液压电梯的控制和应用论.doc

新编实用电液比例技术 论文题目：液压电梯的控制和应用 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械电子工程 年 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2011年 11月 29日液压电梯的控制和应用作者： 机械学院机械电子工程机电094 摘要：随着科学技术的发展，在液压基础上建立的电液控制技术得到了越来越广泛的应用，电液比例控制技术不仅作为传动手段，而且还是控制手段，是连接电子技术和大功率机械的桥梁。液压电梯作为机电一体化的产物，给我们生活带来了巨大的影响。关键词：电液控制概述 液压电梯 PLC单片机控制系统 0、前言第二次世纪大战后期，液压控制技术得到了很大的发展。随着现代电子技术的发展，特别是计算机技术的发展及普及，又为各类工艺过程的最佳控制提供了技术基础。因此，工程控制理论的应用已逐步从航空航天和军事工程领域，普及到普通的民用工业部门。 电液控制有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。1、液压电梯的控制和应用 电梯作为我们日常生活的必需的交通工具，随着我们国家的现代化的发展，随着各种不同的高楼大厦的建立，它在我们生活中运用得越来越多。随着液压控制技术与液压传动系统的迅速发展，在70年代和80年代，液压电梯骤然崛起。当代以油为媒介的液压电梯由于具备良好的运行性能及较低的成本，因此在电梯市场中的应用越来越普遍，已经广泛用于办公、住宅、医院等建筑物。1.1液压电梯的工作原理液压电梯是通过电力驱动的泵传递液压油到油缸，柱(活)塞通过直接或间接的方式作用于轿厢，实现轿厢上行；通过载荷和轿厢重力的作用使油缸中的液压油流回到油箱，实现轿厢下行。如图1所示。液压电梯的液压传动系统包括以下几个主要部件：(a)液压泵站即电机、油泵、油箱。油泵是将电动机输入的机械能转化成为流动油液的压力能。油箱包括控温元件、滤油器、消音器及油管等辅件以保证液压系统可靠、稳定、持久的工作；(b)控制阀，它是由多种阀组合而成的控制阀块，控制液压油的流向、速度及加减速度，从而使轿厢达到良好的运行性能；(c)油缸，它是动力执行元件，将流动油液的压力能转换成为与其直接(间接)联接的轿厢运动的机械能。轿厢的运动是由电力驱动的泵使具有压力的液压油通过控制阀和管路从油箱流入液压缸，或从液压缸流回油箱来实现的。控制阀及油泵电机靠机房内的控制柜来控制。典型的液压电梯运行速度曲线如图1O所示。当液压电梯上行时，电机带动油泵迫使一部分油液进入油缸，推动柱塞以一定的加速度伸出油缸；接着油泵输出的油液全部进入油缸，轿厢以额定速度运行；当轿厢接近所选层站时，液压电梯捕捉到井道中的减速信号，通过控制系统使进入油缸的油液减少，使轿厢以平层速度运行，通常在0O501ms之间。当轿厢与所选层站水平时， 电梯又捕捉到井道中的停止信号，控制系统关闭所有的上行阀， 随后油泵电机停止工作， 电梯停在所选层站， 同时液压控制系统中的单向阀阻止油液流回油箱，轿厢保持静止。为了使轿厢下行，电器操纵的下行阀打开，靠轿厢重力及载荷使油液通过控制阀以一定的流量流回油箱，柱塞缩回到油缸中，从而实现轿厢下行，其加减速度与上行时基本相同。1.2液压电机的控制系统 图2是系统的控制电路主要分成逻辑控制部分和调速控制部分。 图2逻辑控制电路要完成对大厅等候电梯者对电梯召唤信号进行采集，并登记，通过采集井道中位置传感器的信号及时获得电梯运行中所在的位置信息；还要采集厢内乘坐者发出的指令，并根据采集的各种信号给出电梯运行的方向和当前所在楼层的指示。通过与舒适感控制电路的联系检测出压力信号的大小并发出超载、满载、轻载的信号，同时做出相应的处理，通过采集到的各类信号想调速控制电路发出电梯上行或下行、启动或停止的信号。调速控制电路有多个单片微机，在其内部我们将预先设置好理想的电梯速度运行曲线。根据采集到的轿厢运行速度、泵或电机的转速，油缸或泵的压力信号等，电路将按设置好的控制策略，通过对电机的调速控制与对止逆阀的控制，实现对轿厢运行速度的控制。在对电机的控制中采用矢量控制。2.液压电梯与所学专业紧密结合的论述内容 2.1液压电梯应用实例属于机电一体化技术应用实例 电梯不仅是高层建筑罩的必备设施，在多层建筑里也是必不可少的垂直运输工具，电梯控制系统已由初期的继电控制向微机控制发展，液压电梯不仅集合了电梯自身轿厢、油泵、钢绳、安全钳等机械原件，而且还使用到了电机和控制系统中的PLC和单片机控制系统。只有达到了机和电的有机融合，液压电梯才能实现平滑的上升和准确地定位，所以说液压电梯是当代机电一体化的产物。2.2液压电梯应用实例中的电液控制工程系统涉及哪些机电一体化技术 PLC和单片机系统，但其基本功能特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术以及软件编程技术等群体技术。2.3机电一体化技术的技术体系结构光机电一体化技术是由机械技术与激光微电子等技术揉合融汇在一起的新兴技术。它与传统的机械产品比较，主要有以下特征：1. 综合性与系统性光机电一体化是一门跨学科的边缘科学，它是激光技术、微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性高技术。这种多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分如机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感技术、电力电子技术、接口技术、模拟量与数字量交换技术以及软件技术等在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就需要取长补短，不断向理想化方向发展。其结果使原来各种技术扬长避短，更趋于合理。 2. 多层次，覆盖面广光机电一体化是一个总的技术指导思想，它不仅体现在一些机电一体化的单机产品之中，而且贯穿于工程系统设计之中。从简单的单台光机电一体化产品，到现代工业中的柔性加工系统；从简单的单参数显示，到复杂的多参数、多级控制；从机械零部件连续自动热处理生产线，到各种现代高速重型机械自动化生产线等，光机电一体化技术都有不同层次、覆盖面很广的应用领域。对于工程系统，需成套地进行开发和制造。对于光机电一体化单机产品(设备)，应采用简繁并举、高低级并存的多层次发展途径。可发展功能附加型的低级产品；也可发展功能替代型的中级产品；还可发展机电融合型的高级产品，成为前所未有的新一代产品。3. 精度提高，功能增加 光机电一体化技术使机械传动部件减少，因而使机械磨损及配合间隙等所引起的动作误差大大减小，同时由于采用了电子技术，反馈控制水平的提高并能进行高速处理，可通过电子自动控制系统精确地按预设量使相应机构动作，因各种干扰因素造成的误差，又可通过自控系统自行诊断、校正、补偿去达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。因而光机电一体化产品应用领域宽，适用面广，易于满足各种需要。电子技术的引入，使产品面貌发生巨大变化，电子装置能按照入的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序、指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋?软件比和智能化。 3.机械电子工程专业的基本论述 3.1 所学专业的基本属性（所属学科、具体专业、专业涉及的学科） 机械电子工程所属机械工程与自动化学院机械设计制造及其自动化系，学生主要学习机械电子工程专业领域的基础理论，掌握机电一体化技术、工业自动化技术与计算机控制技术等的基本知识，重点接受现代机电工程师的分析、计算、检测、管理与技术支持等方面的专业技能训练，重视机电产品的系统集成、设计制造、性能测试、系统试验等基本能力的培养。 主要专业课程：机电一体化系统设计、电机与控制、机床电气自动控制技术、数控技术、工业机器人、可编程序控制器原理及应用、传感器原理及应用、光电技术与系统、变流技术与交流调速、电液控制工程、工程软件应用等。 3.2 专业的地位、研究的对象及要解决的问题 毕业生能够面向工商企业、学校、研究院（所）和政府部门，从事机电一体化产品（如数控机床）及机电一体化系统的设计、制造、开发、技术服务、教育培训、管理与维护等专业技术工作，能从事现代制造技术方面的研究与管理工作。 重要的实践性教学环节有生产实习、毕业实习、毕业设计和机电系统创新性综合实验等，还开设数控技术等的专业课程设计以及机电系统设计；另外，还开展电路、模拟和数字电子技术基础、电机与控制、机床电气自动控制、可编程序控制器原理及应用、数控技术、工业机器人等课程的实验。4、电液控制工程技术及应用重要性的基本看法4.1电液控制工程技术发展的历程 电液比例技术作为连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁，已经成为现代控制工程的基本技术构成之一。1940年底，在飞机上首先出现了电液伺服系统。经过20余年的发展，到了20世纪60年代，各种结构的电液伺服相继问世系统，电液伺服技术日臻成熟。60年代后期，各类民用工程对电液技术的需求显得更加迫切与广泛。在今天电液控制技术已经广泛的应用于我们生活的各个方面，是我们国家建设的基础。了解和掌握电液控制技术的原理和设计是我们必备的基础知识。4.2电液控制工程技术内涵与技术体系电液控制工程是有液压和电气系统的有机融合，是大功率机械和自动控制的完美集合，使得电液控制在生活重力和泵力场合得到了广泛的应用；液压系统有机构相对简单，布置灵活，功率参数无级可调，结合扩展能力强。一般概念上电液控制区分为电液伺服控制和电液比例控制。4.3电液控制工程系统的类别 （1）位置控制 （2）速度控制 （3）加速度控制 （4）压力控制 （5）力控制 （6）其他参数控制4.5电液控制技术的发展趋势 1.集成化 从技术构成上,电液控制是集液压技术、微电子技术、传感检测技术、计算机控制及现代控制理论等众多学科于一体的高交叉性、高综合性的技术学科,具有显著的机电液一体化特征。从元器件结构组成上,往往是集传感器、控制放大器、执行器于一身,构成集成化功能单元,而系统应用上则趋向于采用集成单元来实现复合功能。 2.智能化 无论从元件的开发研究,还是系统的构成,以机敏材料为代表的智能材料的引入,传感检测技术的不断进步,以及包括模糊理论、人工神经网络在内的新的智能化控制策略与手段的不断成功运用,使得系统及元件的自学习、自适应机能得到充分提高,当代的电液控制技术越来越呈现出智能化的趋势。5. 体会与感想 随着液压技术的兴起和发展，到当今在液压技术基础上发展起来的电液控制技术也得到了飞速发展，液压它已经不再仅仅充当一种传动方式，而更多地作为一种控制手段，充当了连接现代微电子技术和大功率控制对象之间的桥梁，成为现代控制工程中不可缺少的重要技术手段和环节。由于电液具有众多的优点，也使电液工程技术在生活中得到了广泛的应用。通过这次论文书写和查找相关的内容，让我初步地接触到电液工程技术，让我了解到它的工作原理、分类、结构特点以及在生活中的具体应用，特别是在国防科技等先进行业的应用。让我意识到作为机械电子工程专业的学生，了解电液控制工程是我们的必备的基础知识，刚开始在学习这门课的时候，由于知识的缺乏很多东西都没有一定的概念，不知道老师讲的之所以然，感到很大的困惑。现在我知道电液工程技术的重要性和实用性，虽然这门课已经结束，但是我们学习电液工程技术还远远没有结束，这还需要我们在实际生活中多看、多分析、多实践、多总结，只有这样我们才能在电液工程技术中得到进步。参考文献：【1】 吴根茂等编著.新编使用电液比例技术M.浙江大学出版社.2010.9【2】 赵红星.液压电梯速度控制研究J.科技资询.2