大型構(gòu)件液壓同步提升技術(shù)是一項新穎的建筑施工安裝技術(shù),液壓提升器是該技術(shù)的作業(yè)主體。以往這項技術(shù)中的液壓提升器是間歇式工作方式,液壓提升器由頂部的上錨具機構(gòu)、中部的穿心式提升液壓缸、下部的下錨具機構(gòu)、鋼絞線等組成,待裝構(gòu)件通過地錨與鋼絞線相連。其升降過程為:當(dāng)下錨具機構(gòu)夾緊鋼絞線時,上錨具機構(gòu)松開,主液壓缸空載上升或下降,大型構(gòu)件不動;當(dāng)上錨具機構(gòu)夾緊鋼絞線時,下錨具機構(gòu)松開,使主液壓缸帶載上升或下降。如此循環(huán)反復(fù),大型構(gòu)件便上升或下降至預(yù)定的高度。錨具液壓缸在行使緊錨、脫錨功能時,壓錨力和脫錨力很有限,4MPa的油壓已足夠。因為緊錨和脫錨主要是靠鋼絞線在負(fù)載轉(zhuǎn)換過程中受到壓力或拉力頂開或拔松錨片來完成。錨具液壓缸的壓力只是行使錨片的初始壓緊和維持松錨狀態(tài),錨具缸油壓太高,會帶來隱患。顯然,在負(fù)載轉(zhuǎn)換過程中,由于上、下錨具交替緊、松錨而使重物呈現(xiàn)停頓、再起動狀態(tài),產(chǎn)生附加慣性力,不僅使生產(chǎn)效率低下,并使性受到一定影響。
液壓提升器包括通過提升臂軸連接在一起的外提升臂和內(nèi)提升臂 、鉸接在內(nèi)提升臂上的活塞桿 ,活塞桿連接在液壓缸的活塞上 ,液壓缸安裝在密封的提升器殼體中 ,提升器殼體中盛有液壓油 ,提升器殼體的下部通過管道連接到液壓泵的進油口。
錨具液壓缸在行使緊錨 、脫錨功能時 ,壓錨力和脫錨力很有限,4MPa的油壓已足夠。因為緊錨和脫錨主要是靠鋼絞線在負(fù)載轉(zhuǎn)換過程中受到壓力或拉力頂開或拔松錨片來完成 。錨具液壓缸的壓力只是行使錨片的初始壓緊和維持松錨狀態(tài),錨具缸油壓太高 ,會帶來隱患 。顯然 ,在負(fù)載轉(zhuǎn)換過程中 ,由于上、下錨具交替緊 、松錨而使重物呈現(xiàn)停頓 、再起動狀態(tài) ,產(chǎn)生附加慣性力,不僅使生產(chǎn)效率低下,并使性受到一定影響。


其一、液壓提升設(shè)備串電阻調(diào)速方式存在的問題
交流電機因為其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、壽命不錯、故障率低、維修方便、價格便宜等諸多優(yōu)點得以普遍應(yīng)用,但交流單機、雙機拖動的提升系統(tǒng)以前采用繞線電機轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方式,現(xiàn)已基本淘汰完,此調(diào)速方式存在的問題如下:
1、電阻分級切換,實現(xiàn)有級調(diào)速,設(shè)備運行不平穩(wěn),引起電氣及機械沖擊;
2、液壓提升設(shè)備在減速和爬行階段的速度控制性能差,經(jīng)常造成停車位置不準(zhǔn);
3、發(fā)電時,機械能回饋電網(wǎng),造成電網(wǎng)功率因數(shù)低。在供電饋線較長的應(yīng)用場合,會加大變壓器、供電線路等方面的投資;
4、低速時機械特性較軟,靜差率大;
5、液壓提升設(shè)備頻繁的起動、調(diào)速和制動,在轉(zhuǎn)子外電路所串電阻上產(chǎn)生相當(dāng)大的功耗;
6、中運行震動大,性較差;
7、接觸器頻繁投切,電弧觸點,影響接觸器的壽命,設(shè)備維修成本較不錯;
8、起動過程和調(diào)速換擋過程中電流沖擊大,制動不不,對能量處理不力,斜井提升機運行中調(diào)速不連續(xù),容易掉道,故障率不錯;
9、設(shè)備體積大,發(fā)熱嚴(yán)重使工作環(huán)境(甚至使環(huán)境溫度高達60℃以上);
10、設(shè)備維護工作量大、維護費用高,故障率不錯。礦用生產(chǎn)是24h連續(xù)作業(yè),即使短時間的停機維修也會給生產(chǎn)帶來很大損失;
11、繞線電動機滑環(huán)存在的接觸不良問題,容易引起設(shè)備型事故。
其二、頂升平移分布式控制系統(tǒng)DCS的基本構(gòu)成
一個較基本的DCS系統(tǒng)應(yīng)包括四個大的組成部分:至少一臺現(xiàn)場控制站、至少一臺操作員站、一臺工程師站(也可利用一臺操作員站兼做工程師站)、一條系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。
1、操作員站
操作員站主要人機界面的功能,一般采用桌面型通用計算機系統(tǒng),如圖形工作站或個人計算機等。其配置與常規(guī)的桌面系統(tǒng)相同,但要求有大尺寸的呈現(xiàn)器和高性能的圖形處理器,有些系統(tǒng)還要求每臺操作員站使用多屏幕,以拓寬操作員的關(guān)持范圍。
2、現(xiàn)場控制站
現(xiàn)場控制站是DCS的核心,液壓頂升主要的控制功能由它來完成。系統(tǒng)的性能、可靠性等重要指標(biāo)也都要依靠現(xiàn)場控制站保證,因此對它的設(shè)計、生產(chǎn)及安裝都有很高的要求。現(xiàn)場控制站的硬件一般都采用專門的工業(yè)級計算機系統(tǒng),其中除了計算機系統(tǒng)所的運算器、存儲器外,還包括了現(xiàn)場測量單元、執(zhí)行單元的輸入輸出設(shè)備,即過程量I/O或現(xiàn)場I/O。在現(xiàn)場控制站內(nèi)部,主CPU和內(nèi)存等用于數(shù)據(jù)的處理、計算和存儲的部分被稱為邏輯部分,而現(xiàn)場I/O則被稱為現(xiàn)場部分,這兩個部分是需要嚴(yán)格隔離的,以防止現(xiàn)場的各種信號,包括干擾信號對計算機的處理產(chǎn)生不利的影響。現(xiàn)場控制站內(nèi)邏輯部分和現(xiàn)場部分的連接,一般采用與工業(yè)計算機相匹配的內(nèi)部并行總線。并行總線結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本較高,因此現(xiàn)場控制站內(nèi)的邏輯部分和現(xiàn)場I/O之間的連接方式上轉(zhuǎn)向了串行總線。串行總線的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,成本低,很容易實現(xiàn)隔離,而且容易擴充,可以實現(xiàn)遠程距離的I/O模塊連接。
3、工程師站
工程師站是液壓頂升設(shè)備DCS中的一個功能站,其主要作用是對DCS進行應(yīng)用組態(tài)。應(yīng)用組態(tài)是DCS應(yīng)用過程當(dāng)中不可少的一個環(huán)節(jié),因為DCS是一個通用的控制系統(tǒng),在其上可實現(xiàn)各種各樣的應(yīng)用,關(guān)鍵是如何定義一個具體的系統(tǒng)完成什么樣的控制,控制的輸入、輸出量是什么,控制回路的算法如何,在控制計算中選取什么樣的參數(shù),在系統(tǒng)中設(shè)置哪些人機界面來實現(xiàn)人對系統(tǒng)的管理與監(jiān)控,還有諸如警報、報表及歷史數(shù)據(jù)記錄等各個方面功能的定義,正確完成組態(tài)才能夠成為一個針對具體控制應(yīng)用的可運行系統(tǒng)。
組態(tài)工作是在系統(tǒng)運行之前進行的,組態(tài)完成,系統(tǒng)就具備了運行能力。
當(dāng)系統(tǒng)在線運行時,工程師站可起到一個對DCS本身運行狀態(tài)進行監(jiān)視的作用,以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的異常,并及時進行處置。
一般在一個標(biāo)準(zhǔn)配置的DCS中,都配有一臺專用的工程師站,也有些小型系統(tǒng)不配置專門的工程師站,而將其功能合并到某臺操作員站中??梢詫⑦@種具有操作員站和工程師站雙重功能的站設(shè)置成可隨時切換的方式,根據(jù)需要使用該站完成不同的功能。
4、服務(wù)器及其他功能站
在現(xiàn)代的DCS結(jié)構(gòu)中,除了現(xiàn)場控制站和操作員站以外,還可以有許多執(zhí)行特定功能的計算機,如專門記錄歷史數(shù)據(jù)的歷史站,進行控制運算功能的計算站,進行生產(chǎn)管理的管理站等。
隨著DCS功能的不斷擴展,系統(tǒng)已不再局限于直接控制,加入了監(jiān)督控制乃至生產(chǎn)管理等功能,因此當(dāng)今大多數(shù)DCS都配有服務(wù)器。其主要功能是完成監(jiān)督控制層的工作,如整個生產(chǎn)裝置乃至全廠的運行狀態(tài)監(jiān)視、對生產(chǎn)過程各個部分出現(xiàn)的異常情況的及時發(fā)現(xiàn)并及時處理,提供實時數(shù)據(jù)和執(zhí)行調(diào)節(jié)控制操作等。
5、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
DCS是由各種不同功能的站組成,這些站之間實現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸,以實現(xiàn)系統(tǒng)總體的功能,因此系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實時性、可靠性和數(shù)據(jù)通信能力關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能,特別是網(wǎng)絡(luò)的通信規(guī)約,關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)通信的效率和系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。
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