起重机测试控制器

Hiab是芬兰赫尔辛基Cargotec的运营部门，是世界领先的道路负载处理设备供应商。该公司对其移动液压起重机产品进行了严格的测试，以确保它们符合设计规范。测试协议包括驾驶起重机，同时监控起重机操作以验证性能。液压流体流量范围广泛，从10lpm到150lpm不等。如果流量没有被精确调节，特别是在低流体流量时，该公司的起重机是否有能力进行非常精确的提升运动就无法得到验证。

测试系统升级

Hiab的旧测试系统由一个270 kW的主液压动力单元(HPU)组成，可为6个试验台提供350 bar (5000 psi)的连续压力。每个支架可以模拟固定流量或可变流量泵。每个试验台都使用可编程逻辑控制器(PLC)，通过标准性能比例阀和压力补偿器提供闭环控制，以保持所需的流量。

测试系统运行正常，但Hiab的质量控制人员对某些操作模式下的测试质量不满意。特别是，该系统对压力补偿装置的性能非常敏感，在非常小的流体流量或高负载诱导压力下，该装置难以调节目标压差。需要经常对补偿器进行校准，以调整内部弹簧的削弱，这也成为一个令人头痛的维护问题。为了寻求解决方案，Hiab的人联系了西班牙萨拉戈萨的Ihber，这是一家专门从事高级定制应用的液压公司，比如运动控制和测试。

Ihber技术经理Javier Berné表示，Hiab希望改进试验台，以“覆盖整个流量范围，并大幅减少维护任务”。随后，Ihber团队建议安装新型比例伺服阀和高性能电液运动控制器。“避免压力补偿器意味着更少的维护，而使用高性能阀门和控制器意味着更好的性能，”Berné继续说道。

暑假期间有两个星期的时间来拆卸现有的测试台，安装新系统(其中一个测试台如图1所示)，并测试和优化控制(参见图2)。

Berné网站表示:“从第一天开始，完美的表现是必须的。”“我们选择使用特定的两轴控制器，是因为它们的性能、随控制器免费提供的软件功能，以及供应商提供的高水平技术支持令人印象深刻。”

每个运动控制器(如图3所示，安装在一个试验台的控制面板上)都被编程来模拟液压泵在两种工作模式下的性能。每种模式采用不同的传感器配置。一种称为自定义反馈的编程功能允许控制器轻松地在模式之间切换。

编程的优势

第一种模式模拟用一个固定流量泵和一个限压阀给料。在这种模式下，运动控制器连接到伺服阀、流量计和压力传感器。该控制器采用具有力限制特性的速度控制环进行编程。在这种模式下，控制器并行运行速度和力的比例积分导数(PID)算法，并使用两个PID控制信号中的最小值来驱动执行器。在Hiab测试应用中，Ihber的工程师对速度回路进行了编程，以控制液压流体流向起重机，而力回路则被设置为限制施加的压力。

测试系统的第二种工作模式模拟了一个具有负载敏感和截止补偿器的可变流量泵。同样，在对控制器进行编程时采用了力限制，第一个回路控制吊车阀门上的压差(使用两个压力传感器，一个用于吊车供应，另一个用于负载传感)，第二个回路限制压力。

Berné表示:“运动控制器的力限制功能使我们能够避免在系统运行期间在速度或压差和压力调节的独立控制模式之间过渡。”“这使得操作更加顺畅，并将测试系统维护问题降至最低。”

运动控制回路调谐

除了支持运动功能的编程，开发工具软件还支持调整运动控制回路，以实现精确的操作。

Berné表示:“使用绘图管理器实时绘制所有运动参数，使我们能够非常快速地了解系统，并在每种情况下找到良好且流畅的响应，即使是在紧急停止后或在起重机电路中有滞留空气的第一次运动期间。”

除了运动控制器，每个试验台都有一个PLC和一个触摸屏人机界面(HMI)。所有元件通过Profibus进行通信，并通过Profibus连接到另一个PLC，该PLC控制HPU并管理告警。通过触摸屏，用户可以指定控制类型(固定或可变流量)、目标参数(如流量、最大压力、压差)以及控制器需要的其他信息。触摸屏还接收来自控制器的信息，包括在系统运行期间测量的实际参数值。

Berné表示:“有了新的控制措施，系统的性能比我们的客户预期的要好得多。”由于阀门和控制器的性能，即使流量很小，流量控制也非常准确，并且限压适用于轻型和重型起重机负载以及不同速度。”

理查德Meyerhoefer他是Delta计算机系统公司的区域应用专家;由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

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运动升级为了提高质量和减少维护，需要控制试验台。

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