一种移动立轴冲击式破碎站主机多级调速控制方法

技术领域

本发明涉及移动立轴冲击式破碎站主机调速技术领域，具体是一种移动立轴冲击式破碎站主机多级调速控制方法。

背景技术

随着我国社会经济建设对建筑用砂的需求日益增加，天然砂已经无法满足工程建设的需求，机制砂的应用越来越广泛，而立轴冲击式破碎机作为一种制砂设备，也得到了广泛的应用。移动立轴冲击式破碎机是一种破碎岩石制砂的矿山机械设备常常应用于矿山破碎制砂环节，具有工作稳定可靠、维修方便、制砂率高等特点，特别适合于石料整形、生产机制砂，广泛用于水电、建筑、水泥、金属矿山等行业的细碎作业之中。

冲击速度是立轴冲击破碎机主要的工作参数之一，基于对它的研究能够合理地选择主轴工作转速，合适的主机转速可以提高工作效率的同时，也可以节能降耗，为用户带去最大的经济效益。

目前对于移动立轴冲击式破碎站主机转速的调控方法有很多，包括（1）控制主机泵电磁阀电流，主机泵由发动机直接驱动，由发动机提供动力，该泵为变排量泵，可以通过调节电磁阀的电流来调节主机泵斜盘的开度，实现主机泵排量的调节；（2）通过调节电比例阀的电流，来调节主机转速，在主机泵流量保持不变的情况下，主机转速与主机马达排量成反比，即主机马达排量越大，主机转速越低，主机马达排量越小，主机转速越高。（3）通过调节发动机转速的方法来调节主机转速，理论上主机泵流量与排量和转速成正比，因此希望提高主机泵流量可以通过提高主机泵转速的方式来实现。主机泵由发动机直驱，因此提高发动机转速，可以提高主机泵转速，进而提高主机泵的流量。主机泵驱动主机马达，主机泵流量增加，可以提高主机马达的转速。

以上三种主机调速方式目前往往是单独使用，或者由工作人员根据经验在现场进行调控，这种方式往往不能满足主机转速要求，即便达到了转速要求，也有可能使某些系统处于过载工作状态，造成油耗增加很多，能源利用性价比降低的情况，不符合绿色低碳的要求，而且当系统负载过大的时候，会造成液压系统压力超限等问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种移动立轴冲击式破碎站主机多级调速控制方法，利用主机泵电比例阀、发动机、主机马达电比例阀对主机采用逐次逼近多级调速控制，可以高效、可靠、精确的调节主机转速。

本发明采用的技术方案：一种移动立轴冲击式破碎站主机多级调速控制方法，包括以下步骤：

S1：初始化系统设置，包括：液压系统最大工作压力、主机转速设定值、主机泵电磁阀最大工作电流、主机泵电磁阀最小工作电流、发动机最低工作转速、发动机最高工作转速、主机马达电比例阀最小工作电注、主机马达电比例阀最大工作电流、主机最低工作转速、主机最高工作转速；

S2：采集系统数据，包括：主机泵电磁阀工作电流信号、电比例阀工作电流信号、液压系统压力信号、主机转速信号、发动机转速信号；

S3：根据液压系统压力信号判断液压系统工作压力是否达到设定值，如果达到或者超过设定值，返回步骤S2，否则进行步骤S4；

S4：根据主机转速信号判断主机转速是否小于设定值，如果小于设定值进入步骤S5进行主机转速升速控制，如果大于设定值则进入步骤S8进行主机转速降速控制；

S5：根据主机泵电磁阀工作电流信号判断主机泵电磁阀工作电流是否达到上限，如果没有达到则控制主机泵电磁阀电流上升，并返回步骤S2；如果主机泵电磁阀工作电流达到了上限，说明只通过调节主机泵排量已经不能满足提高主机转速需求，进入步骤S6；

S6：根据发动机转速信号判断发动机转速是否达到上限，如果没有达到，控制发动机转速上升，然后返回步骤S2，如果发动机转速达到了上限，说明发动转速到达上限已经不能够满足提高主机转速需求，进入步骤S7；

S7：根据电比例阀工作电流信号判断主机马达比例阀电流是否达到下限，如果没有达到，控制减少主机马达电比例阀电流，然后返回步骤S2；

S8：根据电比例阀工作电流信号判断主机马达比例阀电流是否达到上限，如果没有达到，控制增加主机马达电比例阀电流，然后返回步骤S2；如果主机马达比例阀电流已经达到上限，说明通过增加主机马达电比例阀电流已经不能满足降低主机转速的需求，进入步骤S9；

S9：根据发动机转速信号判断发动机转速是否达到下限，如果没有达到，就控制发动机转速下降，然后返回步骤S2；如果发动机转速达到了下限，说明发动机转速达到下限已经不能够满足降低主机转速的需求，进入步骤S10；

S10：根据主机泵电磁阀工作电流信号判断主机泵电磁阀工作电流是否达到下限，如果没有达到，控制减少主机泵电磁阀电流，然后返回步骤S2。

优选的，步骤S5中控制主机泵电磁阀电流上升的方法采用N阶梯逐次上升的方式，将电流从0到上限分为N个阶梯，逐次提升电流大小。

优选的，步骤S6中控制发动机转速上升的方法采用N级转速控制的方式，将发动机转速从下限到上限分为N个级别，并依据控制信号分别采用不同级别的转速。

优选的，步骤S7中控制减少主机马达电比例阀电流的方法采用N阶梯逐次降低的方式，将电流从上限到下限分为N个阶梯，逐次降低电流大小。

优选的，步骤S8中控制增加主机马达电比例阀电流的方法采用N阶梯逐次增加的方式，将电流从下限到上限分为N个阶梯，逐次增加电流大小。

优选的，步骤S9中控制发动机转速下降的方法采用N级别转速控制的方法，将发动机转速从上限到下限分为N个级别，并根据控制信号采用不同级别的转速。

优选的，步骤S10中控制减少主机泵电磁阀电流的方法采用N阶梯逐次减少的方式，将电流从上限到0分为N个阶梯，逐次减少电流大小。

本发明的有益效果：利用主机泵电比例阀、发动机、主机马达电比例阀对主机采用逐次逼近多级调速控制，可以高效、可靠、精确的调节主机转速，使设备始终处于最大产能和最舒适的工作状态，减少设备出故障的概率，从而为客户带来最大经济效益的同时提高设备的使用寿命。

附图说明

图1是本发明多级调速方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，以我公司生产的XPL1000移动立轴冲击式破碎站产品为例，其多级调速控制方法如下：

S1：系统运行之后要进行初使化设置，初使化内容包括：液压系统最大工作压力、主机转速设定值、主机泵电磁阀最大工作电流、主机泵电磁阀最小工作电流、发动机最低工作转速、发动机最高工作转速、主机马达电比例阀最小工作电注、主机马达电比例阀最大工作电流、主机最低工作转速、主机最高工作转速；

S2：系统数据的采集，采集的内容包括：主机泵电磁阀工作电流信号、电比例阀工作电流信号、液压系统压力信号、主机转速信号、发动机转速信号，并将这些信号计算转换成对应的工作电流、压力和转速，送显示器显示，并为后续的主机转速调控提供依据；

S3：判断液压系统工作压力是否达到设定值，如果达到或超过，直接返回到步骤S2，如果没有达到设定值，进行第S4步；

S4：根据主机转速信号判断主机转速是否小于设定值，如果小于设定值进入步骤S5进行主机转速升速控制，如果大于设定值则进入步骤S8进行主机转速降速控制；

S5：判断主机泵电磁阀工作电流是否达到上限，如果没有达到，就控制主机泵电磁阀电流上升，然后返回步骤S2，主机电磁阀电流的控制采用三阶梯逐次逼近的方式，电流从0-225mA用时2.3S，电流从225-425mA用时80S，425-600mA用时50S，如果电流达到了上限，说明只通过调节主机泵排量已经不能满足提高主机转速需求，需要进入到步骤S6；

S6：判断发动转速有没有达到转速上限，如果没有达到，就控制发动机转速上升，然后返回步骤2，发动机转速的上升采用阶梯转速控制，共设四种转速以供使用分别为1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm，这样可以达到快速改变发动机转速的使用要求，如果发动机转速达到了上限，说明通过提高发动转速到达上限已经不能够满足提高主机转速需求，需要进入到步骤S7；

S7：判断主机马达电比例阀电流是否达到下限，如果没有达到，就控制减少主机马达电比例阀电流，然后返回步骤2，主机马达电流从500mA到300mA的时间跨度控制在8.5S，也是采用逐次逼近的方式进行调节，通过5-7步骤的过程，可以完成主机转速的升速目标；

S8：此步骤是降主机转速的第一步，判断主机马达电比例阀电流是否达到上限，如果没有达到，就控制增加主机马达电比例阀电流，然后返回步骤2，主机马达电流从300mA到500mA的时间跨度控制在8.5S，也是采用逐次逼近的方式进行，如果达到电流上限，说明只通过调高主机马达电流已经不能满足降低主机转速的需求，需要进入到步骤S9；

S9：判断发动机转速有没有达到转速下限，如果没有达到，就控制发动机转速下降，然后返回步骤2，发动机转速的下降也采用阶梯转速控制，如果发动机转速达到了下限，说明能过降低发动机转速达到下限已经不能够满足降低主机转速的需求，需要进入步骤S10；

S10：判断主机泵电磁阀工作电流是否达到电流下限，如果没有达到，就控制减少主机泵电磁阀电流，然后返回步骤2，主机泵电磁阀电流的减少控制也是采用三阶梯逐次逼近的方式进行，经过步骤S8-S10的过程，可以完成主机转速的降速过程。

在本实施例中，电流控制的时间跨度的目的是为了保证调速过程的平稳性，时间跨度根据不同的机型设定的也不同，时间跨度的选择主要是根据观察主机压力波动和整机的振动，兼顾主机启动的平稳性和客户对设备的使用体验。比如主机马达电流从300mA到500mA的时间跨度控制在8.5S，这里8.5S是依据电流从300mA到500mA的过程中对主机压力和整机的震动幅度进行监控，如果在8.5S内主机压力没有超出设计上限且整机震动幅度没有超出客户的要求数值，则表明主机马达电流从300mA到500mA的时间跨度控制在8.5S内的调速效果是平稳的，否则应当适当延长调速的时间跨度，对于其他型号的产品也是采用这种逻辑来进行调整。对于电流阶梯和转速阶梯的设置，可以根据物料类型、客户要求、成品需求来等设定不同的电流阶梯和转速阶梯。

经过以上10个步骤，该系统可以较好的完成主机转速的多级调控，综合考虑了主机的动力、工作效率、发动机油耗等需求，使之一直处于最优的工作状态。