液力驱动连接盘自动水平调节装置和驱动方法 【技术领域】
本发明涉及一种连接传送皮带的连接盘的自动水平调节装置和驱动方法，特别是一种液力驱动连接盘自动水平调节装置和驱动方法。
背景技术
布料机相邻两条传送皮带之间通常采用回转轴承或称连接盘连接，连接盘与输送皮带之间通过销轴连接。为保证布料机足够的上下运行作业空间，同时确保连接盘与输送皮带之间不发生碰撞事故，连接盘需要始终保持水平状态。连接盘保持水平的自动调节装置既要保证足够的稳态调节精度，又要确保系统的快速性，而且超调量尽可能小。需要说明的是布料机上的连接盘除了自身的弧线运动即随其固定的皮带机做近水平弧线运动外，还有连接盘的上下两部分的相对旋转运动，同时连接盘还有围饶上方的销轴做旋转运动，连接盘的空间位置状态比较复杂，这也为连接盘的空间位置状态控制增加了难度。
通常，连接盘调节由电气控制系统和液压装置共同完成。电气控制系统首先检测连接盘的实时倾角值，再根据倾斜方向控制相应的电液换向阀导通，液压泵驱动的工作油液经过导通的电液换向阀进入油缸，再推动油缸活塞杆运动，活塞杆的运动牵引连接盘回到水平位置。由于液压系统的惯性，单纯地根据连接盘倾角值的正负简单地控制电液换向阀的导通和截止这一调节方式极易引起连接盘长时间来回振荡，甚至根本不能稳定。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种液力驱动连接盘自动水平调节装置和驱动方法，可以实现连接盘的自动水平调节，而且精度高、调节时间短、超调量小。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种液力驱动连接盘自动水平调节装置，包括连接盘，连接盘上设有连接盘上铰接点和连接盘下铰接点，连接盘的一侧与液压油缸的一端连接，所述的连接盘上安装有倾角传感器，倾角传感器与可编程控制器的输入端电连接，可编程控制器的输出端与电液换向阀电连接；液压油缸的进出油口通过连接油管与双单向截流阀连通，双单向截流阀与油泵连通。
所述的液压油缸与双单向截流阀之间还设有双单向截流阀。
所述的可编程控制器输出端与多个指示灯电连接。
所述的油泵与电液换向阀之间设有溢流阀。
所述的油泵与电液换向阀之间设有压力表。
一种液力驱动连接盘自动水平调节装置的驱动方法，包括以下步骤：设连接盘2期望的倾角值设定为θ，实测值设定为θ2，当θ1与θ2之间的差值|Δe |小于设定值Δeq时，可编程控制器17按PID控制规律控制输出，控制电液换向阀12按一定占空比η周期性的导通和截止，根据Δe值的正负，接通对应的电液换向阀12，通过液压油缸1使连接盘2趋于水平；当|Δe|大于Δeq时，可编程控制器17则按常规继电器开关式控制方式控制电液换向阀12在整个周期中常导通，连接盘2向回归水平的方向运动，当|Δe|小于值Δeq时，可编程控制器17再改为PID控制；当|Δe|小于设定值Δep时，即认为连接盘已经处于水平状态，液压油缸1不动作。
所述的占空比η即可编程控制器17根据PID控制规律计算出的控制量。
所述的设定值Δep＜Δeq，且均为正。
本发明提供的一种液力驱动连接盘自动水平调节装置和驱动方法，通过可编程控制器PLC与电液换向阀连接后，采用PID控制方式加上常规的继电器开关控制方式组合控制电液换向阀，控制液压油缸中活塞动作，使连接盘围绕上方的销轴做旋转运动，从而实现了连接盘自动水平调节，并且这种控制方式精度高、调节时间短、超调量小。
所谓PID控制就是根据期望值即给定值与实测值误差的比例、积分和微分的线性代数和确定控制器的控制量，使输出跟随给定值。当期望值与实测值误差较大时，PID控制易产生大幅度的超调、长时间振荡，不易稳定，控制参数整定困难。尤其对于布料机这种设备，由于布料机回转和俯仰不同角度时，连接盘控制系统数学模型参数都在变化，控制器参数整定更加困难。
一般默认的连接盘期望的倾角值θ1应为0，可编程控制器采集从倾角传感器来的倾角值θ2与θ1比较，其差值的绝对值|Δe |小于Δep时系统不动作，适当设定Δep参数有利于减少系统的振荡；大于Δep小于Δeq时采用PID控制方式输出一定占空比的脉冲信号控制电液换向阀的开启和关闭，当差值|Δe|较大时，脉冲信号中代表开启的信号较多，控制电液换向阀则更多是开启状态，当差值较小时，脉冲信号中代表关闭的信号较多，控制电液换向阀则更多是关闭状态，当|Δe|大过一个阀值，这里是Δeq时，这时候连接盘的倾角已经较大，继续采用PID控制方式除了增加控制电液换向阀地无效动作外，也增加了系统的调节时间，这时在可编程控制器中切换到常规的继电器开关控制方式就减少了电液换向阀的无效动作，加快了调节的时间。Δep与Δeq的数值根据实际的工作情况进行设定。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1是本发明结构示意图；图2是本发明中的液压控制部分示意图；图3是本发明中的控制程序框图；图4是本发明中的控制部分连接框图。
附图中标记说明：液压油缸1；连接盘2；连接盘上铰接点3；倾角传感器4；连接油管5；液压站6；电控箱7；连接盘下铰接点8；连接电线9；油箱10；双单向截流阀11；电液换向阀12；压力表13；溢流阀14；油泵15；指示灯16；可编程控制器17；开关电源18。
【具体实施方式】
如图1、图2中，一种液力驱动连接盘自动水平调节装置，包括连接盘2，连接盘2上设有连接盘上铰接点3和连接盘下铰接点8，连接盘上铰接点3连接一条皮带机，连接盘下铰接点8连接的另一条皮带机，连接盘2可以围绕连接盘上铰接点3的销轴旋转，优选的方案是以连接盘上铰接点3旋转，连接盘2的一侧与液压油缸1的一端连接，液压油缸1另一端固定在皮带机上，通过液压油缸1的活塞的伸缩来控制连接盘2的水平。
如图4中，所述的连接盘2上安装有倾角传感器4，倾角传感器4与可编程控制器17的输入端电连接，可编程控制器17的输出端通过连接电线9与电液换向阀12电连接；所述的可编程控制器17输出端与多个指示灯16电连接。开关电源18为可编程控制器17提供电源。开关电源18、可编程控制器17和指示灯16安装在电控箱7内。
液压油缸1的进出油口通过连接油管5与液压站6中的双单向截流阀11连通，双单向截流阀11与油泵15连通。所述的液压油缸1与双单向截流阀11之间还设有双单向截流阀11。所述的油泵15与电液换向阀12之间设有溢流阀14。所述的油泵15与电液换向阀12之间设有压力表13。油泵15进口和截流阀11出口都设于油箱10内。
如图3中，一种液力驱动连接盘自动水平调节装置的驱动方法，包括以下步骤：设连接盘2期望的倾角值设定为θ1，实测值设定为θ2，当θ1与θ2之间的差值|Δe|小于设定值Δeq时，可编程控制器17按PID控制规律控制输出，控制电液换向阀12按一定占空比η周期性的导通和截止，根据Δe值的正负，接通对应的电液换向阀12，通过液压油缸1使设连接盘2趋于水平；当|Δe|大于Δeq时，可编程控制器17则按常规继电器开关式控制方式控制电液换向阀12在整个周期中常导通，连接盘2向回归水平的方向运动，当|Δe|小于值Δeq时，可编程控制器17再改为PID控制；当|Δe|小于设定值Δep时，即认为连接盘已经处于水平状态，液压油缸1不动作。
所述的占空比η即可编程控制器17根据PID控制规律计算出的控制量。
所述的设定值Δep＜Δeq，且均为正。在实际运用时，仅需根据现场控制效果对阀值Δeq和Δep以及PID控制参数进行几次微调，即可满足控制精度和动态响应要求。