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        基于電動(dòng)叉車的電液比例控制技術(shù)實(shí)踐分析

        2014-01-14 08:37:28何澤隋明利
        關(guān)鍵詞:電動(dòng)叉車控制技術(shù)

        何澤+隋明利

        摘要:隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,在很多工作場(chǎng)所都開(kāi)始廣泛應(yīng)用叉車,比如鐵路、港口、機(jī)場(chǎng)和倉(cāng)庫(kù)等。通過(guò)實(shí)踐研究表明,采用叉車來(lái)裝卸貨物以及短途搬運(yùn)等,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度可以得到有效的減輕,物流機(jī)械化作業(yè)得到了實(shí)現(xiàn),但是傳統(tǒng)的叉車工作裝置控制系統(tǒng)存在著很大的局限性。文章分析了基于電動(dòng)叉車的電液比例控制技術(shù)實(shí)踐。

        關(guān)鍵詞:電動(dòng)叉車;電液比例;控制技術(shù)

        中圖分類號(hào):TH242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)01-0036-02

        本文結(jié)合以往工程車輛工作裝置的控制系統(tǒng),改進(jìn)和創(chuàng)新了我國(guó)現(xiàn)有叉車工作裝置控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)出來(lái)了一套電液比例控制系統(tǒng),這樣既可以提高工作效率,又可以提高作業(yè)的智能化水平。

        1 叉車概述

        叉車作為一種重要的運(yùn)輸工具,可以有效地對(duì)物料進(jìn)行運(yùn)輸和搬運(yùn),通過(guò)應(yīng)用叉車,人們的勞動(dòng)強(qiáng)度得到了很大程度的降低。叉車的車身是由車輛底盤來(lái)承擔(dān)的,并且將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力給傳遞出去,這樣叉車可以正常行駛。通過(guò)液壓系統(tǒng)叉車可以完成工作,液壓系統(tǒng)包括很多個(gè)組成部分,比如油箱、限速閥、液壓缸等,它的能量是通過(guò)工作油液來(lái)傳遞的,對(duì)叉車門架的升降以及前后傾斜進(jìn)行控制。

        2 電液比例控制技術(shù)分析

        在電液比例控制技術(shù)中,液壓輸出信號(hào)是通過(guò)模擬式或數(shù)字式輸入電信號(hào)來(lái)控制和調(diào)節(jié)的,這樣隨著信號(hào)的變化,就可以改變輸出液壓油的流量或壓力,這種變化是有著一定比例的,從而快速準(zhǔn)確以及穩(wěn)定地控制運(yùn)動(dòng)。電液比例控制技術(shù)具有一系列的優(yōu)勢(shì),具體包括這些方面:一是操作不復(fù)雜,有著較高的自動(dòng)化程度,編程控制比較容易實(shí)現(xiàn)。二是有著特別簡(jiǎn)單的控制原理和較高的控制精度,不需要使用較多的元件,有著較強(qiáng)的抗污染能力。三是工作平穩(wěn),不需要太高的制造成本和維修成本。

        電液比例控制系統(tǒng)并沒(méi)有特別復(fù)雜的組成部分,主要包括指令元件、液壓放大、電液比例閥、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及比較放大器等組成部分。其中,元液比例閥是電液比例控制系統(tǒng)的關(guān)鍵控制元件,它結(jié)合了一般的液壓閥,將閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用比例電磁鐵來(lái)代替,這個(gè)比例電磁鐵由比例放大器來(lái)控制,從而有效地控制液壓閥,保證能夠連續(xù)成比例地控制液壓閥輸出壓力或者流量,最終調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的工作壓力、流量或者方向等等。因?yàn)殡娨罕壤y在控制精度以及穩(wěn)定性方面都比較的優(yōu)良,那么一般的控制閥就需要發(fā)展為電液比例閥。比較放大器的作用就是綜合、比較以及處理放大輸入的電壓指令信號(hào),然后將其轉(zhuǎn)換為電流控制信號(hào),在電液比例閥比例電磁鐵上輸入,這樣就會(huì)有相應(yīng)的電磁力在比例電磁鐵上產(chǎn)生,繼而移動(dòng)閥芯。電流和輸出的電磁力呈正比的關(guān)系,并且會(huì)直接作用于閥芯產(chǎn)生的位移,這樣就會(huì)有相應(yīng)的液壓油流量或者壓力產(chǎn)生于液壓閥上。通過(guò)改變輸入的電信號(hào),來(lái)對(duì)執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)方向和速度等進(jìn)行控制,這樣就可以達(dá)到相應(yīng)要求。

        3 叉車新控制系統(tǒng)的組成以及工作原理

        針對(duì)原來(lái)叉車控制系統(tǒng)的不足,本文將電液比例技術(shù)應(yīng)用了進(jìn)來(lái),形成了全新的叉車控制系統(tǒng)。通常情況下,可以將該控制系統(tǒng)分為兩個(gè)組成部分,分別是電子控制系統(tǒng)部分和液壓控制系統(tǒng)部分。

        在本組研究中,叉車工作控制系統(tǒng)的駕駛員要想完成作業(yè)控制要求,需要的控制手柄只有一個(gè)即可,將操作手柄向四個(gè)方向進(jìn)行搬動(dòng),就可以完成前仰后合提升以及下降等所需動(dòng)作,在對(duì)手柄進(jìn)行搬動(dòng)時(shí),手柄下方的位置傳感器會(huì)在檢測(cè)到的同時(shí),將相應(yīng)的控制信號(hào)生成,在計(jì)算機(jī)控制模塊中輸入,同時(shí),門架位置所檢測(cè)到的實(shí)際位置信號(hào)也會(huì)被計(jì)算機(jī)控制模塊所接收到,分析、處理并且放大這些信號(hào),然后對(duì)各個(gè)PWM液壓閥的電磁i型安全進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng),對(duì)電壓比例閥進(jìn)行有效控制,從而讓叉車順利完成各種任務(wù)。

        其中,在這個(gè)液壓系統(tǒng)中,電壓比例閥是核心和關(guān)鍵,它對(duì)主油路換向閥閥芯的位移起到控制作用,并且對(duì)工作液壓流量進(jìn)行控制,進(jìn)而對(duì)各項(xiàng)工作內(nèi)容進(jìn)行控制。在電氣控制系統(tǒng)中,核心則是計(jì)算機(jī)控制模塊,它的主要功能有:對(duì)操作手柄輸入的PWM控制信號(hào)以及門架位置傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行接收,然后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行綜合變換和處理,對(duì)電液比例閥的工作進(jìn)行控制,從而達(dá)到主油路上液壓系統(tǒng)工作得到控制的目的。

        液壓系統(tǒng)的工作原理:我們用液控?fù)Q向閥替代了原來(lái)的2個(gè)手動(dòng)換向閥,液控?fù)Q向閥是由先導(dǎo)閥組控制的,一共由4個(gè)PWM比例減壓閥組成。叉車的門架作業(yè)動(dòng)作則由1個(gè)控制手柄來(lái)完成,以前則是采用2個(gè)操作手柄來(lái)完成,并且將信號(hào)發(fā)生器加裝在了手柄下方,與手柄偏轉(zhuǎn)角度呈正比關(guān)系,然后又改裝設(shè)計(jì)了主油路多路換向閥所共同組成的液壓系統(tǒng)。叉車在作業(yè)過(guò)程中,有很多的部分都會(huì)共同運(yùn)動(dòng)。用一對(duì)液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)門架的前后傾和升降,它們?cè)趽Q向控制兩個(gè)液控?fù)Q向閥的時(shí)候,共用的是一套先導(dǎo)電液比例閥組。但是也存在著不同,在貨物下降過(guò)程中,液壓缸高位端接油箱供油,借助于自身重力作用貨物就會(huì)下降,為了保證貨物能夠以穩(wěn)定的速度下降,還將限速閥設(shè)置于油路上。

        電氣控制系統(tǒng)的工作原理:在整個(gè)電液比例控制系統(tǒng)中,前面所講的液壓系統(tǒng)其實(shí)發(fā)揮的是骨骼、肌肉的作用,要想順利完成相關(guān)任務(wù),當(dāng)然離不開(kāi)神經(jīng)系統(tǒng),也就是我們要講到的電信號(hào)控制系統(tǒng)。我們都知道,門架的運(yùn)動(dòng)是叉車工作裝置的主要?jiǎng)幼?,也就是門架向4個(gè)方向來(lái)運(yùn)動(dòng),那么電氣系統(tǒng)就是結(jié)合這些作業(yè)功能的具體要求,采集、處理以及運(yùn)算這些控制電信號(hào),然后在先導(dǎo)控制元件上加載。通過(guò)一套控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)的正常工作,而在這套控制電路中,核心元件就是計(jì)算機(jī)控制模塊,控制電路的中心工作就是正確控制先導(dǎo)比例閥。將計(jì)算機(jī)控制模塊作為叉車工作裝置電控系統(tǒng)的硬件,軟件的控制是由成熟的PID控制算法實(shí)現(xiàn)的。產(chǎn)生過(guò)手柄控制指令之后,還要疊加比較這些信號(hào),并且經(jīng)過(guò)必要的放大處理,才可以在比例閥控制線圈上加載。

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知,叉車目前已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用,將其應(yīng)用到生產(chǎn)工作當(dāng)中,可以有效提高工作效率,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但是,通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),電動(dòng)叉車傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在運(yùn)行當(dāng)中存在著諸多問(wèn)題。針對(duì)這種情況,本文在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),將電液比例控制技術(shù)應(yīng)用了進(jìn)來(lái),希望有所幫助。

        參考文獻(xiàn)

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