一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，包括設(shè)備本體，1個主動液壓缸，n個從動液壓缸，n+1個比例調(diào)節(jié)閥以及n+1個液控單向閥，所述主從液壓缸同步控制系統(tǒng)還包括三個控制程序，分別為具有固定位差的主動液壓缸同步控制程序、具有固定位差的從動液壓缸同步控制程序以及具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序；本發(fā)明的液壓缸同步控制方案不僅可以使多個液壓缸在相互間保持一定間距的情況下實現(xiàn)高精度的同步移動，而且還具有很強(qiáng)的魯棒性。這樣不僅大大地延長了液壓缸的使用壽命，同時也避免了停產(chǎn)更換內(nèi)泄液壓缸的故障發(fā)生。
【專利說明】一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液壓傳動控制制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在工業(yè)生產(chǎn)中常常應(yīng)用液壓傳動控制系統(tǒng)及其控制方法，有時需要采用兩個或兩個以上液壓缸在相互保持一定間距(即固定位差)的情況下同步驅(qū)動一個設(shè)備或多個獨(dú)立設(shè)備的進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。如某大H型鋼生產(chǎn)線萬能粗軋機(jī)組機(jī)架間的兩側(cè)軋件側(cè)導(dǎo)板均分別采用4個液壓缸進(jìn)行同步驅(qū)動，其液壓缸同步控制方式屬于電控方式，該控制方式要求每個液壓缸均具有位置傳感器(如磁致伸縮型位置傳感器等)，并且每個液壓缸分別由一個比例調(diào)節(jié)閥控制。為了同步控制，在一組液壓缸中選定一個液壓缸作為主動液壓缸，其余的液壓缸則作為從動液壓缸，不論是主動液壓缸，還是從動液壓缸，每個液壓缸均采用獨(dú)立的位置和速度雙閉環(huán)控制；各液壓缸的實際位置值由各個液壓缸的位置傳感器給出；對于主動液壓缸，其位置閉環(huán)中的位置調(diào)節(jié)器的輸出值為其速度閉環(huán)的速度給定值，而對于從動液壓缸，除了將其位置閉環(huán)中的位置調(diào)節(jié)器的輸出值作為其速度閉環(huán)的速度主給定值，還將主從液壓缸的實際速度偏差乘上一個固定系數(shù)后作為從動液壓缸速度閉環(huán)的速度附加給定值，兩者累加后作為從動液壓缸的速度總給定值。增加從動液壓缸的附加速度給定值，其目的是通過主從液壓缸的實際速度偏差動態(tài)修正從動液壓缸的移動速度，從而實現(xiàn)從動液壓缸能夠很好地跟隨其主動液壓缸，由此獲得主從液壓缸的動態(tài)同步移動。
[0003]然而，對于現(xiàn)有的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，在實際使用過程中，4個驅(qū)動液壓缸的靜動態(tài)同步始終存在諸多技術(shù)問題。
[0004]對于上述的電控方式的液壓缸同步控制，雖然，在從動液壓缸的速度閉環(huán)控制中增加了主從液壓缸的速度偏差修正，但是，這種液壓同步控制方式動態(tài)同步精度和魯棒性均不是很高，在實際使用中存在諸多問題:(1)當(dāng)從動液壓缸出現(xiàn)一定的內(nèi)泄時，該從動液壓缸將可能與主動液壓缸不同步；(2)當(dāng)從動液壓缸在移動過程中出現(xiàn)嚴(yán)重受阻時，該從動液壓缸將與主動液壓缸不同步；(3)在主從液壓缸快速移動的情況下，即在主從液壓缸的比例調(diào)節(jié)閥大開口度的情況下，從動液壓缸的主從速度偏差修正的效果有限，即從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的開口度已處于最大開口度，在這種情況下，一旦從動液壓缸滯后于主動液壓缸，從動液壓缸將無法加速跟隨其主動液壓缸，這樣，必然出現(xiàn)主從液壓缸的動態(tài)不同步；(4)考慮到液壓同步控制程序的執(zhí)行周期以及比例調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)時間，這種僅對從動液壓缸進(jìn)行主從液壓缸速度偏差修正，無法保證主從液壓缸的動態(tài)同步。
[0005]針對液壓缸的內(nèi)泄問題，在實際生產(chǎn)中，這是一個普遍存在的現(xiàn)象，對于單個液壓缸驅(qū)動的設(shè)備，液壓缸出現(xiàn)一定量的內(nèi)泄可能對設(shè)備的運(yùn)行和工藝控制不會產(chǎn)生太大的影響，然而，對于多個液壓缸同步驅(qū)動的設(shè)備，尤其是對大規(guī)格液壓缸同步驅(qū)動的大型設(shè)備，如果采用以往的液壓缸同步控制方案，一旦任何一個從動液壓缸出現(xiàn)一定量的內(nèi)泄，內(nèi)泄的液壓缸將無法與其它液壓缸同步移動，這樣就無法保證設(shè)備安全穩(wěn)定的移動，在這種情況下，只有停產(chǎn)更換內(nèi)泄的液壓缸，才能恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行。然而，對于一個大規(guī)格的液壓缸，在線更換通?？赡苄枰荛L的停產(chǎn)時間(如十幾個小時)，這樣必然給生產(chǎn)的穩(wěn)定順行帶來嚴(yán)重影響。另外，在某些特定環(huán)境下需要同步驅(qū)動的液壓缸在相互間保持固定位差的情況下同步運(yùn)行時，常規(guī)的液壓同步控制方案無法實現(xiàn)這一功能。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中的主從液壓缸液壓同步控制的精度對液壓系統(tǒng)的硬件完好性以及外部環(huán)境要求較高，一旦某個液壓元件的完好性變差(如某個液壓缸存在一定的內(nèi)泄等等)，或中間側(cè)導(dǎo)板一側(cè)因滑動導(dǎo)槽面上氧化鐵皮的堆積而出現(xiàn)滑動阻力變大時，原液壓同步控制程序?qū)o法保證液壓缸的動態(tài)同步精度，而當(dāng)液壓缸間的動態(tài)同步出現(xiàn)較大偏差時，中間側(cè)導(dǎo)板將出現(xiàn)嚴(yán)重歪斜，這時中間側(cè)導(dǎo)板框架將與滑動導(dǎo)槽的邊部發(fā)生嚴(yán)重干涉，由此導(dǎo)致中間側(cè)導(dǎo)板卡死液壓缸無法移動，這樣，原液壓同步控制程序不但無法保證液壓缸的動態(tài)同步精度，也無法保證液壓缸的靜態(tài)定位精度，即原液壓同步控制系統(tǒng)的魯棒性低。
[0007]對于現(xiàn)有的主從液壓缸液壓同步控制，當(dāng)中間側(cè)導(dǎo)板被軋件沖撞而發(fā)生彎曲變形時，在這種情況下，為了維持生產(chǎn)，工藝上希望中間側(cè)導(dǎo)板的同步驅(qū)動液壓缸能夠在相互錯位情況下同步移動，目的是使發(fā)生變形的中間側(cè)導(dǎo)板兩端仍能靠近其兩端的軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)以便扶持軋件咬入，然而現(xiàn)有的中間側(cè)導(dǎo)板主從液壓缸同步控制程序不具有這種功能。針對多個主從液壓缸在保持一定位差情況下的同步運(yùn)行，不但一些大H型鋼萬能粗軋機(jī)組中間側(cè)導(dǎo)板主從液壓缸同步控制方案沒有這個功能，其它設(shè)備的主從液壓缸同步控制幾乎也不具備此項功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有的主從液壓缸液壓同步控制系統(tǒng)的控制精度對液壓系統(tǒng)的硬件完好性以及外部環(huán)境要求較高，一旦某個液壓元件的完好性變差(如某個液壓缸存在一定的內(nèi)泄等等)，或中間側(cè)導(dǎo)板一側(cè)因滑動導(dǎo)槽面上氧化鐵皮的堆積而出現(xiàn)滑動阻力變大時，原液壓同步控制程序?qū)o法保證液壓缸的動態(tài)同步精度，而當(dāng)液壓缸間的動態(tài)同步出現(xiàn)較大偏差時，中間側(cè)導(dǎo)板將出現(xiàn)嚴(yán)重歪斜，這時中間側(cè)導(dǎo)板框架將與滑動導(dǎo)槽的邊部發(fā)生嚴(yán)重干涉，由此導(dǎo)致中間側(cè)導(dǎo)板卡死液壓缸無法移動，這樣，原液壓同步控制程序不但無法保證液壓缸的動態(tài)同步精度，也無法保證液壓缸的靜態(tài)定位精度，即原液壓同步控制系統(tǒng)的魯棒性低；當(dāng)中間側(cè)導(dǎo)板被軋件沖撞而發(fā)生彎曲變形時，在這種情況下，為了維持生產(chǎn)，工藝上希望中間側(cè)導(dǎo)板的同步驅(qū)動液壓缸能夠在相互錯位情況下同步移動，目的是使發(fā)生變形的中間側(cè)導(dǎo)板兩端仍能靠近其兩端的軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)以便扶持軋件咬入，然而現(xiàn)有的中間側(cè)導(dǎo)板主從液壓缸同步控制程序不具有這種調(diào)節(jié)功能，本發(fā)明為了克服中間側(cè)導(dǎo)板主從液壓缸同步控制所存在的問題，而提供了一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)及其控制方案。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過長期的研究和實踐，發(fā)明了一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方案，該液壓缸同步控制方案不僅可以使多個液壓缸在相互間保持一定間距的情況下實現(xiàn)高精度的同步移動，而且還具有很強(qiáng)的魯棒性，即在液壓缸出現(xiàn)一定量的內(nèi)泄以及比例調(diào)節(jié)閥響應(yīng)特性不一致的情況下，仍可實現(xiàn)液壓缸高精度的同步移動。這樣不僅大大地延長了液壓缸的使用壽命，同時也避免了停產(chǎn)更換內(nèi)泄液壓缸的故障發(fā)生。
[0010]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是，一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，包括設(shè)備本體，I個主動液壓缸，η個從動液壓缸，η+1個比例調(diào)節(jié)閥以及η+1個液控單向閥，所述主從液壓缸同步控制系統(tǒng)還包括三個控制程序，分別為具有固定位差的主動液壓缸同步控制程序、具有固定位差的從動液壓缸同步控制程序以及具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序；所述主動液壓缸和所有從動液壓缸與設(shè)備本體連接并對其進(jìn)行同步驅(qū)動，所述主動液壓缸和所有從動液壓缸各連接有一個比例調(diào)節(jié)閥，并由比例調(diào)節(jié)閥控制，所述每個液控單向閥安裝在各比例調(diào)節(jié)閥后兩個管線上。
[0011]所述η大于等于I，且η為整數(shù)；所述η為從動液壓缸的個數(shù)，所述主動液壓缸和所有從動液壓缸的前進(jìn)或后退的方向一致；為了保證主從液壓缸在微動時仍然具有較快的響應(yīng)，在主從液壓缸的同步控制程序中分別設(shè)置了比例調(diào)節(jié)閥正反向最小控制電壓UMFmin與UMBfflin和Usnpmin與Usnfimin的控制單元，UMFmin和Usffimin分別為主動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓；USnFmin和Usnfimin分別為第η個從動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓；。
[0012]所述主動液壓缸和所有從動液壓缸均設(shè)有活塞位置檢測編碼器，所述活塞位置檢測編碼器用于檢測液壓缸活塞的位置；所述所述液控單向閥設(shè)置在各液壓缸與比例調(diào)節(jié)閥之間的管線上。
[0013]一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，控制方法如下:設(shè)定三個控制程序，分別為具有固定位差的主動液壓缸同步控制程序、具有固定位差的從動液壓缸同步控制程序以及具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序:
[0014]第一步，控制檢測主動液壓缸的位置實際值和各個從動液壓缸的位置實際值；
[0015]第二步，控制判斷與主動液壓缸在同一方向移動且落后于主動液壓缸位置最大距尚的從動液壓缸；
[0016]第三步，控制檢測主動液壓缸與在同一方向移動且落后于主動液壓缸位置最大距離的從動液壓缸間的位置差值；
[0017]第四步,米用主動液壓缸與在同一方向移動且落后于主動液壓缸位置最多的從動液壓缸間的位置差值來修正主動液壓缸的移動速度，以縮小主動液壓缸與移動最慢的從動液壓缸間的動態(tài)位置差。
[0018]設(shè)主從液壓缸的靜態(tài)定位精度要求小于±0.5mm ;設(shè)主從液壓缸的動態(tài)同步控制精度小于或等于土 1_ ;設(shè)主從液壓缸活塞桿完全縮回(即后退)時位置值為0_，液壓缸活塞桿伸出(即前進(jìn))時的位置值為正值；為了確保主動液壓缸與各從動液壓缸的動態(tài)同步控制精度始終維持在設(shè)定的范圍內(nèi)，
[0019]5-1，在主從液壓缸同步前進(jìn)移動時，選擇主動液壓缸與各從動液壓缸的位置差值中的最大值(Λ SMSmax)來控制主動液壓缸的前進(jìn)使能，即將Λ SMSmax小于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(+Imm)作為主動液壓缸前進(jìn)使能控制信號(Aemf)釋放的條件之一；
[0020]5-2，在主從液壓缸后退移動時，則選擇主動液壓缸與各從動液壓缸的位置差值中的最小值(Λ SMSmin)來控制主動液壓缸的后退使能，即將Λ SBmin大于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(-1mm)作為主動液壓缸后退使能信號(Aemb)釋放的條件之一。
[0021]對于各從動液壓缸的同步控制，則使用各從動液壓缸與主動液壓缸間的實際位置差值來修正各從動液壓缸的移動速度，以縮小各從動液壓缸與主動液壓缸間的動態(tài)位置差；為了確保各從動液壓缸與主動液壓缸的動態(tài)同步控制精度始終維持在設(shè)定的范圍內(nèi)，
[0022]6-1，在主從液壓缸同步前進(jìn)移動時，選擇各從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值(Δ SSnM)來控制各從動液壓缸的前進(jìn)使能，即將△ Sshm小于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(+Imm)作為該從動液壓缸前進(jìn)使能控制信號(AESnF)釋放的條件之一；
[0023]6-2,在主從液壓缸同步后退移動時,仍然選擇各從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值(Λ Sshm)來控制各從動液壓缸的后退使能，即將Λ Sshm大于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(-1mm)作為該從動液壓缸后退使能控制信號(Aeshb)釋放的條件之一。
[0024]對于主動液壓缸和從動液壓缸的單動控制如下:
[0025]7-1，對于主動液壓缸的單動控制，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Λ sM大于0.5mm或小于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5_，大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)、主從液壓缸的運(yùn)動模式為單動(SP主從液壓缸單動模式選擇信號Iddm為‘I’態(tài))，并且主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，這樣與主動液壓缸單動控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行單動移動；上述任何一個條件若得不到滿足，主動液壓缸的單動將被封鎖；
[0026]7-2，對于從動液壓缸的單動控制，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCn12)判定出第η個從動液壓缸的給定位置與其實際位置的偏差值Λ sSn大于0.5mm或小于-0.5mm (即第η個從動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm,大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)、主從液壓缸的運(yùn)動模式為單動(即主從液壓缸單動模式選擇信號Iddm為‘I’態(tài))，并且主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，這樣與此第η個從動液壓缸單動控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放`，該從動液壓缸進(jìn)行單動移動；上述任何一個條件若得不到滿足，該從動液壓缸的單動將被封鎖。
[0027]對于主動液壓缸前進(jìn)移動和后退移動的同步控制:
[0028]對于主動液壓缸前進(jìn)移動的同步控制，當(dāng)主動液壓缸的綜合位置給定值()
大于主動液壓缸的實際位置值時，同步控制程序中的數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+8)的QU端口為‘I’態(tài)，數(shù)字開關(guān)選擇單元(GCMYTC3n+9)的輸出為Λ SMSmax ;這樣，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Asm大于0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm，大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，并且數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+16)判定出ASMSmax小于Imm (即主動液壓缸實際位置與前進(jìn)移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，主動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號Aemf為‘I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm為‘I’態(tài)時，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行同步前進(jìn)移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Λ sM小于或等于0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+16)判定出Λ SMSmax大于或等于Imm (即主動液壓缸實際位置與前進(jìn)移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，主動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號Aemf為‘O’態(tài)，這樣，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被封鎖，主動液壓缸將停止前進(jìn)移動；[0029]對于主動液壓缸后退移動的同步控制，當(dāng)主動液壓缸的綜合位置給定值)小
于或等于主動液壓缸的實際位置值時，同步控制程序中的數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+8)的QU端口為‘0’態(tài)，數(shù)字開關(guān)選擇單元(GCMYTC3n+9)的輸出為Λ SMSmin ;這樣，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+15)判定出Λ sM小于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm，大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，并且數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+17)判定出Λ SMSmin大于-1mm (即主動液壓缸實際位置與后退移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，主動液壓缸的后退使能控制信號Aemb為‘ I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm為‘I’態(tài)時，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行同步后退移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+15)判定出Λ sM大于或等于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+17)判定出Λ SBmin小于或等于-1mm(即主動液壓缸實際位置與后退移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，主動液壓缸的后退使能控制信號Aemb為‘0’態(tài)，這樣，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被封鎖，主動液壓缸將停止后退移動。
[0030]對于從動液壓缸前進(jìn)移動的同步控制，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCnl2)判定出第η個從動液壓缸的綜合位置給定值\與其實際位置Sart.Sn的偏差值Λ Ssn大于0.5mm,并且數(shù)值比較單元(GCCYTCnl5)判定出第η個從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值Λ Sshm小于1_ (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，此第η個從動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號AeshfS ‘I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，與第η個從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行同步前進(jìn)移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCCYTCnl2)判定出Λ sSn小于或等于0.5mm (即第η個從動液壓缸的綜合位置給定值與其實際位置的偏差值Λ Ssn小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCCYTCnl5)判定出Δ SSnM大于或等于Imm (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，該從動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號AESnF為‘0’態(tài)，這樣，與此從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被封鎖，該從動液壓缸將停止前進(jìn)移動。
[0031]對于從動液壓缸后退移動的同步控制，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCnl3)判定出第η個從動液壓缸的綜合位置給定值S與其實際位置Sart.Sn的偏差值Λ Ssn小于-0.5mm，并且數(shù)值比較單元(GCCYTCnl6)判定出第η個從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值Λ Ssiim大于-1_ (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，此第η個從動液壓缸的后退使能控制信號A咖為‘I，態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，與第η個從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行同步后退移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCCYTCnl3)判定出Δ sSn大于或等于-0.5mm (即第η個從動液壓缸的綜合位置給定值與其實際位置的偏差值Λ Ssn小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCCYTCnl6)判定出Δ SSnM小于或等于-1mm (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，該從動液壓缸的后退使能控制信號AeshbS ‘0’態(tài)，這樣，與此從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被封鎖，該從動液壓缸將停止后退移動。
[0032]采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，能夠有效解決現(xiàn)有的主從液壓缸同步控制的精度對液壓系統(tǒng)的硬件完好性以及外部環(huán)境要求較高的問題。對于現(xiàn)有的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，一旦某個液壓元件的完好性變差(如某個液壓缸存在一定的內(nèi)泄等等)，或中間側(cè)導(dǎo)板一側(cè)因滑動導(dǎo)槽面上氧化鐵皮的堆積而出現(xiàn)滑動阻力變大時，原液壓同步控制程序?qū)o法保證液壓缸的動態(tài)同步精度，而當(dāng)液壓缸間的動態(tài)同步出現(xiàn)較大偏差時，中間側(cè)導(dǎo)板將出現(xiàn)嚴(yán)重歪斜，這時中間側(cè)導(dǎo)板框架將與滑動導(dǎo)槽的邊部發(fā)生嚴(yán)重干涉，由此導(dǎo)致中間側(cè)導(dǎo)板卡死液壓缸無法移動，這樣，原液壓同步控制程序不但無法保證液壓缸的動態(tài)同步精度，也無法保證液壓缸的靜態(tài)定位精度，即原液壓同步控制系統(tǒng)的魯棒性低；當(dāng)中間側(cè)導(dǎo)板被軋件沖撞而發(fā)生彎曲變形時，在這種情況下，為了維持生產(chǎn)，工藝上希望中間側(cè)導(dǎo)板的同步驅(qū)動液壓缸能夠在相互錯位情況下同步移動，目的是使發(fā)生變形的中間側(cè)導(dǎo)板兩端仍能靠近其兩端的軋機(jī)入口導(dǎo)衛(wèi)以便扶持軋件咬入，然而現(xiàn)有的中間側(cè)導(dǎo)板主從液壓缸同步控制程序不具有這種功能，本發(fā)明為了克服現(xiàn)有的中間側(cè)導(dǎo)板主從液壓缸同步控制所存在的問題，而提供了一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)及其控制方案；本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過長期的研究和實踐，發(fā)明了一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方案，該液壓缸同步控制方案不僅可以使多個液壓缸在相互間保持一定間距的情況下實現(xiàn)高精度的同步移動，而且還具有很強(qiáng)的魯棒性，即在液壓缸出現(xiàn)一定量的內(nèi)泄以及比例調(diào)節(jié)閥響應(yīng)特性不一致的情況下，仍可實現(xiàn)液壓缸高精度的同步移動。這樣不僅大大地延長了液壓缸的使用壽命，同時也避免了停產(chǎn)更換內(nèi)泄液壓缸的故障發(fā)生。本發(fā)明的技術(shù)方案不僅實現(xiàn)了軋機(jī)中間側(cè)導(dǎo)板主從液壓缸在保持一定間距情況下的同步移動，而且還使軋機(jī)中間側(cè)導(dǎo)板的液壓同步控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性，實際使用效果很好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明；
[0034]圖1為本發(fā)明硬件配置示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明具有固定位置偏差的主動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖3為本發(fā)明具有固定位置偏差的從動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖4為本發(fā)明具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖1-4所示，本發(fā)明提供了一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，包括設(shè)備本體，I個主動液壓缸，η個從動液壓缸，η+1個比例調(diào)節(jié)閥以及η+1個液控單向閥，所述主從液壓缸同步控制系統(tǒng)還包括三個控制程序，分別為具有固定位差的主動液壓缸同步控制程序、具有固定位差的從動液壓缸同步控制程序以及具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序；所述主動液壓缸和所有從動液壓缸與設(shè)備本體連接并對其進(jìn)行同步驅(qū)動，所述主動液壓缸和所有從動液壓缸各連接有一個比例調(diào)節(jié)閥，并由比例調(diào)節(jié)閥控制，所述每個液控單向閥安裝在各比例調(diào)節(jié)閥后兩個管線上。所述η大于等于1，且η為整數(shù)；所述η為從動液壓缸的個數(shù)，所述主動液壓缸和所有從動液壓缸的前進(jìn)或后退的方向一致；為了保證主從液壓缸在微動時仍然具有較快的響應(yīng)，在主從液壓缸的同步控制程序中分別設(shè)置了比例調(diào)節(jié)閥正反向最小控制電壓與Uffimin和Usnrmin與Usnfimin的控制單元，UMFmin和Usffimin分別為主動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓；USnFmin和Usnfimin分別為第η個從動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓；所述主動液壓缸和所有從動液壓缸均設(shè)有活塞位置檢測編碼器，所述活塞位置檢測編碼器用于檢測液壓缸活塞的位置；所述所述液控單向閥設(shè)置在各液壓缸與比例調(diào)節(jié)閥之間的管線上。
[0039]圖1為本發(fā)明具有固定位差的主從液壓缸同步控制方案的設(shè)備硬件主要由η+1(η為從動液壓缸的個數(shù))帶活塞位置檢測編碼器的液壓缸、η+1個比例調(diào)節(jié)閥以及安裝在每個比例調(diào)節(jié)閥后兩個管線上的液控單向閥等所組成。該具有固定位差的主從液壓缸同步控制方案的控制程序由三個部分組成，即具有固定位差的主動液壓缸同步控制程序、具有固定位差的從動液壓缸同步控制程序以及具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序，三者的控制程序結(jié)構(gòu)圖分別如下圖2-4所示。
[0040]在圖2-4中Su為主動液壓缸的單動(即獨(dú)立移動)位置給定值S
分別為第I個、第2個以及第η個從動液壓缸的單動位置給定值；為主從液壓缸同步聯(lián)動步距給定值，當(dāng)主從液壓缸前進(jìn)移動時其為正值，后退移動時則為負(fù)值；5Te和SI:；
分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸的綜合位置給定值；Sart.M為主動液壓缸的位置實際值；Sac;t.sl、Sac,S2以及Sac;t.sn*別為第I個、第2個以及第η個從動液壓缸的位置實際
值；和分別為主動液壓缸與第I個、第2個以及第η個從動液壓缸單動
位置給定值間的差值；I主從液壓缸單動位置給定差的絕對值中的最大值；參數(shù)C
O)為各液壓缸單動位置給定值間的最大允許差值-Adwcb為主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號；Λ Smsi, Δ Sms2和Λ SBn分別為主動液壓缸與第I個、第2個以及第η個從動液壓缸在動態(tài)移動過程中出現(xiàn)的同步位移偏差值；ASm和Λ Ssn分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸的位置給定值與其位置實際值的偏差值；Λ SMSmin和Λ SMSmax分別為后退和前進(jìn)移動過程中主動液壓缸與從動液壓缸間的最大同步位移偏差值；IDDM為主從液壓缸單動模式(即各液壓缸在非同步模式下的獨(dú)立移動)選擇信號，主從液壓缸在單動模式下運(yùn)
行時Iddm為‘I’態(tài)；和分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸的移動速度給定值；Λ ηΜ和Λ nSn分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸的移動速度修正值和Σ"分
別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸的綜合速度給定值；nac;t.M和nac;t.sn分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸的移動速度實際值；UM和Usn分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸速度調(diào)節(jié)器的輸出值，即主動液壓缸以及第η個從動液壓缸的比例調(diào)節(jié)閥的主控制電壓；UMFmin和Usffimin分別為主動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓；USnFmin和Usnfimin分別為第η個從動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓；Σ Um和Σ Usn分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的總控制電壓、和AESn分別為主動液壓缸以及第η個從動液壓缸同步控制單元調(diào)節(jié)器使能控制信號。
[0041]設(shè)主從液壓缸的靜態(tài)定位精度要求小于±0.5mm ;考慮到液壓同步控制系統(tǒng)存在一定的響應(yīng)時間(即控制滯后時間)，在液壓同步控制系統(tǒng)一定的情況下，主從液壓缸正常工作時的移動速度越低，則主從液壓缸的動態(tài)同步精度越高，反之，主從液壓缸的動態(tài)同步精度越低；設(shè)主從液壓缸的動態(tài)同步控制精度小于或等于±lmm ；
[0042]設(shè)主從液壓缸活塞桿完全縮回(即后退)時位置值為0mm，液壓缸活塞桿伸出(即前進(jìn))時的位置值為正值；
[0043]對于該具有固定位差的主從液壓缸同步控制方案，其主動液壓缸的同步控制采用主動液壓缸與在同一方向移動且落后于主動液壓缸位置最多的從動液壓缸間的位置差值來修正主動液壓缸的移動速度，以縮小主動液壓缸與移動最慢的從動液壓缸間的動態(tài)位置差。另外，為了確保主動液壓缸與各從動液壓缸的動態(tài)同步控制精度始終維持在設(shè)定的范圍內(nèi)，在主從液壓缸同步前進(jìn)移動時，選擇主動液壓缸與各從動液壓缸的位置差值中的最大值(△ SBmax)來控制主動液壓缸的前進(jìn)使能，即將△ SMSmax小于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(+Imm)作為主動液壓缸前進(jìn)使能控制信號(Aemf)釋放的條件之一；
[0044]在主從液壓缸后退移動時，則選擇主動液壓缸與各從動液壓缸的位置差值中的最小值(△ Sismin)來控制主動液壓缸的后退使能，即將△ sMSmin大于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(-1mm)作為主動液壓缸后退使能信號(Aemb)釋放的條件之一。 [0045]對于各從動液壓缸的同步控制，則使用各從動液壓缸與主動液壓缸間的實際位置差值來修正各從動液壓缸的移動速度，以縮小各從動液壓缸與主動液壓缸間的動態(tài)位置差。另外，為了確保各從動液壓缸與主動液壓缸的動態(tài)同步控制精度始終維持在設(shè)定的范圍內(nèi)，在主從液壓缸同步前進(jìn)移動時，選擇各從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值(△ SSnM)來控制各從動液壓缸的前進(jìn)使能，即將ASsnll小于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(+Imm)作為該從動液壓缸前進(jìn)使能控制信號(AESnF)釋放的條件之一；在主從液壓缸同步后退移動時，仍然選擇各從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值(ASshm)來控制各從動液壓缸的后退使能，即將△ Sshm大于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(-1mm)作為該從動液壓缸后退使能控制信號(Aeshb)釋放的條件之一。考慮到液壓比例調(diào)節(jié)閥的閥芯存在零位漂移的現(xiàn)象以及主從液壓缸的同步控制均采用比例積分調(diào)節(jié)器(PI)來實現(xiàn)主從液壓缸的移動位置和移動速度的閉環(huán)控制，故此，為了保證主從液壓缸在微動時仍然具有較快的響應(yīng)，在主從液壓缸的同步控制程序中分別設(shè)置了比例調(diào)節(jié)閥正反向最小控制電壓Uwmin與Usffimin(主動液壓缸)和Usnpmin與Usnfimin (從動液壓缸)的控制單元。
[0046]這樣，對于主動液壓缸的單動控制，由上圖2主動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖可知，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Λ sM大于0.5mm或小于-0.5mm(即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm,大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)、主從液壓缸的運(yùn)動模式為單動(即主從液壓缸單動模式選擇信號Iddm為‘I’態(tài))，并且主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，這樣與主動液壓缸單動控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行單動移動。上述任何一個條件若得不到滿足，主動液壓缸的單動將被封鎖。 [0047]對于從動液壓缸的單動控制，由上圖3從動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖可知，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCnl2)判定出第η個從動液壓缸的給定位置與其實際位置的偏差值Λ sSn大于0.5mm或小于-0.5mm (即第η個從動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm,大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)、主從液壓缸的運(yùn)動模式為單動(即主從液壓缸單動模式選擇信號Iddm為‘I’態(tài))，并且主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，這樣與此第η個從動液壓缸單動控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行單動移動。上述任何一個條件若得不到滿足，該從動液壓缸的單動將被封鎖。
[0048]對于主動液壓缸前進(jìn)移動的同步控制，由上圖2主動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖可知，當(dāng)主動液壓缸的綜合位置給定值()大于主動液壓缸的實際位置值時，同步控制程序中的數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+8)的QU端口為‘I’態(tài)，數(shù)字開關(guān)選擇單元(GCMYTC3n+9)的輸出為ASMSmax。這樣，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Δ sM大于0.5mm(即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm,大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)，并且數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+16)判定出ASBmax小于Imm(即主動液壓缸實際位置與前進(jìn)移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，主動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號Aemf為‘I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm為‘I，態(tài)時，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行同步前進(jìn)移動。但是，一旦數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Λ sM小于或等于0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)，或數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+16)判定出ASBmax大于或等于Imm(即主動液壓缸實際位置與前進(jìn)移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，主動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號Aemf為‘O’態(tài)，這樣，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被封鎖，主動液壓缸將停止前進(jìn)移動。同樣，
[0049]對于主動液壓缸后退移動的同步控制，由上圖2主動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖可知，當(dāng)主動液壓缸的綜合位置給定值(Me )小于或等于主動液壓缸的實際位置值時，同步控制程序中的數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+8)的QU端口為‘0’態(tài)，數(shù)字開關(guān)選擇單元(GCMYTC3n+9)的輸出為Λ SMSmin。這樣，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+15)判定出Λ sM小于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm,大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)，并且數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+17)判定出△ Sismin大于-ι_ (即主動液壓缸實際位置與后退移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，主動液壓缸的后退使能控制信號Aemb為‘I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm為‘I，態(tài)時，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行同步后退移動。但是，一旦數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+15)判定出Λ sM大于或等于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值小于或等于0.5mm，小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)，或數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+17)判定出ASBmin小于或等于-1_ (即主動液壓缸實際位置與后退移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，主動液壓缸的后退使能控制信號Aemb為‘0’態(tài)，這樣，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被封鎖，主動液壓缸將停止后退移動。
[0050]對于從動液壓缸前進(jìn)移動的同步控制，由上圖3從動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖可知，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCnl2)判定出第η個從動液壓缸的綜合位置給定值與其實際位置Sart.sn的偏差值Λ Ssn大于0.5mm,并且數(shù)值比較單元(GCCYTCn15)判定出第η個從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值Λ SSnM小于1_ (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，此第η個從動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號AeshfS ‘I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，與第η個從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行同步前進(jìn)移動。但是，一旦數(shù)值比較單元(GCCYTCnl2)判定出Λ sSn小于或等于0.5mm (即第η個從動液壓缸的綜合位置給定值與其實際位置的偏差值Λ Ssn小于或等于0.5_，小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)，或數(shù)值比較單元(GCCYTCnl5)判定出Λ Sshm大于或等于1_ (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，該從動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號八￡_為‘0’態(tài)，這樣，與此從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被封鎖，該從動液壓缸將停止前進(jìn)移動。
[0051]同樣，對于從動液壓缸后退移動的同步控制，由上圖3從動液壓缸同步控制程序結(jié)構(gòu)圖可知，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCnl3)判定出第η個從動液壓缸的綜合位置給定值Κ?Σ與其實際位置Sart.&的偏差值A(chǔ)Ssn小于-0.5mm，并且數(shù)值比較單元(GCCYTCnl6)判定出第η個從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值Λ SSnM大于-1mm(即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，此第η個從動液壓缸的后退使能控制信號AeshbS ‘I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，與第η個從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行同步后退移動。但是，一旦數(shù)值比較單元(GCCYTCnl3)判定出Λ sSn大于或等于-0.5mm (即第η個從動液壓缸的綜合位置給定值與其實際位置的偏差值Λ Ssn小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求。)，或數(shù)值比較單元(GCCYTCnie)判定出Λ Sshm小于或等于-1mm (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，該從動液壓缸的后退使能控制信號Aeshb為‘0’態(tài)，這樣，與此從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被封鎖，該從動液壓缸將停止后退移動。
`[0052]國內(nèi)某大H型鋼生產(chǎn)線萬能粗軋機(jī)組的中間側(cè)導(dǎo)板，采用了這種具有固定位置偏差的主從液壓缸同步移動控制方案后，不僅實現(xiàn)了軋機(jī)中間側(cè)導(dǎo)板兩同步驅(qū)動液壓缸在保持一定間距情況下的同步移動，而且還使軋機(jī)中間側(cè)導(dǎo)板的液壓同步控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性，實際使用效果很好。
【權(quán)利要求】
1.一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，包括設(shè)備本體，I個主動液壓缸，η個從動液壓缸，η+1個比例調(diào)節(jié)閥以及η+1個液控單向閥，其特征在于，所述主從液壓缸同步控制系統(tǒng)還包括三個控制程序，分別為具有固定位差的主動液壓缸同步控制程序、具有固定位差的從動液壓缸同步控制程序以及具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序；所述主動液壓缸和所有從動液壓缸與設(shè)備本體連接并對其進(jìn)行同步驅(qū)動，所述主動液壓缸和所有從動液壓缸各連接有一個比例調(diào)節(jié)閥，并由比例調(diào)節(jié)閥控制，所述每個液控單向閥安裝在各比例調(diào)節(jié)閥后兩個管線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述η大于等于I，且η為整數(shù)；所述η為從動液壓缸的個數(shù)，所述主動液壓缸和所有從動液壓缸的前進(jìn)或后退的方向一致；為了保證主從液壓缸在微動時仍然具有較快的響應(yīng)，在主從液壓缸的同步控制程序中分別設(shè)置了比例調(diào)節(jié)閥正反向最小控制電壓Uwmin與Usffimin和Usnpniin與Usnailin的控制單元,Uwmin和分別為主動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓；USnFmin和Usnfimin分別為第η個從動液壓缸前進(jìn)和后退過程中比例調(diào)節(jié)閥的最小控制電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主動液壓缸和所有從動液壓缸均設(shè)有活塞位置檢測編碼器，所述活塞位置檢測編碼器用于檢測液壓缸活塞的位置；所述液控單向閥設(shè)置在各液壓缸與比例調(diào)節(jié)閥之間的管線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，其特征在于，控制方法如下:設(shè)定三個控制程序，分別為具有固定位差的主動液壓缸同步控制程序、具有固定位差的從動液壓 缸同步控制程序以及具有固定位差的主從液壓缸最大單動位差保護(hù)控制程序: 第一步，控制檢測主動液壓缸的位置實際值和各個從動液壓缸的位置實際值； 第二步，控制判斷與主動液壓缸在同一方向移動且落后于主動液壓缸位置最大距離的從動液壓缸； 第三步，控制檢測主動液壓缸與在同一方向移動且落后于主動液壓缸位置最大距離的從動液壓缸間的位置差值； 第四步，采用主動液壓缸與在同一方向移動且落后于主動液壓缸位置最多的從動液壓缸間的位置差值來修正主動液壓缸的移動速度，以縮小主動液壓缸與移動最慢的從動液壓缸間的動態(tài)位置差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，其特征在于，設(shè)主從液壓缸的靜態(tài)定位精度要求小于±0.5mm ;設(shè)主從液壓缸的動態(tài)同步控制精度小于或等于土 1_ ;設(shè)主從液壓缸活塞桿完全縮回(即后退)時位置值為0_，液壓缸活塞桿伸出(即前進(jìn))時的位置值為正值；為了確保主動液壓缸與各從動液壓缸的動態(tài)同步控制精度始終維持在設(shè)定的范圍內(nèi)， 5-1，在主從液壓缸同步前進(jìn)移動時，選擇主動液壓缸與各從動液壓缸的位置差值中的最大值(Λ SMSmax)來控制主動液壓缸的前進(jìn)使能，即將Λ SMSmax小于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(+Imm)作為主動液壓缸前進(jìn)使能控制信號(Aemf)釋放的條件之一； 5-2，在主從液壓缸后退移動時，則選擇主動液壓缸與各從動液壓缸的位置差值中的最小值(△ Sismin)來控制主動液壓缸的后退使能，即將△ sMSmin大于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(-1mm)作為主動液壓缸后退使能信號(Aemb)釋放的條件之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，其特征在于，對于各從動液壓缸的同步控制，則使用各從動液壓缸與主動液壓缸間的實際位置差值來修正各從動液壓缸的移動速度，以縮小各從動液壓缸與主動液壓缸間的動態(tài)位置差；為了確保各從動液壓缸與主動液壓缸的動態(tài)同步控制精度始終維持在設(shè)定的范圍內(nèi)， 6-1，在主從液壓缸同步前進(jìn)移動時，選擇各從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值(Δ SSnM)來控制各從動液壓缸的前進(jìn)使能，即將△ Sshm小于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(+Imm)作為該從動液壓缸前進(jìn)使能控制信號(AESnF)釋放的條件之一； 6-2，在主從液壓缸同步后退移動時，仍然選擇各從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值(Δ SSnM)來控制各從動液壓缸的后退使能，即將Λ Ssiim大于主從液壓缸動態(tài)同步控制精度設(shè)定值(-1mm)作為該從動液壓缸后退使能控制信號(Aeshb)釋放的條件之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任意一項所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，其特征在于，對于主動液壓缸和從動液壓缸的單動控制如下: 7-1，對于主動液壓缸的單動控制，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Λ sM大于0.5mm或小于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5_，大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)、主從液壓缸的運(yùn)動模式為單動(SP主從液壓缸單動模式選擇信號Iddm為‘1’態(tài))，并且主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘1’態(tài)時，這樣與主動液壓缸單動控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行單動移動；上述任何一個條件若得不到滿足，主動液壓缸的單動將被封鎖； 7-2，對于從動液壓缸的單動控制，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCn12)判定出第n個從動液壓缸的給定位置與其實際位置的偏差值Λ sSn大于0.5mm或小于-0.5mm (即第n個從動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm,大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)、主從液壓缸的運(yùn)動模式為單動(即主從液壓缸單動模式選擇信號Iddm為‘1’態(tài))，并且主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addkb也為‘1’態(tài)時，這樣與此第n個從動液壓缸單動控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行單動移動；上述任何一個條件若得不到滿足，該從動液壓缸的單動將被封鎖。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-6任意一項所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，其特征在于，對于主動液壓缸前進(jìn)移動和后退移動的同步控制: 8-1，對于主動液壓缸前進(jìn)移動的同步控制，當(dāng)主動液壓缸的綜合位置給定值(^)大于主動液壓缸的實際位置值時，同步控制程序中的數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+8)的QU端口為‘1’態(tài)，數(shù)字開關(guān)選擇單元(GCMYTC3n+9)的輸出為Λ SMSmax ;這樣，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Asm大于0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm，大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，并且數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+16)判定出ASMSmax小于Imm (即主動液壓缸實際位置與前進(jìn)移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，主動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號Aemf為‘1’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm為‘1’態(tài)時，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行同步前進(jìn)移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+14)判定出Λ sM小于或等于0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+16)判定出Λ SMSmax大于或等于Imm (即主動液壓缸實際位置與前進(jìn)移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，主動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號Aemf為‘O’態(tài)，這樣，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被封鎖，主動液壓缸將停止前進(jìn)移動； 8-2，對于主動液壓缸后退移動的同步控制，當(dāng)主動液壓缸的綜合位置給定值()小于或等于主動液壓缸的實際位置值時，同步控制程序中的數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+8)的QU端口為‘0’態(tài)，數(shù)字開關(guān)選擇單元(GCMYTC3n+9)的輸出為Λ SMSmin ;這樣，當(dāng)主動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+15)判定出Λ sM小于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值大于0.5mm，大于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，并且數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+17)判定出Λ SMSmin大于-1mm (即主動液壓缸實際位置與后退移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，主動液壓缸的后退使能控制信號Aemb為‘ I’態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm為‘I’態(tài)時，主動液壓缸同步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被釋放，主動液壓缸進(jìn)行同步后退移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+15)判定出Λ sM大于或等于-0.5mm (即主動液壓缸給定位置與其實際位置的偏差值小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCMYTC3n+17)判定出Λ SMSmin小于或等于-1mm (即主動液壓缸實際位置與后退移動中最慢的從動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，王動液壓缸的后退使能控制彳目號Aemb為‘0’態(tài)，這樣，王動液壓缸冋步控制系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器被封鎖，主動液壓缸將停止后退移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-6任意一項所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，其特征在于，對于從動液壓缸前進(jìn)移動的同步控制，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCn12)判定出第η個從動液壓缸的綜合位置給定值K,,Σ與其實際位置Sart.Sn的偏差值Λ Ssn大于0.5mm,并且數(shù)值比較單元(GCCYTCnl5)判定出第η個從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值Λ Sshm小于1_ (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，此第η個從動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號AESnF為‘I，態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，與第η個從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行同步前進(jìn)移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCCYTCnl2)判定出Δ sSn小于或等于0.5mm (即第η個從動液壓缸的綜合位置給定值與其實際位置的偏差值Λ Ssn小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCCYTCnl5)判定出Δ SSnM大于或等于Imm (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，該從動液壓缸的前進(jìn)使能控制信號AESnFS ‘0’態(tài)，這樣，與此從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被封鎖，該從動液壓缸將停止前進(jìn)移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-6任意一項所述的一種具有固定位差的主從液壓缸同步控制方法，其特征在于，對于從動液壓缸后退移動的同步控制，當(dāng)從動液壓缸同步控制程序中數(shù)值比較單元(GCCYTCnl3)判定出第η個從動液壓缸的綜合位置給定值^與其實際位置Sart.Sn的偏差值Λ Ssn小于-0.5mm,并且數(shù)值比較單元(GCCYTCnl6)判定出第η個從動液壓缸與主動液壓缸的位置差值Λ Ssiim大于-1_ (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值仍然在動態(tài)同步控制精度范圍內(nèi))時，此第η個從動液壓缸的后退使能控制信號Aeshb為‘I，態(tài)，這樣，當(dāng)主從液壓缸間最大單動位置給定差保護(hù)信號Addm也為‘I’態(tài)時，與第η個從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被釋放，該從動液壓缸進(jìn)行同步后退移動；但是，一旦數(shù)值比較單元(GCCYTCnl3)判定出Λ sSn大于或等于-0.5mm (即第η個從動液壓缸的綜合位置給定值與其實際位置的偏差值Λ Ssn小于或等于0.5mm,小于液壓缸靜態(tài)定位精度要求)，或數(shù)值比較單元(GCCYTCnie)判定出ASsnll小于或等于-1mm (即第η個從動液壓缸實際位置與主動液壓缸實際位置的動態(tài)偏差值已超出液壓缸動態(tài)同步控制精度范圍)時，該從動液壓缸的后退使能控制信號AeshbS ‘0’態(tài)， 這樣，與此從動液壓缸同步控制相關(guān)的各調(diào)節(jié)器被封鎖，該從動液壓缸將停止后退移動。
【文檔編號】F15B11/22GK103742467SQ201410005779
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】葉光平 申請人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司