分析沥青砂浆车液压自动调平控制系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期(总第156期)机械工程与自动化No．52009年l0月MECHAN1CALENG1NEER1NG&AUTOMAT1ONOct．文章编号：1672—6413(2009)05一Ol22一O3沥青砂浆车液压自动调平控制系统研究张亮，张认成，吴仕平(华侨大学机电及自动化学院，福建泉州362021)摘要：研究了一种基于软基准面的液压自动调平控制装置。在分析了砂浆车液压自动调平原理的基础上，用倾角传感器测量车体平台两个水平度上的倾角，采用单向调节方式，调节车体平台下面的4个液压缸，最后使平台处于

2、水平状态。实验结果证明所设计的自动调平控制系统一次调平结果能够满足精度要求。关键词：可编程逻辑控制器；自动调平；沥青砂浆车中图分类号：TH137：TP272文献标识码：A0引言可以找出平台的最高点)，即保持相对最高点不动，把随着我国铁路建造的迅速发展，无渣铁轨得到了其余相对低点调高，这样平台就只做上升运动。为防应用推广，京沪高速铁路首次采用了全线无渣轨道。在止超调，每次支腿的行程只为计算值的80。图1为建造无渣铁轨中沥青砂浆车是必不可少的关键设备，模型分析图。而动态液压平衡技术是沥青砂浆车的核心技术，在调平结束后，必须满足沥青

3、砂浆车的平衡精度(纵向为0．5。，横向为0．5。)，调平时间不超过50S。传统的调平方法是通过水准仪器来检查和发现水平误差，采用多点调整方式。这种调整方法协调动作比较困难，多点之间耦合现象明显，要达到规定的精度要求费时费力。为提高沥青砂浆车液压调平技术的自动化程度，对调图1模型分析图试平台自动调平控制系统的原理、组成和具体控制流在图1中，通过平台上沿纵横两个方向安装的双轴程等进行了研究，弓i人了可编程逻辑控制器倾角传感器，可以得到平台的倾斜角a(横向)和(纵(ProgrammableLogicalController，简称PI

4、C)作为调向)。倾角传感器可以安装在平台上的任意位置，对于操平系统的控制设备．并采用单向调整方式，将其应用作者获取和没有影响，平台长、宽分别为a和b。于沥青砂浆车液压调平控制系统，只需启动电源就可当前a和p角度显示平台未达到平衡，需要根据完成平台)架设和调平，大大缩短了调平时间，提高角度值调节液压缸，支腿3为相对最高点，保持其不了调平精度，达到了预期的控制效果。动，调节其余3个腿：1砂浆车夜压自动调平原理fL2一^4一bsin／?调平j基本原理是基于“三点决定一个平面”的L4一h2一asina。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)数学公理。砂

5、浆车调平动力系统采用4个带有自锁功【L：==^。一日sin+6sin能的液压支腿，凋平过程中调节的实际上是4条液压缸即4点的相对高度。为了避免虚腿现象的产生，各其中：h。、h。、h分别为2、3、4腿相对于最低点1的个支腿的运动遵循“只升不降”的原则，调节过程采高度；、L：、分别为1、2、4腿实际要调节的行用向最高点看齐的方法(通过倾角传感器的检测信号程。*福建省科技重大专题项目(2008HZOOO2—1)收稿日期：2039—0618作者简介：张亮(1983一)，男．安徽蚌埠人．在读硕士研究生．主要从事无线传感器网络技术方面的研

6、究。学兔兔www.xuetutu.com2009年第5期张亮，等：沥青砂浆车液压自动调平控制系统研究·123·2液压自动调平控制系统的开发达到调平精度为止；当达到调平精度时，电磁阀就回2．1系统硬件设计到中位，阀口关闭，同时，液控单向阀13关闭，将液当砂浆车面临的路面情况不满足要求时，以汽车压缸进、回油封死，电磁阀断电，液压缸被锁定，此底盘为支撑平面，以汽车轮胎同地面的接触面为软基时，泵也停止工作，整个系统调平结束。准面测量车身和地面的倾斜角度，对其进行调平，为此开发出4支撑液压调平装置，液压调平装置直接安装在汽车底盘上。以P

7、IC为控制核心，开发自动调平l2控制系统，设计上位机模块，实时显示调平状态和故障情况，并对历史数据及时保存。11沥青砂浆车的整体调平系统由检测装置、液压执行机构和PIC控制模块3部分组成，具体包括双轴水平传感器(倾角传感器)、阀控液压缸和可编程控制器PLC。自动调平控制系统方框图见图2。l一液位计；2--空气滤清器；3一吸油过滤器；4--电机；5一液压泵；6一精过滤器；7一电磁溢流阀；8一压力表开关；9一压力表；10～背压阀；11一电磁换向阀；图2自动调平控制系统方框图12--液控单向阀；l3一软管；l4一液压缸2．1．1车体

8、平台检测装置图3液压系统工作原理图其检测装置为倾角传感器，用来检测平台左右及2．1．3车体平台PLC控制模块前后方向的不水平度。其检测值的大小是系统判断是控制模块是自动调平系统的核心组成部分。由于否进行调平的依据，检测精度的高低直接决定了系统PLC具有高可靠性和接口简易性，利