液壓提升設備電液集成的可行性分析及實施方案

　　隨著對礦井自動化生產和高生產效率的要求以及以人為本設計理念的提出，對液壓提升設備也提出了高自動化、高層位控制精度、乘坐舒適性、   性等綜合性能要求。層位精度控制是指提升罐籠在升降過程中要準確，而不是靠司機一次或多次微動操作才能停穩在各水平巷道的層位上，層位精度控制得不到解決，將嚴重影響液壓提升設備的運行工作效率；能否滿足乘坐舒適性要求主要取決于操作輸入信號，而司機手動操作是難以控制的。這樣，改變液壓提升設備現有的簡單手動操作比例式減壓閥的開環控制方式，實現可能的數字PID控制、自適應控制、模糊控制、神經網絡控制以及復合控制算法在內的計算機控制便成為提高液壓提升設備動態控制精度及其綜合性能的關鍵，這也是液壓提升設備發展的必經之路。

　　液壓頂升電液集成系統由電氣及液壓兩部分組成，系統中偏差信號的檢測、校正和初始放大都是采用電氣、電子元件來實現；系統的心臟是電液控制閥。電液集成控制系統是一種以電子、電氣為神經，以液壓為筋肉，以微型計算機為大腦的電液控制系統。因此，電液集成系統各方面的優越性及其在多個領域的成功應用為現有液壓提升設備高改造指明了方向、提供了理論和現實依據。具體而言，液壓提升設備的技術改造分兩個步驟得以實現，首先利用電液集成技術將現有液壓提升設備的核心系統液壓驅動系統改進成便于計算機控制的電液集成系統；其次，在對該電液集成系統實行計算機控制的基礎上，進行電液集成系統多種控制策略的   以確定能相對較好滿足現代礦井液壓提升設備綜合性能要求的控制算法。綜上，采用電液集成系統及相應的電液集成控制系統對現有液壓提升設備液壓驅動系統進行改進是切實可行的。

　　液壓提升設備電液集成系統具體方案確定

　　目前，電液集成控制系統己經取得較大的發展，其表現形式也多種多樣，按系統所用電液控制閥的不同，電液集成控制系統可分為電液伺服控制系統、電液比例控制系統和電液數字控制系統。其中電液伺服控制系統響應快、精度高，應用于執行元件閉環控制；電液比例控制系統響應較快、精度較高，主要用于執行元件開環控制；電液數字控制系統的性能與微機、驅動電源、數字閥的性能有關，響應較快、精度較高，但成本高、控制復雜。經分析對比確定液壓頂升電液集成系統初步方案為電液伺服控制系統。

　　電液伺服控制系統是由電氣的信號處理部分與液壓的功率輸出部分組成的閉環控制系統。其綜合了電氣和液壓兩方面的優點，具有控制精度高、響應、信號處理靈活、輸出功率大、結構緊湊、重量輕等優點。按被控制的物理量，電液伺服控制系統又可分為速度伺服控制系統、位置伺服控制系統、力或壓力伺服控制系統。

　　由于液壓提升設備的核心系統液壓驅動系統為速度控制系統，所以本文   終確定實現液壓提升設備電液集成的關鍵為電液速度伺服控制系統，這樣液壓提升設備電液集成控制系統亦可稱為液壓提升設備電液速度伺服控制系統。

　　液壓頂升裝置液壓驅動系統是典型的大慣量、時變高階系統，其動態性能受負載的影響很大，由于開環控制無法預知各種干擾信號的存在對輸出的影響而不能進行補償，難以取得滿意的效果，所以本電液速度伺服控制系統采用速度反饋大閉環；同時，將現有液壓提升設備的手動控制方式用計算機控制代替，由計算機給出的指令信號與速度反饋信號的偏差信號經伺服放大器放大處理以控制電液伺服閥。