力，此时第一液压泵2加载，第二液压泵5和第三液压泵7卸载；当泵站出口期望压力大于P1小于P2时，P2表示预设的第二溢流阀6的溢流压力，第一液压泵2、第二液压泵5加载，第三液压泵7卸载。
在每次一个液压泵组加载或卸荷时候，泵站出口的压力会突变波动，导致输入到电液阀组12的油压不稳定，严重影响液压支架13的速度和位置控制。
而通过本发明在每次一个液压泵组加载或卸荷时候，通过泵站出口管道的压力传感器10检测当前管道压力，进而反馈到比例节流阀或变量液压马达11快速反应，调节排量进而调节流量，增大流量或者减小流量，使得泵站出口管道的油压始终保持恒压，或者缓慢上升或者缓慢下降。
管道的压力变化可由下式表示：
Figure BDA0003175119640000041
其中B为油液体积模量，
Figure BDA0003175119640000042
为压力变化量，q1为管道输入端流量，q2管道输出端即电磁阀组输入端流量。q3为减小比例节流开度或变量液压马达排量的输出流量，V为管道的体积，表示为：
V＝πr2L
其中r为管道半径。
具体实施例如，假设第一溢流阀4，第二溢流阀6，第三溢流阀8的预设压力分别为15，10，5Mpa。当电磁阀组输入端流量变大时，压力传感器10检测到当前管道压力，假设为9Mpa时，而期望压力为11Mpa，第一溢流阀4和第二溢流阀6一直处于非溢流状态，第三溢流阀8从溢流状态切换为非溢流状态，压差信号
Figure BDA0003175119640000043
输给PID控制器，PID控制器输出控制信号，增大比例节流开度或变量液压马达排量以增大比例节流开度或变量液压马达的输出流量，从而使压力不断增大直至维持在11Mpa。
当电磁阀组输入端流量变小时，压力传感器10检测到当前管道压力，假设为11Mpa时，而期望压力为9Mpa，第一溢流阀4和第二溢流阀6一直处于非溢流状态，第三溢流阀8从非溢流状态切换为溢流状态。PID控制器输出控制信号，减小比例节流开度或变量液压马达排量以减小比例节流开度或变量液压马达的输出流量，从而使压力减小直至维持在9Mpa。
图3和图4为本发明的一个实施例。泵站出口并联一个比例节流阀14，PID控制器将期望压力和当前管道压力的压差转化为比例节流阀开度，调节通过比例节流阀的流量，实现压力的恒压控制。
图5和图6为本发明的另一个实施例。泵站出口并联一个变量液压马达15，PID控制器将期望压力和当前管道压力的压差转化为变量液压马达排量，调节通过变量液压马达的流量，实现压力的恒压控制。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，所述实施例仅为本发明的一种实施例，而不是全部的实施例。在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种泵站的恒压控制方法，其特征在于：在泵站的出口和油箱之间并联一个比例节流阀或一个变量液压马达，比例节流阀或变量液压马达(11)一端与泵站的出口管路连接，一端与油箱连接；且在泵站的出口管路设有压力传感器(10)，压力传感器(10)用于检测泵站的出口管路的压力，反馈给控制器，控制器输出比例节流阀开度控制信号或变量液压马达排量信号实现比例节流阀或变量液压马达的控制；
所述的泵站中包含有并联的多个液压泵组，多个液压泵组依次加载和卸荷；
根据液压支架的位置和速度需求，获得泵站的出口的期望压力；通过在泵站的出口管道设置的压力传感器检测当前管道压力，期望压力与当前管道压力对比获得压差，压差输入到控制器，通过控制器将压差转化为比例节流阀的开度控制信号或变量液压马达的排量控制信号，用开度控制信号/排量控制信号调节比例节流阀的开度或变量液压马达的排量进而改变流过比例节流阀或变量液压马达的流量，使得泵站的出口处的油压始终保持恒压，最终实现泵站的出口的恒压控制。
2.根据权利要求1所述的一种泵站的恒压控制方法，其特征在于：
在泵站的出口端连接到电液阀组(12)的入口端，电液阀组(12)的出口端输出到液压支架(13)。
3.根据权利要求1所述的一种泵站的恒压控制方法，其特征在于：
所述的液压支架(13)为煤炭开采液压系统中的液压执行器。
4.根据权利要求1所述的一种泵站的恒压控制方法，其特征在于：
在每次一个液压泵组加载或卸荷时候，通过的压力传感器(10)检测压力反馈到比例节流阀开度或变量液压马达快速反应调节，使得泵站出口管道的油压始终保持恒压。
CN202110829868.2A 2021-07-22 2021-07-22 一种泵站的恒压控制方法 Active CN113757197B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110829868.2A CN113757197B (zh) 2021-07-22 2021-07-22 一种泵站的恒压控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110829868.2A CN113757197B (zh) 2021-07-22 2021-07-22 一种泵站的恒压控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113757197A CN113757197A (zh) 2021-12-07
CN113757197B true CN113757197B (zh) 2023-02-14

Family

ID=78787835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110829868.2A Active CN113757197B (zh) 2021-07-22 2021-07-22 一种泵站的恒压控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113757197B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114720087A (zh) * 2022-03-22 2022-07-08 山东核电设备制造有限公司 一种核电用高压节流装置实流测试装置及测试方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0990802A2 (de) * 1998-09-30 2000-04-05 Robert Bosch Gmbh Elektrohydraulische Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung eines hydraulischen Hubzylinders
CN102720710A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 中联重科股份有限公司 液压系统、液压系统的控制方法和工程机械
CN105157974A (zh) * 2015-09-10 2015-12-16 福州大学 基于LabVIEW的高压大流量插装阀测试系统及实现方法
CN106768903A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 郭洪 一种液压支架用阀试验台
CN110307193A (zh) * 2019-07-09 2019-10-08 中国矿业大学 一种大流量阀-泵联合控制乳化液泵站及其控制方法
CN110529463A (zh) * 2019-07-24 2019-12-03 徐州工程学院 一种柔性液压节流调速回路实验系统
CN110836202A (zh) * 2019-12-05 2020-02-25 浙江大学 液压源负载自适应系统及其自适应控制方法
CN111458067A (zh) * 2020-04-27 2020-07-28 太原矿机电气股份有限公司 一种单轨吊用移动检测装置及检测方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0990802A2 (de) * 1998-09-30 2000-04-05 Robert Bosch Gmbh Elektrohydraulische Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung eines hydraulischen Hubzylinders
CN102720710A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 中联重科股份有限公司 液压系统、液压系统的控制方法和工程机械
CN105157974A (zh) * 2015-09-10 2015-12-16 福州大学 基于LabVIEW的高压大流量插装阀测试系统及实现方法
CN106768903A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 郭洪 一种液压支架用阀试验台
CN110307193A (zh) * 2019-07-09 2019-10-08 中国矿业大学 一种大流量阀-泵联合控制乳化液泵站及其控制方法
CN110529463A (zh) * 2019-07-24 2019-12-03 徐州工程学院 一种柔性液压节流调速回路实验系统
CN110836202A (zh) * 2019-12-05 2020-02-25 浙江大学 液压源负载自适应系统及其自适应控制方法
CN111458067A (zh) * 2020-04-27 2020-07-28 太原矿机电气股份有限公司 一种单轨吊用移动检测装置及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113757197A (zh) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101594977B (zh) 电动液压控制装置
CN106068389B (zh) 用于负载感应泵的电子转矩及压力控制
CN113090600B (zh) 可变压差多模式负载敏感液压控制系统及方法及工程机械
CN113757197B (zh) 一种泵站的恒压控制方法
CN106762926B (zh) 可调压和卸荷的电液控制机构
CN108980208B (zh) 一种超高精度压力控制装置
CN101660519B (zh) 电反馈电液比例压力流量复合控制方法及变量泵
CN107131159B (zh) 重力载荷下电动静液作动系统
CN106640798B (zh) 可调压和卸荷的电液控制机构
JP2022516145A (ja) 可変容量形油圧ポンプセット及びショベル
CN210715336U (zh) 一种软启动静液压驱动系统
CN108691768A (zh) 用于控制旋转式螺杆压缩机的方法
CN105156376A (zh) 闭式液压伺服加载系统、液压装置以及加载设备
CN104832630A (zh) 可变排量变速器泵和具有自适应控制的控制器
CN111706563B (zh) 一种基于液压马达-发电机压力补偿器的三通调速阀
CN113236617B (zh) 一种液压主动悬挂流量控制系统
CN106640575B (zh) 电液控制机构
CN102635604A (zh) 静液压驱动系统
CN113757196B (zh) 一种长距离供液恒压控制方法
CN111706564A (zh) 一种基于容积变压差主动控制的二通调速阀
CN108466932B (zh) 底盘取力行车液压调速系统
CN110259633B (zh) 一种递进分布式海流能液压传动发电机组及其控制方法
CN208500151U (zh) 底盘取力行车液压调速系统
CN113738537B (zh) 适应发动机变推力工况的伺服机构液动机能源匹配方法
CN113898620B (zh) 一种大流量泵站的柔性加载和卸荷方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant