本發(fā)明涉及斗輪堆取料機械設(shè)備領(lǐng)域，具體的說是涉及一種堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

堆取料機是一種利用斗輪連續(xù)取料，再利用設(shè)備自身的帶式輸送機連續(xù)堆料的有軌式裝卸機械。其主要由斗輪機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、大車行走機構(gòu)、尾車、帶式輸送機和上部鋼結(jié)構(gòu)等部件組成；其中堆取料機的俯仰機構(gòu)包括機械和液壓兩種型式，液壓式俯仰機構(gòu)因其具有結(jié)構(gòu)小巧，配置靈活，工作可靠，組裝方便等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。

俯仰機構(gòu)與主機聯(lián)結(jié)示意圖如圖1所示，包括懸臂機構(gòu)1、液壓缸2、俯仰鉸點3、支撐鉸座4以及轉(zhuǎn)盤5。在液壓缸2牽引下，懸臂1繞俯仰鉸點3轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)斗輪高度的調(diào)整，使斗輪在不同高度的料堆上進(jìn)行堆料和取料作業(yè)。同時俯仰機構(gòu)還需要支撐取料斗輪、懸臂機構(gòu)及配重裝置的重量。液壓缸2所受負(fù)載力隨著懸臂1位置改變而變化，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)壓力和流量不斷變化。當(dāng)懸臂1處于最下端接地位置，即液壓缸2與水平面夾角為θ₁時，液壓缸2所受負(fù)載為正且負(fù)載最大，此時無桿腔壓力最大；隨著懸臂1的上升，液壓缸2出現(xiàn)負(fù)負(fù)載，受拉應(yīng)力，液壓缸2最上端位置與水平面夾角為θ₂。

另，現(xiàn)有的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)原理圖見圖2所示，異步電機6驅(qū)動恒壓變量泵7作為動力源；恒壓變量泵7的輸出壓力隨外負(fù)載變化而變化，實際運行時泵輸出壓力一直小于泵上調(diào)壓閥調(diào)定壓力值，斜盤位于最大擺角處，泵的排量最大，此時恒壓變量泵7相當(dāng)于定量泵；通過調(diào)節(jié)比例換向閥13和單向節(jié)流閥14閥口開度控制液壓缸2的流量；但是此俯仰液壓系統(tǒng)屬于節(jié)流控制系統(tǒng)，存在節(jié)流和溢流損失，效率低，系統(tǒng)溫升高。

現(xiàn)階段，大部分作業(yè)面靠人工操作進(jìn)行懸臂高度的調(diào)整，然而操作工人靠視力觀察很難準(zhǔn)確判斷懸臂移動的垂直高度是否達(dá)到指定位置，從而影響了堆取料的作業(yè)效率。堆取料機懸臂俯仰過程中，液壓缸2的運動速度一般要求控制在0.7m/min左右，同時要求嚴(yán)格控制懸臂1移動的垂直高度，即液壓缸2的垂直位移。俯仰機構(gòu)所受載荷不斷變化引起液壓系統(tǒng)壓力、流量及活塞速度不斷改變，而液壓系統(tǒng)控制方式為開環(huán)控制，決定了此液壓系統(tǒng)不能實現(xiàn)對液壓缸2速度及懸臂1垂直位移的精確控制。

現(xiàn)場調(diào)試時，需精準(zhǔn)調(diào)節(jié)比例換向閥13和單向節(jié)流閥14的開口度。懸臂1上升過程中帶動液壓缸2的活塞伸出，若比例換向閥13閥口開度較大，則活塞伸出速度也會較快。但是現(xiàn)有的恒壓變量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變量機構(gòu)慣性大，響應(yīng)速度較慢。此時恒壓變量泵7已經(jīng)無法提供活塞運動速度所需的流量，使得泵出口出現(xiàn)真空，不能提供液控單向閥19的反向開啟壓力，造成短時間內(nèi)活塞停頓，液壓缸出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象。懸臂1下降時帶動液壓缸2活塞縮回，在外負(fù)載作用下液壓缸無桿腔產(chǎn)生較大背壓，如果比例換向閥13和單向節(jié)流閥14的閥口開度較小，無桿腔油液不能快速流回油箱，會使無桿腔背壓進(jìn)一步增大，對系統(tǒng)可靠性和安全性形成威脅。

為此，有必要研究一種新穎的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)及其控制方法，以能夠有效減少系統(tǒng)能量損失，實現(xiàn)對液壓缸速度和懸臂垂直位移的精確控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠解決現(xiàn)有堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)能源利用率低，無法實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)流量的問題，通過控制俯仰液壓缸的速度和懸臂垂直位移達(dá)到設(shè)計要求，以保證堆取料機能夠高效、穩(wěn)定、可靠地運行。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)，其特征在于，包括：

控制堆取料機懸臂俯仰機構(gòu)進(jìn)行動作的主回路、為液控單向閥提供反向開啟壓力的液控單向閥控制回路以及在系統(tǒng)斷電或發(fā)生故障狀態(tài)下為系統(tǒng)提供動力的手動控制回路；其中，所述主回路包括與取料機懸臂俯仰機構(gòu)連接的液壓缸，與所述液壓缸連接、用以控制液壓缸的升降動作的第一電磁換向閥，與所述第一電磁換向閥連接、用以避免油液回流的第一單向閥，與所述第一單向閥連接、用以為主回路提供過壓保護(hù)的第一溢流閥，與所述第一單向閥連接、用以過濾油液中雜質(zhì)的過濾器，與所述過濾器連接的定量泵，與所述定量泵連接、用以帶動定量泵為系統(tǒng)提供動力的變頻電機，兩個分別與所述第一電磁換向閥連接、用以防止由內(nèi)泄引起的液壓缸下滑的液控單向閥，兩個分別與各所述液控單向閥一一對應(yīng)連接、用以防止活塞桿出現(xiàn)伸縮動作的防爆閥以及用以實現(xiàn)在一定條件下使得液壓缸的無桿腔中的液壓油一部分泄回油箱，一部分進(jìn)入有桿腔對有桿腔進(jìn)行補油的兩組雙溢流制動閥，所述雙溢流制動閥包括第二單向閥以及第二溢流閥，所述一定條件是指在液壓缸的活塞桿承受一定載荷而迅速下降時，液壓缸的無桿腔承受一定的壓力，同時其有桿腔形成真空的狀態(tài)；所述液控單向閥控制回路包括由電機帶動、用以作為動力源的定量泵，與所述定量泵連接、用以避免油液回流的第三單向閥，與所述第三單向閥連接、用以為本液控單向閥控制回路提供過壓保護(hù)的第三溢流閥以及與所述液控單向閥連接，用以控制各液控單向閥反向啟閉的第二電磁換向閥；所述手動控制回路包括用以實現(xiàn)人工操作的手動泵，與所述手動泵連接、用以為手動控制回路提供過壓保護(hù)的第四溢流閥，用以控制液壓缸進(jìn)行升降動作的手動換向閥以及用以防止由內(nèi)泄引起的液壓缸下滑的液壓鎖。

本發(fā)明的另一目的是要提供一種能夠?qū)ι鲜龆讶×蠙C俯仰液壓系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

用以檢測液壓缸的速度信號的速度傳感器；

用以檢測液壓缸的角位移信號的角位移傳感器；

兩個分別與所述速度傳感器、角位移傳感器連接、用以實現(xiàn)將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換模塊；

與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接、用以將所輸入數(shù)字信號通過內(nèi)置PID進(jìn)行邏輯運算并向變頻器輸出數(shù)字控制信號的PLC可編程控制器；同時PLC可編程控制器28用以給定第一電磁換向閥及第二電磁換向閥數(shù)字信號以控制第一電磁換向閥或第二電磁換向閥換向，從而實現(xiàn)懸臂的升降動作；

與所述PLC可編程控制器連接、用以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的D/A轉(zhuǎn)換模塊；

與所述D/A轉(zhuǎn)換模塊連接、用以根據(jù)PLC可編程控制器所輸出的模擬信號，改變所述變頻電機的工作電源頻率方式來控制變頻電機的轉(zhuǎn)速的變頻器23；

以及用于檢測變頻電機的轉(zhuǎn)速信號的旋轉(zhuǎn)編碼器。

本發(fā)明的另一目的是要提供一種能夠?qū)ι鲜龆讶×蠙C俯仰液壓系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)閉環(huán)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、通過PLC可編程控制器輸出數(shù)字控制信號，該數(shù)字控制信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬信號后輸入給變頻器，通過變頻器控制變頻電機的轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)對定量泵轉(zhuǎn)速的控制；同時PLC可編程控制器給定第一電磁換向閥及第二電磁換向閥數(shù)字信號以控制第一電磁換向閥或第二電磁換向閥換向，從而實現(xiàn)懸臂的升降動作；

步驟2、通過速度傳感器將檢測到的液壓缸的速度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過角位移傳感器將檢測到的液壓缸的角位移信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測變頻電機的轉(zhuǎn)速信號，上述三種信號反饋至PLC可編程控制器，PLC可編程控制器經(jīng)預(yù)設(shè)的PID邏輯運算后輸出相應(yīng)的控制信號，以實現(xiàn)對液壓缸的速度和懸臂機構(gòu)垂直位置的閉環(huán)控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明極大程度地減少了能源消耗，提高了系統(tǒng)工作效率；其利用變頻器控制變頻電機轉(zhuǎn)速驅(qū)動定量泵，使泵的輸出流量適應(yīng)系統(tǒng)要求，最大限度地減少了溢流損失；并采用電磁換向閥減少了節(jié)流損失，降低了油液發(fā)熱量；

2、由于現(xiàn)有的變量泵斜盤的擺角只能限制在一定的范圍內(nèi)使得調(diào)速范圍受限，因此本發(fā)明采用變頻電機帶動定量泵使得系統(tǒng)調(diào)速范圍增大以克服上述缺陷；

3、本發(fā)明采用電磁換向閥，省去了對傳動介質(zhì)要求較高的比例換向閥，對傳動介質(zhì)及過濾精度的要求有所降低。

4、本發(fā)明避免了電機和液壓泵的高速連續(xù)運轉(zhuǎn)，從而有效地降低系統(tǒng)噪聲和機件磨損，提高液壓系統(tǒng)的使用壽命和可靠性；

5、本發(fā)明省去了帶有復(fù)雜變量機構(gòu)的變量泵，提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度，結(jié)構(gòu)更合理；

6、本發(fā)明經(jīng)過變頻器內(nèi)置PID邏輯計算，具有更好的控制特性，實現(xiàn)了對液壓缸速度和懸臂垂直位移地精確閉環(huán)控制。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有俯仰機構(gòu)與主機聯(lián)結(jié)示意圖；

圖2為現(xiàn)有的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)原理圖；

圖3為所述堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)原理圖；

圖4為所述閉環(huán)控制系統(tǒng)控制原理框圖。

圖中：1、懸臂機構(gòu)；2、液壓缸；3、俯仰鉸點；4、支撐鉸座；5、轉(zhuǎn)盤；6、異步電機；7、恒壓變量泵；8、第四溢流閥；9、手動泵；10、過濾器；11、第一單向閥；12、第一溢流閥；13、比例換向閥；14、單向節(jié)流閥；15、電磁換向閥；16、單向節(jié)流閥；17、手動換向閥；18、液壓鎖；19、液控單向閥；20、防爆閥；21、第二單向閥；22、第二溢流閥；23、變頻器VFD；24、變頻電機；25、定量泵；26、旋轉(zhuǎn)編碼器PG；27、D/A轉(zhuǎn)換模塊；28、PLC可編程控制器；29、定量泵；30、電機；31、第三單向閥；32、第三溢流閥；33、第二電磁換向閥；34、第一電磁換向閥；35、A/D轉(zhuǎn)換模塊；36、速度傳感器；37、角位移傳感器。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

隨著大型機械設(shè)備機械化、自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，堆取料機的少人甚至無人化是一種未來發(fā)展趨勢，而堆取料裝備的機械化和自動化是實現(xiàn)這一趨勢的必要條件。針對上述背景，本發(fā)明提出了一種堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)，其是對現(xiàn)有堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)的改進(jìn)。具體的，現(xiàn)有堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)控制方式為開環(huán)控制，其動力源一般采用異步電機帶動恒壓變量泵，通過調(diào)節(jié)比例換向閥和單向節(jié)流閥閥口開度調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，進(jìn)而控制液壓缸的伸縮速度；并靠操作工人視力判斷進(jìn)行懸臂高度的調(diào)整。同時現(xiàn)有斗輪堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)還存在能源利用率低，液壓缸速度和懸臂高度控制精度一般的問題，無法達(dá)到堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)對液壓缸速度和懸臂垂直位移的控制要求，從而影響了堆取料機的工作效率及可靠性。

本發(fā)明提出的一種堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)其采用變頻器控制變頻電機的轉(zhuǎn)速來驅(qū)動定量泵，使泵的輸出流量滿足系統(tǒng)要求，同時采用電磁換向閥實現(xiàn)液壓缸伸縮動作的控制，該系統(tǒng)屬于一種直驅(qū)式容積控制電液系統(tǒng)。與現(xiàn)有堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)相比，定量泵比變量泵的可靠性更高，泵轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)節(jié)能效果更好，這種新型液壓系統(tǒng)具有變頻電機控制靈活、功耗低、效率高、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢；而且變頻電機帶動定量泵，系統(tǒng)調(diào)速范圍增大；將比例換向閥換成電磁換向閥，降低了對傳動介質(zhì)及過濾精度的要求；電機工作方式由連續(xù)工作改為間歇工作，有效地降低系統(tǒng)噪聲和機件磨損，提高元件使用壽命。

本發(fā)明所述堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)如圖3所示，由主回路、液控單向閥控制回路、手動控制回路組成；

主回路用以控制堆取料機懸臂俯仰機構(gòu)進(jìn)行動作，其包括變頻電機24、定量泵25、過濾器10、第一單向閥11、第一溢流閥12、第一電磁換向閥34、液控單向閥19、防爆閥20、第二單向閥21、第二溢流閥22以及液壓缸2；其由變頻電機24帶動定量泵25為系統(tǒng)提供動力，過濾器10用于過濾油液中的雜質(zhì)，第一單向閥11用于避免油液回流，第一溢流閥12為主回路提供過壓保護(hù)，第一電磁換向閥34用于控制液壓缸的升降動作，液控單向閥19(包括液控單向閥19-1、液控單向閥19-2)用于防止由內(nèi)泄引起的液壓缸下滑，當(dāng)系統(tǒng)壓力過高導(dǎo)致管路破裂時，防爆閥20起保護(hù)作用，防止活塞桿出現(xiàn)伸縮動作，第二單向閥21和第二溢流閥22組成雙溢流制動閥(所述雙溢流制動閥包括第二單向閥21以及第二溢流閥22)，在液壓缸活塞桿承受較大載荷而迅速下降時，無桿腔承受較大壓力，有桿腔形成真空，此時無桿腔中的液壓油一部分泄回油箱，一部分經(jīng)相應(yīng)的第二單向閥進(jìn)入有桿腔對有桿腔進(jìn)行補油。

液控單向閥控制回路用以為液控單向閥19-1、19-2提供反向開啟壓力，其由定量泵29、電機30、第三單向閥31、第三溢流閥32、第二電磁換向閥33組成；其中電機30帶動定量泵29作為動力源，第三單向閥31用于避免油液回流，第三溢流閥32為液控單向閥回路提供過壓保護(hù)，第二電磁換向閥33用于控制液控單向閥19-1和19-2的反向啟閉，之所以設(shè)計液控單向閥控制回路，是為了避免出現(xiàn)因外負(fù)載變化引起的液壓系統(tǒng)無法提供液控單向閥19-1、19-2反向開啟壓力的問題，而造成短時間內(nèi)活塞停頓，液壓缸“爬行”的現(xiàn)象。

手動控制回路用以在系統(tǒng)斷電或發(fā)生故障狀態(tài)下為系統(tǒng)提供動力；其包括第四溢流閥8、手動泵9、手動換向閥17及液壓鎖18，其中第四溢流閥8為手動控制回路提供過壓保護(hù)，手動換向閥17用于控制液壓缸升降動作，液壓鎖18用于防止由內(nèi)泄引起的液壓缸下滑。

上述液壓系統(tǒng)的工作過程為：當(dāng)懸臂機構(gòu)1進(jìn)行上升動作時，電磁鐵YH1、YH4同時得電；主回路中變頻電機24帶動定量泵25轉(zhuǎn)動，為系統(tǒng)提供動力，液壓油依次經(jīng)過過濾器10、第一單向閥11、第一電磁換向閥34左位、液控單向閥19-1，以及兩個防爆閥20-1、20-3，分別進(jìn)入液壓缸2-1、2-2的無桿腔，壓力油推動液壓缸2-1、2-2的活塞向上運動，實現(xiàn)懸臂的上升，液壓缸2-1、2-2有桿腔油液分別經(jīng)過兩個防爆閥20-2、20-4，液控單向閥19-2以及第一電磁換向閥34左位流回油箱；液控單向閥控制回路為液控單向閥19-2提供反向開啟壓力，電機30帶動定量泵29作為液控單向閥控制回路動力源，油液依次經(jīng)過單第三向閥31、第二電磁換向閥33右位，流入液控單向閥19-2的控制油口，使液控單向閥19-2反向開啟。

當(dāng)懸臂機構(gòu)1進(jìn)行下降動作時，電磁鐵YH2、YH3同時得電；主回路中變頻電機24帶動定量泵25轉(zhuǎn)動，為系統(tǒng)提供動力；液壓油依次經(jīng)過過濾器10、第一單向閥11、第一電磁換向閥34右位、液控單向閥19-2、以及兩個防爆閥20-2、20-4，分別進(jìn)入液壓缸2-1、2-2的有桿腔，在懸臂和活塞自重作用以及壓力油推動作用下，液壓缸2-1、2-2的活塞向下運動，實現(xiàn)懸臂的下降；液壓缸2-1、2-2的無桿腔油液分別經(jīng)過兩個防爆閥20-1、20-3，液控單向閥19-1、第一電磁換向閥34右位流回油箱；液控單向閥控制回路為液控單向閥19-1提供反向開啟壓力，電機30帶動定量泵29作為液控單向閥控制回路動力源，油液依次經(jīng)過第三單向閥31、第二電磁換向閥33左位，流入液控單向閥19-1的控制油口，使液控單向閥19-1反向開啟。

在系統(tǒng)斷電或發(fā)生故障等緊急狀況時，操作工人手動實現(xiàn)手動泵9、手動換向閥17動作；當(dāng)懸臂進(jìn)行上升動作時，液壓油從手動泵9依次流入手動換向閥17右位、液壓鎖18，以及兩個防爆閥20-1、20-3，分別進(jìn)入液壓缸2-1、2-2的無桿腔，壓力油推動液壓缸2-1、2-2的活塞向上運動，實現(xiàn)懸臂的上升；液壓缸2-1、2-2有桿腔油液分別經(jīng)過兩個防爆閥20-2、20-4，液壓鎖18、手動換向閥17右位流回油箱；當(dāng)懸臂進(jìn)行下降動作時，液壓油從手動泵9依次流入手動換向閥17左位、液壓鎖18，以及兩個防爆閥20-2、20-4，分別進(jìn)入液壓缸2-1、2-2的有桿腔，在懸臂和活塞自重作用以及壓力油推動作用下，液壓缸2-1、2-2的活塞向下運動，實現(xiàn)懸臂的下降；液壓缸2-1、2-2無桿腔油液分別經(jīng)過兩個防爆閥20-1、20-3，液壓鎖18、手動換向閥17左位流回油箱。

上述過程所對應(yīng)的液壓傳動基本公式：

液壓缸在懸臂上升過程中的速度為：

液壓缸在懸臂下降過程中的速度為：

式中q—液壓缸輸入的流量(m³/s)；

D—活塞直徑(m)；

d—活塞桿直徑(m)。

對于俯仰液壓缸，要求升降過程中勻速運動，則根據(jù)上述公式，俯仰液壓缸的活塞面積D和活塞桿的面積d均為常數(shù)，可通過調(diào)節(jié)液壓缸的輸入流量q使得v₁＝v₂。因此通過改變泵的轉(zhuǎn)速便可改變液壓缸的輸入流量，實現(xiàn)液壓缸速度的控制。

例如如圖1，液壓缸與水平面的夾角為θ，則液壓缸的垂直位移為：H＝v·sinθ·t式中v—液壓缸運動速度(m/s)；t—液壓缸運動時間(s)。

其在運動過程中，懸臂和液壓缸的垂直位移相等；懸臂升降時，液壓缸與水平面的夾角θ不斷變化，角位移傳感器37實時檢測液壓缸與水平面的夾角信號，通過調(diào)節(jié)液壓缸的運動時間t即可實現(xiàn)液壓缸垂直位移的控制，從而實現(xiàn)懸臂垂直位移的精確控制。

本發(fā)明的另一目的是要提供一種能夠?qū)ι鲜龆讶×蠙C俯仰液壓系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

用以檢測液壓缸的速度信號的速度傳感器36；

用以檢測液壓缸的角位移信號的角位移傳感器37；

兩個分別與所述速度傳感器、角位移傳感器連接、用以實現(xiàn)將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換模塊35-1、35-2；

與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接、用以將所輸入數(shù)字信號通過內(nèi)置PID進(jìn)行邏輯運算并向變頻器輸出數(shù)字控制信號的PLC可編程控制器28；同時PLC可編程控制器28用以給定第一電磁換向閥及第二電磁換向閥數(shù)字信號以控制第一電磁換向閥或第二電磁換向閥換向，從而實現(xiàn)懸臂的升降動作；

與所述PLC可編程控制器連接、用以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的D/A轉(zhuǎn)換模塊27；

與所述D/A轉(zhuǎn)換模塊連接、用以根據(jù)PLC可編程控制器所輸出的模擬信號，改變所述變頻電機24的工作電源頻率方式來控制變頻電機的轉(zhuǎn)速的變頻器23；

以及用于檢測變頻電機的轉(zhuǎn)速信號的旋轉(zhuǎn)編碼器26。

具體的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)控制框圖如圖4所示。PLC可編程控制器28輸出數(shù)字控制信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊27轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入給變頻器23；變頻器23控制變頻電機24的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)對定量泵25轉(zhuǎn)速的控制；同時PLC可編程控制器28給定第二電磁換向閥33、第一電磁換向閥34對應(yīng)的數(shù)字信號，控制換向閥換向，實現(xiàn)懸臂的升降動作；速度傳感器36將檢測到的液壓缸2速度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊35-1轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，角位移傳感器37將檢測到的液壓缸2的角位移信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊35-2轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以及旋轉(zhuǎn)編碼器26將檢測到的變頻電機24轉(zhuǎn)速信號同時反饋給PLC可編程控制器28，隨后經(jīng)過PID邏輯運算后輸出控制信號，最終實現(xiàn)液壓缸2速度和懸臂1垂直位置的閉環(huán)控制。

本發(fā)明的另一目的是要提供一種能夠?qū)ι鲜龆讶×蠙C俯仰液壓系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制的堆取料機俯仰液壓系統(tǒng)閉環(huán)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、通過PLC可編程控制器輸出數(shù)字控制信號，該數(shù)字控制信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬信號后輸入給變頻器，通過變頻器控制變頻電機的轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)對定量泵轉(zhuǎn)速的控制；同時PLC可編程控制器給定第一電磁換向閥及第二電磁換向閥數(shù)字信號以控制第一電磁換向閥或第二電磁換向閥換向，從而實現(xiàn)懸臂的升降動作；

步驟2、通過速度傳感器將檢測到的液壓缸的速度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過角位移傳感器將檢測到的液壓缸的角位移信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測變頻電機的轉(zhuǎn)速信號，上述三種信號反饋至PLC可編程控制器，PLC可編程控制器經(jīng)預(yù)設(shè)的PID邏輯運算后輸出相應(yīng)的控制信號，以實現(xiàn)對液壓缸的速度和懸臂機構(gòu)垂直位置的閉環(huán)控制。

本設(shè)計提出的控制方法，通過實時監(jiān)測液壓缸速度、液壓缸角位移以及變頻電機轉(zhuǎn)速的信號，反饋給PLC可編程控制器并通過內(nèi)置PID邏輯運算，給定變頻器輸入信號控制變頻電機的轉(zhuǎn)速，最終實現(xiàn)對液壓缸速度和懸臂垂直位移的閉環(huán)控制。綜上所述，本發(fā)明具有控制方法簡單，能夠保證堆取料機能夠高效、穩(wěn)定、可靠地運行等優(yōu)點。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。