一種重型電氣設(shè)備液壓頂升控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重型電氣設(shè)備液壓頂升控制方法,具體是一種用于設(shè)備安裝領(lǐng)域中重型電氣設(shè)備的就位施工液壓頂升的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電能需求量不斷增加,電力行業(yè)建設(shè)不斷發(fā)展,液壓頂升裝置被廣泛應(yīng)用于大型變電站的建設(shè)中,尤其在重型電器設(shè)備安裝就位中,有著舉足輕重的地位。同時(shí)新建大型變電站已經(jīng)向自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展,這對(duì)電氣設(shè)備的安裝就位提出了更高的要求。由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、布置靈活、自動(dòng)化程度高、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn),電力建設(shè)行業(yè)普遍采用超高壓液壓泵站、液壓千斤頂?shù)冉M成的液壓頂升裝置進(jìn)行電氣設(shè)備的裝卸和安裝就位。
[0003]現(xiàn)有電氣設(shè)備的安裝就位采用液壓頂升裝置和人工交替作業(yè),主要是人工手動(dòng)控制液壓泵站的啟停,分階段多次頂升,其就位施工步驟如下:
首先、當(dāng)變壓器主體到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,起重人員先將墊木按井字形交叉疊放并整齊擺放到基礎(chǔ)前,其密度應(yīng)根據(jù)設(shè)備重量決定,開始就位施工;
其次、檢查液壓頂升裝置的是否工作正常,頂升準(zhǔn)備工作就緒;
第三、利用液壓頂升裝置將設(shè)備頂起,在墊木上架設(shè)重軌,將變壓器本體置入于軌上; 第四、由推移器推動(dòng)變壓器移動(dòng),隨時(shí)調(diào)整前后、左右距離,直至將變壓器推到墊木上方;
第五、利用液壓頂升裝置將變壓器落地,并在其下方鋪設(shè)墊木;
第六、在變壓器兩側(cè)放置重軌,再次進(jìn)行兩側(cè)平移,使變壓器與基礎(chǔ)對(duì)應(yīng);
第七、將變壓器頂升至基礎(chǔ)高度,利用重軌將變壓器推至基礎(chǔ)之上,完成就位施工。
[0004]與此相應(yīng)的液壓頂升裝置的操作控制如下:
首先、進(jìn)行性能檢查,接通380V液壓泵站主電源,送電并空載運(yùn)行,后檢查液壓泵站及液壓千斤頂工作是否正常,經(jīng)過(guò)調(diào)試后處于良好的使用狀態(tài);
其次、進(jìn)行頂升準(zhǔn)備工作,將液壓千斤頂擺放至變壓器指定的頂位下,放置墊鐵,并接通液壓油管;
第三、啟動(dòng)液壓頂升裝置,將變壓器一側(cè)頂起,再進(jìn)行另一側(cè)頂升,左右兩側(cè)交替進(jìn)行;
第四、至變壓器底部與地面空間高度達(dá)到預(yù)定高度時(shí),打好保險(xiǎn),完成頂升。
[0005]例如,在某變電站的施工中。施工要求安裝2臺(tái)240MVA三相三繞組自冷式有載調(diào)壓變壓器,進(jìn)行主體安裝就位。其型號(hào)為SSZ- 240000/220,單臺(tái)運(yùn)輸主體重182噸。進(jìn)行變壓器的就位安裝需要技術(shù)人員15至20人參與,施工至少需要2天時(shí)間,受天氣影響會(huì)有延長(zhǎng)。首先,此類變壓器,由于其重量巨大,在安裝過(guò)程中給施工增加了巨大的困難;而吊車等常用設(shè)備無(wú)法正常使用,通常采用液壓頂升裝置進(jìn)行頂升就位施工。其次,從經(jīng)濟(jì)方面考慮,參與安裝人員多,耗費(fèi)大量人力物力,增加工程的整體成本;從施工進(jìn)度的角度考慮,施工時(shí)間長(zhǎng),且會(huì)影響其他施工進(jìn)程。最后,變壓器作為變電站核心設(shè)備,其安裝要求精度高,位置在毫米級(jí),要求頂升速度在100mm/60s。
[0006]上述利用液壓頂升裝置進(jìn)行電氣設(shè)備的裝卸和安裝就位時(shí),頂升高度與速度依靠人眼觀測(cè)。其頂升裝置的頂升效率低,耗工費(fèi)時(shí),頂升過(guò)程穩(wěn)定性差,缺乏安全保障。經(jīng)過(guò)多個(gè)項(xiàng)目工程的實(shí)際跟蹤調(diào)研,發(fā)現(xiàn)一貫使用的液壓起升裝置具有完善和改進(jìn)的空間,改進(jìn)液壓起升系統(tǒng)不僅能夠提高施工效率,降低安裝成本,而且能夠進(jìn)一步降低安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。
[0007]液壓頂升裝置是典型的機(jī)、電、液一體化的復(fù)雜系統(tǒng),其中控制器的建模、優(yōu)化與控制一直為研究者所關(guān)注。就其本質(zhì)來(lái)講,它是一個(gè)高度非線性,參數(shù)不確定的非線性時(shí)變系統(tǒng)。其工作環(huán)境逐漸跟隨時(shí)間發(fā)生變化,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生改變。應(yīng)用控制理論成果改進(jìn)液壓頂升裝置控制器性能的相關(guān)研究也是當(dāng)今研究工作最為活躍的領(lǐng)域。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中,公開文獻(xiàn)對(duì)安裝施工流程的改進(jìn),如《金屬罐體液壓頂升施工技術(shù)》,源于現(xiàn)代機(jī)械,2005年3期,此論文結(jié)合具體工程的液壓頂升技術(shù)實(shí)例,通過(guò)增加頂升機(jī)構(gòu),改進(jìn)施工流程,實(shí)現(xiàn)連續(xù)、步進(jìn)式的頂升。該頂升技術(shù)保持了液壓頂升具有的平穩(wěn)、安全、可靠性,提高了施工的準(zhǔn)確性,但其實(shí)質(zhì)仍為人工操作,安全性和準(zhǔn)確性還有很大的提升空間。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中,公開文獻(xiàn)對(duì)設(shè)備裝置的改進(jìn),如公開號(hào)為CN203754281U的“一種用于大型物件的安裝、搬運(yùn)的頂升、滑移設(shè)備”的實(shí)用新型專利,此專利側(cè)重于對(duì)設(shè)備硬件系統(tǒng)的改造。其特征在于:在每個(gè)支腿上安裝有一個(gè)單級(jí)或多級(jí)油缸和行走馬達(dá)及減速器,四個(gè)支腿連接在一套獨(dú)立泵站上,有一個(gè)集中控制柜控制獨(dú)立泵站。其優(yōu)點(diǎn)在于:同步精度高、頂升噸位大、整體滑移定位精準(zhǔn)、升降速度可調(diào)整、可在任意位置停止等特點(diǎn),但仍為人工操作,自動(dòng)化程度不高。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)中,公開文獻(xiàn)對(duì)微機(jī)控制代替人工控制的改進(jìn),如《煙囪液壓頂升控制系統(tǒng)改造》,源于中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力土建專業(yè)委員會(huì)2013年“新能源、新技術(shù)、創(chuàng)新發(fā)展”學(xué)術(shù)交流會(huì),提出了利用PLC、變頻器及傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行控制系統(tǒng)的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了微機(jī)自動(dòng)化控制,在生產(chǎn)施工過(guò)程中,降低了施工勞動(dòng)力、操作輕便、節(jié)能,取得了良好的社會(huì)效益。其改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)在于:1)通過(guò)3臺(tái)相對(duì)獨(dú)立的變頻泵站,借助計(jì)算機(jī)及PLC控制三個(gè)液壓頂升油缸同步上升、下降;2)主油缸上利用平衡閥,從而控制負(fù)載平穩(wěn);3)采用雙泵雙回路系統(tǒng),提高液壓系統(tǒng)的可靠性;4)主系統(tǒng)采用2級(jí)壓力控制,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目的并減少了系統(tǒng)發(fā)熱;5)設(shè)置兩種壓力顯示系統(tǒng),確保對(duì)系統(tǒng)壓力的正確監(jiān)視。此論文主要闡述了對(duì)于液壓頂升系統(tǒng)的硬件改進(jìn),利用PLC微機(jī)控制,代替了人工操作;采用雙泵雙回路增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其改進(jìn)僅實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制,并未涉及智能控制。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)中,公開文獻(xiàn)對(duì)自動(dòng)化控制的改進(jìn),主要有利用簡(jiǎn)單控制方法進(jìn)行控制,如公開號(hào)為CN102505642A的“一種切割橋墩整體同步頂升控制系統(tǒng)及控制方法”的發(fā)明專利,屬于將簡(jiǎn)單的控制方法應(yīng)用于液壓頂升系統(tǒng)中。其系統(tǒng)改進(jìn)包括用于提供頂升動(dòng)力的兩個(gè)液壓頂升裝置、分別與兩個(gè)液壓頂升裝置相接的兩個(gè)液壓回路、分別安裝在兩個(gè)液壓回路上的兩個(gè)進(jìn)油量調(diào)整裝置和頂升過(guò)程中對(duì)需頂升結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)兩個(gè)進(jìn)油量調(diào)整裝置進(jìn)行控制的頂升平衡狀態(tài)監(jiān)控裝置;其頂升方法包括:頂升準(zhǔn)備和頂升,實(shí)際頂升時(shí)通過(guò)兩個(gè)液壓頂升裝置對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行向上頂升,直至將結(jié)構(gòu)頂升至預(yù)設(shè)高度,并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)動(dòng)態(tài)糾偏。此發(fā)明采用的頂升方法為簡(jiǎn)單的向上頂升,頂升與糾偏同時(shí)進(jìn)行作用,使其頂升過(guò)程一直處于上升和調(diào)整的混合狀態(tài),既影響了頂升的速度又影響了誤差的糾正,而且使得前一時(shí)刻的控制量并未對(duì)下一時(shí)刻的控制量產(chǎn)生作用,出現(xiàn)控制量的信息丟失。使得控制速度減緩,導(dǎo)致誤差控制精度降低。再如公開號(hào)為CN103806376A的“橋梁四點(diǎn)頂升施工中千斤頂快速調(diào)整方法”,其控制方法包括以下步驟:一:確定橋梁頂升的位置精度要求和頂升力均衡要求;二:調(diào)整四個(gè)千斤頂?shù)捻斏嚯x使橋梁達(dá)到目標(biāo)高度;三:判斷千斤頂?shù)捻斏κ欠駶M足力均衡要求;四:調(diào)整千斤頂?shù)捻斏M足力均衡要求;五:判斷調(diào)整后的橋梁是否滿足位置精度要求。本發(fā)明的千斤頂快速調(diào)整方法,避免了橋梁頂升施工中施工人員的多次反復(fù)調(diào)整,提高了施工效率;改善了以橋梁位置精度作為單一指標(biāo)的頂升施工方式,通過(guò)兼顧橋梁頂升位置精度和四個(gè)千斤頂頂升力的均衡,改善了橋梁的受力狀態(tài),降低了橋梁支座由于受力不均衡而損壞的風(fēng)險(xiǎn),提高了橋梁的使用壽命。此頂升方法將力與位置作為兩種控制效果指標(biāo),對(duì)兩種控制指標(biāo)分別進(jìn)行考量。首先滿足對(duì)力的均衡條件后,再對(duì)位置條件進(jìn)行校準(zhǔn)。未能將力與位置作為控制輸出量,使其未參與整個(gè)系統(tǒng)的控制,存在一定的控制缺陷。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)中,公開文獻(xiàn)對(duì)利用智能控制方法的改進(jìn),如《模糊控制在大載荷高精度液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》,天津大學(xué)學(xué)報(bào),2004年8期,指出在全量程內(nèi)對(duì)大載荷變化的液壓系統(tǒng)需要進(jìn)行高精度控制,常規(guī)的控制方式容易導(dǎo)致很大的控制偏差甚至超限。文中利用模糊理論,研制了適用于液壓控制的模糊控制算法。在實(shí)際應(yīng)用中證明,這種算法有效地避免了應(yīng)用常規(guī)算法容易引起的控制量的振蕩和過(guò)沖,提高了載荷施加的精度。此論文對(duì)控制方法進(jìn)行了改進(jìn),使用模糊控制算法有效的避免了振蕩并且增加了精度,將模糊控制理論應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的控制方法中。但是模糊控制自身存在缺陷,只能無(wú)限逼近期望值,使控制量在期望值附