双系统的四履带同步行走装置及控制方法编程频道|福州电脑网

2023年11月24日发(作者：)

施工技术

Construction Technology

双系统的四履带同步行走装置及控制方法

Double Systems' Four Crawlers In-phase

Traveling Device and Control Method

辽宁抚挖重工机械股份有限公司董伟

/DONG Wei

摘要：

施工现场经常需要应用于两个平台作业设备的协同作业及固定设备改移动设备等。现有的双液压系统四

履带协同作业的控制方式较为简单，比如料场的堆取料机，传统做法是地面铺设轨道，平台在固定的轨迹进行堆取料，

其作业效率、堆取料范围和灵活性都要受到限制。双液压系统，各履带液压泵之间的功率排量不同，马达速度不同，

最终的行走速度也不同。即便是相同排量的泵和马达，实际检测到的行走速度也不尽相同。如何较好地实现双系统

的四履带同步行走控制，是本方法所要解决的课题。

关键词：

显示器控制器绝对值编码器操作手柄比例电磁阀同步行走

本方法的目的是提供一种履带起重机双系统的四

履带同步行走装置及控制方法，实现四履带同步行走。

本方法采用的技术方案是：双系统的四履带同步

行走装置包括：位于电控柜面板上的显示器，位于电

控柜内的控制器，位于司机室内的操作手柄，安

PLC

装在减速机上并同步转动的绝对值编码器，安装在减

速机上并同步转动的绝对值编码器和带有比例电磁阀

的履带液压泵。控制器与绝对值编码器和显示器

PLC

通过总线连接，操纵手柄通过总线与控制

CANCAN

的速度过快，通过控制器计算处理，输出

PLCPWM

端口降低过快履带液压泵的电流值，直到该履带和被

标定的履带绝对值编码数值相同为止。反之，则提高

过慢履带液压泵的电流值。

(2)

将不同液压系统的两条履带行走速度调平之后，

再将同一液压系统的两条履带进行对比，同样，也是

通过控制器的输出端口对两条履带的电流

PLCPWM

进行调整来实现调平。

器藕接，比例电磁阀与控制器的输出端藕接。

PLCPWM

本方法具有如下有益效果

改变了轨道式作业平台的局限性，大大的提升了同

绝对值编码器获取各履带行走减速机的转动数据，通

过总线发送给控制器；显示器通过总

CANPLCCAN

线读取控制器中的各项参数，包括系统压力、行

PLC

走速度、编码器计数、同步状态；操纵手柄向控

PLC

制器提供履带行走的速度与方向信号，控制器经

PLC

计算通过比例电磁阀控制液压泵的排量，实现双系统

的四履带同步行走。

步行走装置的的使用效率。对于堆取料作业，采用本

方法后，平台和传送带置于两个履带行走装置上，堆

取料作业设备的作业效率、堆取料范围、灵活性都将

得到很大的提高。

改造成本低，实现简单；通过总线连接，安

CAN

全可靠。

使用范围广，可应用于类似需要同步行走的设备上。

具体工作过程

（柴油机或者电机）启动后，液压泵动力装置

(1)

提供系统压力，驱动行走马达开始行走，位于行走减

速机上同步运转的绝对值编码器获取转动数值。编码

器通过总线将数值发送给控制器，控

CANPLCPLC

制器将获得的编码器数值进行对比，得到当前各履带

标定其中一个履带速度，如果此时另外一条履带行走

CMTM

2018.12

具体实施方式

本方法包括显示器、控制器、绝对值编码器、

PLC

操纵手柄、比例电磁阀。位于行走减速机上的绝对值

编码器通过总线与位于电控柜内的控制器

CANPLC

藕接，用来获取当前行走减速机各编码的计数值。位

器藕接，用来显示各编码器的计数值、系统压力、同

行走的状态，首先对比不同液压系统的履带行走速度，

于电控柜面板上的显示器通过总线和控制

CANPLC

施工技术

Construction Technology

步状态、手柄状态等。位于司机室操作台上的操纵手柄，拟量输入端口，系统压力连接控制器的模拟量

2PLC

通过总线与控制器藕接，向控制器提供履输入端口，油温连接控制器的模拟量输入端口，

CANPLC1PLC

带行走的速度与方向信号。安装在液压泵上的比例电油温连接控制器的模拟量输入端口，电磁阀

2PLC1

连接控制器的开关量输出端口，压力报警连接

PLC1

PLC1PLC

控制器的开关量输出端口，油温报警连接

控制器的开关量输出端口，电磁阀报警连接控

2PLC

制器的开关量输出端口，手柄报警连接控制器

2PLC

的开关量输出端口，压力报警连接控制器的开

2PLC

关量输出端口，油温报警连接控制器的开关量

2PLC

输出端口。

磁阀与的输出端口藕接，用于控制液压泵的排量。报警连接控制器的开关量输出端口，手柄报警

PLCPLC1

3.1

本方法的电气原理

3.2

本方法的结构框架

图2 双系统的四履带同步行走结构框图

如图所示各零部件的具体作用为：

①控制器接收绝对值编码器和手柄的输入值，

PLC

进行数据处理，输出端口控制液压泵的流量。

PWM

②显示器实时显示编码器计数值、系统压力、同

步状态、手柄状态等。

③手柄给定行走速度的值、方向，通过手柄按钮

图1 双系统的四履带同步行走电气原理图

选择同步模式（直行、转弯等），速度值以绿色能量条

的型式体现在显示器中，选择同步模式，也同样显示

在显示器中。另外，编码器清零的功能也设置在手柄

按钮上。

如图所示本方法的电路连接为：本发明的电路

连接为：电源经熔断器、、、分

FU11FU12FU14FU15

别连接控制器和控制器的电源端口；手

PLC1PLC2

显示器通过总线连接控制器的线端口，四

CANCAN

个编码器分别通过线接控制器的线端口；

CANCAN

11112

左行走前、左行走后、右行走前、右行走后、

左行走前、左行走后、右行走前、右行走后分别

222

连接控制器的输出端口，行走制动和行走

PWM12

制动分别连接控制器的开关量输出端口，速度给

PLC

定连接控制器的模拟量输入端口，直行选择连接

PLC

PLCPLC

控制器的开关量输入端口，转弯选择连接控

制器的开关量输入端口，后前行选择连接控制

/PLC

器的开关量输入端口，逆顺时选择连接控制器

/PLC

的开关量输入端口，系统压力连接控制器的模

1PLC

柄、手柄经总线连接控制器的线端口，

12CANCAN

3.3

编码器的安装

图3 编码器安装示意图

如图所示：绝对值编码器安装在减速机的轮圈

中幅的中间，固定在履带架上的支架上。编码器

实时获取对应履带行走减速机的转动数值。

3.4

本方法的计算过程

如图所示：本方法的计算方法如下：

2018.12

建设机械技术与管理

施工技术

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①首先获取各编码器的数值

COUNTD11

：左行走数值

COUNTD21

：右行走数值

COUNTD32

：左行走数值

COUNTD42

：右行走数值

两个行走装置之间的距离：

④同步保护

（）或者

COUNTD1*D1- COUNTD3*D2/T1>Tm

<-TmPLCPWM

时，控制器停止输出，所有履带停止

动作；其中：为保护值

(COUNTD1- COUNTD2)/ T2>Tn<-Tn

或者时，

PLCPWM

控制器停止输出，所有履带停止动作；

其中：为保护值

(COUNTD3 -COUNTD4)/T2>Tn<-Tn

或者时，

PLCPWM

控制器停止输出，所有履带停止动作。

人机界面操作

图4 双系统的四履带同步行走计算流程图

其中和表示不同液压系统的行走装置

②将获取的编码器数值通过如下公式进行对比

（）

COUNTD1*D1- COUNTD3*D2/T1=0

若计算结果为正值，表明号行走装置的的左履

带偏快，则通过控制器的输出端口降低控

PLCPWM

制该履带的液压泵电流值，直到上述公式结果是零为

止；

（）

COUNTD1- COUNTD2/ T2=0

（）

COUNTD3 -COUNTD4/T2=0

同理这两个公式用来调平、号行走装置各自履

带行走速度；

其中：：号行走装置行走减速机的直径

D11

D22

：号行走装置行走减速机的直径

敏感系数：

③同步转弯行走处理号行走装置以号行走装

(12

置为圆心转弯

)

（）（）

COUNTD1*D1/COUNTD2*D2

=(L1+L+L2*0.5)/(L+L2*0.5)

其中：：号行走装置两条履带的中心距

L11

L22

：号行走装置两条履带的中心距

CMTM

2018.12

图5 双系统的四履带同步行走显示

图6 双系统的四履带同步转弯显示

4.1

同步直行选择

如图所示：显示界面显示电机状态、液压油温、

系统压力、手柄状态、电磁阀状态，当选择履带直行

操作后，显示界面显示直行箭头，同时弹出直行下的三

施工技术

Construction Technology

塔式起重机起升钢丝绳选型与使用

Selection and Usage of Tower Crane Lifting Rope

徐工集团徐州建机工程机械有限公司米成宏

/MI Chenghong

摘要：

本文介绍了塔式起重机常用钢丝绳的特点以及国内外建筑起重机和工程起重机行业起升钢丝绳使用情况。

结合塔机的使用工况，对塔机起升钢丝绳的选型进行了分析，给出塔机起升钢丝绳的选型建议。

关键词：

塔式起重机起升钢丝绳选型与使用

钢丝绳是塔式起重机起升系统的必要组成部

令吊，欧美不太使用。该绳由四绳股捻制，股间填充

分，起升钢丝绳的选用直接关乎起重机的使用性能。

PVC

，整绳锻打后消除内应力，提高了抗疲劳性与稳定

国内外塔机常用的起升钢丝绳种类主要有×、

619W

性，同时绳股呈非圆异型结构，使钢丝绳接触面积增

629Fi4V39S35W735WK7

×、×、×、×等。不同型号

规格的钢丝绳的特性略有差异，起升钢丝绳的选型并

不仅仅取决于钢丝绳的破断拉力，也与塔机的具体使用

工况有关。钢丝绳的正确选用不仅可以充分保证塔机的

起升性能，也可以避免使用过程中经常出现的钢丝绳打

绞、乱绳、散股、断丝等问题，并且也有利于降低使用

成本。

大，耐磨性增加，寿命提高。另外该绳钢丝较粗，不

易损坏，即使断丝也常出现在外层，容易检查识别。由

于×钢丝绳绳股以小捻距捻制，整绳以大捻距

4V39S

反方向捻制，使绳股与整绳的旋转力部分抵消，从而

具备一定的抗旋转能力。

1.3 35W735WK7

×与×钢丝绳

35W7

×钢丝绳为多层绳股捻制，钢丝较细，使用

和安装不当容易出现笼起和内层断丝、断股等问题。由

于该绳外层股与内层股捻向相反，能够钳制钢丝绳旋

转，使抗旋转性能优良。×钢丝绳为×

35WK735W7

钢丝绳经挤压锻打而成，其直径更小，最小破断拉力

更高。锻打后钢丝绳成为面接触，使抗疲劳性与耐磨

性得到进一步加强。

塔机常用起升钢丝绳介绍

1.1 619W629Fi

×与×钢丝绳

这两种规格钢丝绳较普通，为非抗旋转的单层股

钢丝绳，是应用最为广泛的钢丝绳种类，在中小吨位

塔机上大量使用。

1.2 4V39S1.4

×钢丝绳钢丝绳的抗旋转性能

4V39S

×钢丝绳源于日本，最初用于港口码头克

种操作，通过手柄再次选择相应操作后，显示界面显

示相对应的功能，操作手柄前行或后行，箭头前行或后

行切换，同时显示直行时手柄行程条。

在钢丝绳的抗旋转性能试验上，取绳长（

100D100

参考文献

清华大学出版社，谭浩强程序设计：

[1] . C2000.

南京航空航天大学，邢印姣电液比例同步控制系统研究：

[2] .

2010.

4.2

同步转弯选择

李伟操作实训（三菱）：机械工业出版社，孙德胜，

. PLC[3]

如图所示：显示界面显示电机状态、液压油温、

系统压力、手柄状态、电磁阀状态，当选择履带转弯

操作后，显示界面显示转弯箭头，同时弹出转弯下的

三种操作，通过手柄再次选择相应操作后，显示界面

显示相对应的功能，操作手柄前行或后行，箭头顺时

或逆时切换，同时显示转弯时手柄行程条。

2007.

太原科技张君四履带起重机行走装置及动力学仿真研究：

[4] .

2012.

大学，

收稿日期：

2018-06-26

辽宁省抚顺市顺城区双阳路2号（113126）

通讯地址：

2018.12

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