阅读说明：本技术 一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统及方法 (Low-power-consumption flow self-adaptive hydraulic position closed-loop control system and method ) 是由 丘铭军 焦悦 郭星良 雷丛卉 郭佳 王亚强 赵春丽 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及钢水冶炼及成型领域,具体涉及一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统及方法,通过减压蓄能过滤单元、紧急关闭单元、液压闭环控制单元及执行器单元,及采用液压闭环控制单元内的四组结构和功能完全相同的先导式高频响流量自适应控制单元取代现有的伺服阀(比例阀)来控制塞棒液压缸的位置,克服了传统采用伺服阀(比例阀)而导致系统抗污染能力差、故障率高、功耗大且价格昂贵等缺点；同时采用先导式高频响流量自适应控制单元,可以实现塞棒液压缸在低速和高速下的速度无级调节,并能精确控制塞棒液压缸的位置,本发明具有可靠性高、结构简单、流量调节范围大、功耗低及成本低廉等优点。(The invention relates to the field of molten steel smelting and forming, in particular to a low-power-consumption flow self-adaptive hydraulic position closed-loop control system and a method, wherein the position of a stopper rod hydraulic cylinder is controlled by a pressure-reducing energy-storage filtering unit, an emergency closing unit, a hydraulic closed-loop control unit and an actuator unit, and four groups of pilot type high-frequency response flow self-adaptive control units with the same structure and function in the hydraulic closed-loop control unit to replace the conventional servo valve (proportional valve), so that the defects of poor system anti-pollution capacity, high failure rate, large power consumption, high price and the like caused by the conventional servo valve (proportional valve) are overcome; meanwhile, the speed stepless regulation of the stopper rod hydraulic cylinder at low speed and high speed can be realized by adopting the pilot type high-frequency response flow self-adaptive control unit, and the position of the stopper rod hydraulic cylinder can be accurately controlled.)

一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统及方法

技术领域

本发明涉及钢水冶炼及成型领域，具体涉及一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统及方法。

背景技术

钢水冶炼及成型领域塞棒液压缸位置闭环控制采用伺服阀(比例阀)控制控制型式，其机理均是通过位移传感器实时检测液压缸位置并反馈给控制系统从而调节伺服阀(比例阀)来实现精准的位置控制。

由于伺服阀(比例阀)流量调节范围大、响应快，但系统抗污染能力差、故障率高且功耗大；如中国专利申请号：201310417622X结构的液压位置闭环控制系统，其位置闭环控制由伺服阀控制，可以实现低速和高速下的位置精确控制，但是这种位置闭环控制采用伺服阀形式，因伺服阀抗污染能力差、控制复杂、故障率高且价格昂贵等缺点，所以不宜用于可靠性更高、结构更简单、操作维护更方便及成本更低廉的场合。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统及方法，尤其是具有故障率更低、结构简单、流量调节范围更大、功耗更低的特点。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统，包括减压蓄能过滤单元、紧急关闭单元、液压闭环控制单元及执行器单元，所述减压蓄能过滤单元的一端通过油管线与液压站连通，紧急关闭单元和液压闭环控制单元的一端并联在减压蓄能过滤单元的另一端油管线上，紧急关闭单元和液压闭环控制单元另一端均通过油管线与执行器单元连通。

所述的减压蓄能过滤单元一端设置有进油口P1和回油口T1，减压蓄能过滤单元另一端设置有油口P和油口T，紧急关闭单元的一端设置有油口P和油口T，紧急关闭单元的另一端设置有油口A和油口B及油口A1和油口B1，液压闭环控制单元的一端设置有油口P和油口T，液压闭环控制单元的另一端设置有油口A和油口B，执行器单元的一端设置有油口A和油口B，所述液压站设置有液压站压力油口P′和液压站回油口T′，所述减压蓄能过滤单元的进油口P1通过油管线与液压站压力油口P′连通，减压蓄能过滤单元的回油口T1通过油管线与液压站回油口T′连通，减压蓄能过滤单元的油口P通过油管线分别与紧急关闭单元的油口P和液压闭环控制单元的油口P连通，减压蓄能过滤单元的油口T通过油管线分别与紧急关闭单元的油口T和液压闭环控制单元的油口T连通，所述紧急关闭单元的油口A通过油管线与执行器单元的油口A连通，紧急关闭单元的油口B通过油管线与执行器单元的油口B连通，所述液压闭环控制单元的油口A通过油管线与紧急关闭单元的油口A1连通，液压闭环控制单元油口B通过油管线与紧急关闭单元的和油口B1连通。

所述的减压蓄能过滤单元包括三通减压阀、过滤器、单向阀、第一球阀、第二球阀、蓄能器及第一溢流阀，所述三通减压阀一端通过油管线与液压站压力油口P′和液压站回油口T′连通，三通减压阀另一端通过油管线与过滤器一端连通，过滤器另一端通过油管线与单向阀一端连通，单向阀另一端通过油管线与第一球阀的一端连通，第一球阀的另一端分别通过油管线与第二球阀和第一溢流阀的一端连通，蓄能器连接在第一球阀的另一端与第二球阀和第一溢流阀连通的油管线上，第二球阀和第一溢流阀的另一端通过油管线与减压蓄能过滤单元的油口T连通，单向阀与第一球阀连通的油管线上还通过油管线与减压蓄能过滤单元的油口P连通。

所述的三通减压阀包括油口P、油口T和油口A，单向阀包括油口A和油口B，第一球阀、第二球阀和第一溢流阀分别包括油口P和油口T，所述三通减压阀的油口P通过油管线与液压站压力油口P′连通，三通减压阀的油口T通过油管线与液压站回油口T′连通，三通减压阀的油口A通过油管线与过滤器一端连通，单向阀的油口A通过油管线与过滤器另一端连通，单向阀的油口B通过油管线与第一球阀的油口P连通，第一球阀的油口T分别通过油管线与第二球阀的油口P和第一溢流阀的油口P连通，蓄能器连接在第一球阀油口T处的油管线上，第二球阀的油口T和第一溢流阀的油口T通过油管线与减压蓄能过滤单元的油口T连通。

所述的紧急关闭单元包括第一电磁换向阀、第二单向阀、第三单向阀、第二电磁换向阀、第二溢流阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一电磁换向阀一端分别通过油管线与减压蓄能过滤单元的油口P和油口T连通，第一电磁换向阀另一端分别通过油管线与第二单向阀的一端和第三单向阀一端连通，第二单向阀的另一端通过油管线分别与紧急关闭单元的油口A和紧急关闭单元的油口A1连通，第一压力传感器连接在第二单向阀的另一端与紧急关闭单元的油口A连通的油管线上，第三单向阀另一端通过油管线分别与第二压力传感器、紧急关闭单元的油口B和紧急关闭单元的油口B1连通，第二电磁换向阀一端和第二溢流阀一端分别通过油管线连接在第二压力传感器与紧急关闭单元的油口A连通的油管线上，第二电磁换向阀另一端和第二溢流阀另一端分别通过油管线连接在第三单向阀另一端与第二压力传感器连通的油管线上，所述第二电磁换向阀与第二溢流阀之间还通过油管线连通，所述第一液控单向阀连接在第二单向阀的另一端与紧急关闭单元的油口A1连通的油管线上，第二液控单向阀连接在第三单向阀另一端与紧急关闭单元的油口B1连通的油管线上，第一液控单向阀的一端和第二液控单向阀的一端还通过油管线分别与减压蓄能过滤单元的油口T、紧急关闭单元的油口T和液压闭环控制单元的油口T连通，第一液控单向阀的另一端和第二液控单向阀的另一端还通过油管线与第一电磁换向阀另一端和第三单向阀一端连通的油管线连通。

所述的第一电磁换向阀和第二电磁换向阀分别包括油口P、油口T、油口A和油口B，第二单向阀和第三单向阀分别包括油口A和油口B，第二溢流阀包括油口P和油口T，第一液控单向阀和第二液控单向阀分别包括油口A、油口B、油口X和油口Y，第一电磁换向阀的油口P通过油管线与紧急关闭单元的油口P连通，第一电磁换向阀的油口T通过油管线与紧急关闭单元的油口T连通，第一电磁换向阀的油口A通过油管线与第二单向阀的油口A连通，第一电磁换向阀的油口B通过油管线与第三单向阀的油口B连通，第二单向阀的油口B通过油管线分别与紧急关闭单元的油口A和第一液控单向阀的油口B连通，第一液控单向阀的油口A通过油管线与紧急关闭单元的油口A1连通，第三单向阀的油口A通过油管线分别与第二压力传感器、紧急关闭单元的油口B和第二液控单向阀油口B连通，第二液控单向阀油口A通过油管线与紧急关闭单元的B1连通，所述第一液控单向阀的油口X和第二液控单向阀的油口X通过管线与第一电磁换向阀另一端和第三单向阀一端连通的油管线连通，第一液控单向阀的油口Y和第二液控单向阀的油口Y通过油管线分别与减压蓄能过滤单元的油口T、紧急关闭单元的油口T和液压闭环控制单元的油口T连通，第二电磁换向阀的油口P和第二溢流阀的油口P分别通过管线与第二压力传感器和紧急关闭单元的油口A连通的油管线连通，第二电磁换向阀的油口T和第二溢流阀的油口T分别通过管线与第三单向阀的油口A另一端和第二压力传感器及紧急关闭单元的油口B连通的油管线连通，所述第二电磁换向阀的油口A和第二溢流阀的油口P通过管线连通，第二电磁换向阀的油口B和第二溢流阀的油口T通过管线连通。

所述的液压闭环控制单元包括四个功能完全相同的第一先导式高频响流量自适应控制单元、第二先导式高频响流量自适应控制单元、第三先导式高频响流量自适应控制单元和第四先导式高频响流量自适应控制单元，所述第一先导式高频响流量自适应控制单元、第二先导式高频响流量自适应控制单元、第三先导式高频响流量自适应控制单元和第四先导式高频响流量自适应控制单元均包含油口A和油口P，所述第一先导式高频响流量自适应控制单元的油口A通过油管线与液压闭环控制单元的油口A连通，第一先导式高频响流量自适应控制单元的油口P通过油管线与液压闭环控制单元的油口P连通，所述第二先导式高频响流量自适应控制单元的油口P通过油管线与液压闭环控制单元的油口B连通,第二先导式高频响流量自适应控制单元的油口A通过油管线与液压闭环控制单元的油口T连通，所述第三先导式高频响流量自适应控制单元的油口A通过油管线与液压闭环控制单元的油口B连通，第三先导式高频响流量自适应控制单元的油口P通过油管线与液压闭环控制单元的油口P连通，所述第四先导式高频响流量自适应控制单元的油口P通过油管线与液压闭环控制单元的油口A连通，第四先导式高频响流量自适应控制单元的油口A通过油管线与液压闭环控制单元的油口T连通。

所述的第一先导式高频响流量自适应控制单元包括第一快速阀、第一节流器和第一液控通断阀，第二先导式高频响流量自适应控制单元包括第二快速阀、第二节流器和第二液控通断阀，第三先导式高频响流量自适应控制单元包括第三快速阀、第三节流器和第三液控通断阀，第四先导式高频响流量自适应控制单元包括第四快速阀、第四节流器和第四液控通断阀，所述第一快速阀、第二快速阀、第三快速阀和第四快速阀均包括油口A和油口P，所述第一节流器、第二节流器、第三节流器和第四节流器均包括油口A和油口B，所述第一液控通断阀、第二液控通断阀、第三液控通断阀和第四液控通断阀均包括油口A、油口B、油口X和油口Y，所述第一快速阀的油口A和第一液控通断阀的油口B均通过油管线与第一先导式高频响流量自适应控制单元的油口A连通，第一快速阀的油口P和第一液控通断阀的油口Y均通过油管线与第一节流器的油口B连通，第一节流器的油口A和第一液控通断阀的油口A均通过油管线与第一先导式高频响流量自适应控制单元的油口P连通，第一液控通断阀的油口X还通过油管线与第一液控通断阀的油口A连通，所述第二快速阀的油口A和第二液控通断阀的油口B均通过油管线与第二先导式高频响流量自适应控制单元的油口A连通，第二快速阀的油口P和第二液控通断阀的油口Y均通过油管线与第二节流器的油口B连通，第二节流器的油口A和第二液控通断阀的油口A均通过油管线与第二先导式高频响流量自适应控制单元的油口P连通，第二液控通断阀的油口X还通过油管线与第二液控通断阀的油口A连通，所述第三快速阀的油口A和第三液控通断阀的油口B均通过油管线与第三先导式高频响流量自适应控制单元的油口A连通，第三快速阀的油口P和第三液控通断阀的油口Y均通过油管线与第三节流器的油口B连通，第三节流器的油口A和第三液控通断阀的油口A均通过油管线与第三先导式高频响流量自适应控制单元的油口P连通，第三液控通断阀的油口X还通过油管线与第二液控通断阀的油口A连通，所述第四快速阀的油口A和第三液控通断阀的油口B均通过油管线与第四先导式高频响流量自适应控制单元的油口A连通，第三快速阀的油口P和第三液控通断阀的油口Y均通过油管线与第三节流器的油口B连通，第三节流器的油口A和第三液控通断阀的油口A均通过油管线与第四先导式高频响流量自适应控制单元的油口P连通，第三液控通断阀的油口X还通过油管线与第二液控通断阀的油口A连通。

所述的执行器单元包括塞棒液压缸和位移传感器，塞棒液压缸的一端分别通过油管线与执行器单元的油口A和的油口B连通，位移传感器连接在塞棒液压缸的另一端，所述执行器单元的油口A与紧急关闭单元的油口A连通的油管线上还连接有第二高压胶管，执行器单元的油口B与紧急关闭单元的油口B连通的油管线上还连接有第一高压胶管。

一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制方法包括上述任意一项所述的一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统，包括以下步骤

S001：在正常工作时，第一电磁换向阀通电，使第一液控单向阀及第二液控单向阀打开，第二电磁换向阀断电；

当执行单元需要实现关闭功能时，第一快速阀和第二快速阀得电，第三快速阀和第四快速阀断电，执行单元的塞棒液压缸实现关闭功能；

当执行单元需要实现打开功能时，第三快速阀和第四快速阀得电，第一快速阀和第二快速阀断电，执行单元的塞棒液压缸实现打开功能；

当整个系统需要实现闭环控制时，根据电气控制系统设定的塞棒液压缸的位置，并检测执行单元上的位移传感器的数值，电气控制系统实时自动控制液压闭环控制单元，根据执行单元的关闭和打开功能，实现塞棒液压缸的高精度位置控制，从而保证工艺要求的塞棒液压缸位置值，同时当位移传感器的数值在工艺要求的范围值内，第一快速阀、第二快速阀、第三快速阀和第四快速阀)以及第一液控通断阀、第二液控通断阀、第三液控通断阀、第四液控通断阀均为无泄漏截止液压阀，塞棒液压缸的位置被锁定在第一快速阀、第二快速阀、第三快速阀和第四快速阀断电时的位置值上，直到系统长时间工作后由于塞棒液压缸或者其他液压元件的内泄漏引起位移传感器的数值大于(或小于)工艺要求的范围值时，再次触发上述的关闭(或打开)动作，实现塞棒液压缸的位置精准自动控制，从而达到了降低能耗的功能；

S002：在手动工作时，第一电磁换向阀通电，第二电磁换向阀通电，第一快速阀断电，第二快速阀断电，第三快速阀断电，第四快速阀断电，使执行单元内塞棒液压缸的上、下腔油口连通，此时塞棒液压缸缷压，从而能轻易通过手动操作塞棒液压缸的位置，实现塞棒液压缸的位置手动操作来控制结晶器液面高度；

S003：在事故状态下，第一电磁换向阀断电，第二电磁换向阀断电，第一快速阀断电，第二快速阀断电，第三快速阀断电，第四快速阀断电，储存在蓄能器里的高压油经第一高压球阀的油口T进入油口P进入经第一电磁换向阀油口A经第二单向阀、第二胶管进入塞棒液压缸下腔，使塞棒液压缸紧急关闭，从而不会导致塞棒液压缸失控，引起重大安全事故。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过减压蓄能过滤单元、紧急关闭单元、液压闭环控制单元及执行器单元，及采用液压闭环控制单元内的四组结构和功能完全相同的先导式高频响流量自适应控制单元取代现有的伺服阀(比例阀)来控制塞棒液压缸的位置，克服了传统采用伺服阀(比例阀)而导致系统抗污染能力差、故障率高、功耗大且价格昂贵等缺点；同时采用先导式高频响流量自适应控制单元，可以实现塞棒液压缸在低速和高速下的速度无级调节，并能精确控制塞棒液压缸的位置，本发明具有可靠性高、结构简单、流量调节范围大、功耗低及成本低廉等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统的结构原理示意图。

图2为本发明的减压蓄能过滤单元结构原理示意图。

图3为本发明的紧急关闭单元结构原理示意图。

图4为本发明的液压闭环控制单元结构原理示意图。

图中：101-第一快速阀、102-第二快速阀、103-第三快速阀、104-第四快速阀、201-第一节流器、202-第二节流器、203-第三节流器、204-第四节流器、301-第一液控通断阀、302-第二液控通断阀、303-第三液控通断阀、304-第四液控通断阀、401-第一单向阀、402-第二单向阀、403-第三单向阀、501-第一高压球阀、502-第二高压球阀、601-第一溢流阀、602-第二溢流阀、701-第一液控单向阀、702-第二液控单向阀、801-第一压力传感器、802-第二压力传感器、901-第一高压胶管、902-第二高压胶管、10-三通减压阀、11-过滤器、12-蓄能器、1301-第一电磁换向阀、1302-第二电磁换向阀、14-塞棒液压缸、15-位移传感器、16-减压蓄能过滤单元、17-紧急关闭单元、18-液压闭环控制单元、19-执行器单元、2001-第一先导式高频响流量自适应控制单元、2002-第二先导式高频响流量自适应控制单元、2003-第三先导式高频响流量自适应控制单元、2004-第四先导式高频响流量自适应控制单元。

具体实施方式

实施例1:

参照图1，是本发明实施例1的结构示意图，一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统，其特征是：包括减压蓄能过滤单元16、紧急关闭单元17、液压闭环控制单元18及执行器单元19，所述减压蓄能过滤单元16的一端通过油管线与液压站连通，紧急关闭单元17和液压闭环控制单元18的一端并联在减压蓄能过滤单元16的另一端油管线上，紧急关闭单元17和液压闭环控制单元18另一端均通过油管线与执行器单元19连通。

进一步的减压蓄能过滤单元16用于液压压力油的减压、过滤和事故状态下减压蓄能过滤单元16内的储能器压力油供给，满足液压系统的使用压力大小、油液清洁度等级以及液压系统事故状态下的事故油源供给；紧急关闭单元17用于正常工作时液压闭环控制单元18控制油路的打开，事故状态下液压闭环控制单元18控制油路的关闭以及执行器单元19的快速紧急关闭，同时还可以实现执行器单元19的手动操作功能，防止出现设备烧毁和人员伤亡等重大安全生产事故，通过上述单元之间的配合实现了塞棒液压缸在低速和高速下的速度无级调节，并能精确控制塞棒液压缸的位置，本发明具有可靠性高、结构简单、流量调节范围大、功耗低及成本低廉等优点。

实施例2:

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的减压蓄能过滤单元16一端设置有进油口P1和回油口T1，减压蓄能过滤单元16另一端设置有油口P和油口T，紧急关闭单元17的一端设置有油口P和油口T，紧急关闭单元17的另一端设置有油口A和油口B及油口A1和油口B1，液压闭环控制单元18的一端设置有油口P和油口T，液压闭环控制单元18的另一端设置有油口A和油口B，执行器单元19的一端设置有油口A和油口B，所述液压站设置有液压站压力油口P′和液压站回油口T′，所述减压蓄能过滤单元16的进油口P1通过油管线与液压站压力油口P′连通，减压蓄能过滤单元16的回油口T1通过油管线与液压站回油口T′连通，减压蓄能过滤单元16的油口P通过油管线分别与紧急关闭单元17的油口P和液压闭环控制单元18的油口P连通，减压蓄能过滤单元16的油口T通过油管线分别与紧急关闭单元17的油口T和液压闭环控制单元18的油口T连通，所述紧急关闭单元17的油口A通过油管线与执行器单元19的油口A连通，紧急关闭单元17的油口B通过油管线与执行器单元19的油口B连通，所述液压闭环控制单元18的油口A通过油管线与紧急关闭单元17的油口A1连通，液压闭环控制单元18油口B通过油管线与紧急关闭单元17的和油口B1连通。

实施例3:

参照图2，与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述的减压蓄能过滤单元16包括三通减压阀10、过滤器11、单向阀401、第一球阀501、第二球阀502、蓄能器12及第一溢流阀601，所述三通减压阀10一端通过油管线与液压站压力油口P′和液压站回油口T′连通，三通减压阀10另一端通过油管线与过滤器11一端连通，过滤器11另一端通过油管线与单向阀401一端连通，单向阀401另一端通过油管线与第一球阀501的一端连通，第一球阀501的另一端分别通过油管线与第二球阀502和第一溢流阀601的一端连通，蓄能器12连接在第一球阀501的另一端与第二球阀502和第一溢流阀601连通的油管线上，第二球阀502和第一溢流阀601的另一端通过油管线与减压蓄能过滤单元16的油口T连通，单向阀401与第一球阀501连通的油管线上还通过油管线与减压蓄能过滤单元16的油口P连通。

进一步的三通减压阀10按照设计的工作压力设定压力，使塞棒机构能可靠工作，同时防止塞棒紧急关闭压力过大，损坏塞棒，造成安全事故；过滤器11用于过滤高压油，防止液压元器件因油液污染造成设备不能正常工作，提高系统的可靠性；蓄能器12用于液压站事故状态下为塞棒的关闭提供紧急油源，使系统能在液压站停电或者管路泄露时仍能可靠关闭塞棒，防止出现事故；第一高压球阀501、第二高压球阀502用于检修系统时，关闭和排放蓄能器12中的高压油液；第一溢流阀601用于设定系统的最高工作压力，防止出现事故；第二溢流阀602用于限定塞棒的下腔的最高压力，防止损坏塞棒，造成安全事故。

实施例4:

与实施例3相比，本实施例的不同之处在于：所述的三通减压阀10包括油口P、油口T和油口A，单向阀401包括油口A和油口B，第一球阀501、第二球阀502和第一溢流阀601分别包括油口P和油口T，所述三通减压阀10的油口P通过油管线与液压站压力油口P′连通，三通减压阀10的油口T通过油管线与液压站回油口T′连通，三通减压阀10的油口A通过油管线与过滤器11一端连通，单向阀401的油口A通过油管线与过滤器11另一端连通，单向阀401的油口B通过油管线与第一球阀501的油口P连通，第一球阀501的油口T分别通过油管线与第二球阀502的油口P和第一溢流阀601的油口P连通，蓄能器12连接在第一球阀501油口T处的油管线上，第二球阀502的油口T和第一溢流阀601的油口T通过油管线与减压蓄能过滤单元16的油口T连通。

实施例5:

参照图3，与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述的紧急关闭单元17包括第一电磁换向阀1301、第二单向阀402、第三单向阀403、第二电磁换向阀1302、第二溢流阀602、第一液控单向阀701、第二液控单向阀702、第一压力传感器801及第二压力传感器802，所述第一电磁换向阀1301一端分别通过油管线与减压蓄能过滤单元16的油口P和油口T连通，第一电磁换向阀1301另一端分别通过油管线与第二单向阀402的一端和第三单向阀403一端连通，第二单向阀402的另一端通过油管线分别与紧急关闭单元17的油口A和紧急关闭单元17的油口A1连通，第一压力传感器801连接在第二单向阀402的另一端与紧急关闭单元17的油口A连通的油管线上，第三单向阀403另一端通过油管线分别与第二压力传感器802、紧急关闭单元17的油口B和紧急关闭单元17的油口B1连通，第二电磁换向阀1302一端和第二溢流阀602一端分别通过油管线连接在第二压力传感器802与紧急关闭单元17的油口A连通的油管线上，第二电磁换向阀1302另一端和第二溢流阀602另一端分别通过油管线连接在第三单向阀403另一端与第二压力传感器802连通的油管线上，所述第二电磁换向阀1302与第二溢流阀602之间还通过油管线连通，所述第一液控单向阀701连接在第二单向阀402的另一端与紧急关闭单元17的油口A1连通的油管线上，第二液控单向阀702连接在第三单向阀403另一端与紧急关闭单元17的油口B1连通的油管线上，第一液控单向阀701的一端和第二液控单向阀702的一端还通过油管线分别与减压蓄能过滤单元16的油口T、紧急关闭单元17的油口T和液压闭环控制单元18的油口T连通，第一液控单向阀701的另一端和第二液控单向阀702的另一端还通过油管线与第一电磁换向阀1301另一端和第三单向阀403一端连通的油管线连通。

进一步的第一压力传感器801、第二压力传感器802用于检测塞棒液压缸上、下腔的压力，实现可靠的控制，提高系统的可靠性；第二电磁换向阀1302用于连通塞棒液压缸14的上、下两腔，使塞棒液压缸14能手动操作。

实施例6:

与实施例5相比，本实施例的不同之处在于：所述的第一电磁换向阀1301和第二电磁换向阀1302分别包括油口P、油口T、油口A和油口B，第二单向阀402和第三单向阀403分别包括油口A和油口B，第二溢流阀602包括油口P和油口T，第一液控单向阀701和第二液控单向阀702分别包括油口A、油口B、油口X和油口Y，第一电磁换向阀1301的油口P通过油管线与紧急关闭单元17的油口P连通，第一电磁换向阀1301的油口T通过油管线与紧急关闭单元17的油口T连通，第一电磁换向阀1301的油口A通过油管线与第二单向阀402的油口A连通，第一电磁换向阀1301的油口B通过油管线与第三单向阀403的油口B连通，第二单向阀402的油口B通过油管线分别与紧急关闭单元17的油口A和第一液控单向阀701的油口B连通，第一液控单向阀701的油口A通过油管线与紧急关闭单元17的油口A1连通，第三单向阀403的油口A通过油管线分别与第二压力传感器802、紧急关闭单元17的油口B和第二液控单向阀702油口B连通，第二液控单向阀702油口A通过油管线与紧急关闭单元17的B1连通，所述第一液控单向阀701的油口X和第二液控单向阀702的油口X通过管线与第一电磁换向阀1301另一端和第三单向阀403一端连通的油管线连通，第一液控单向阀701的油口Y和第二液控单向阀702的油口Y通过油管线分别与减压蓄能过滤单元16的油口T、紧急关闭单元17的油口T和液压闭环控制单元18的油口T连通，第二电磁换向阀1302的油口P和第二溢流阀602的油口P分别通过管线与第二压力传感器802和紧急关闭单元17的油口A连通的油管线连通，第二电磁换向阀1302的油口T和第二溢流阀602的油口T分别通过管线与第三单向阀403的油口A另一端和第二压力传感器802及紧急关闭单元17的油口B连通的油管线连通，所述第二电磁换向阀1302的油口A和第二溢流阀602的油口P通过管线连通，第二电磁换向阀1302的油口B和第二溢流阀602的油口T通过管线连通。

实施例7:

参照图4，与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述的液压闭环控制单元18包括四个功能完全相同的第一先导式高频响流量自适应控制单元2001、第二先导式高频响流量自适应控制单元2002、第三先导式高频响流量自适应控制单元2003和第四先导式高频响流量自适应控制单元2004，所述第一先导式高频响流量自适应控制单元2001、第二先导式高频响流量自适应控制单元2002、第三先导式高频响流量自适应控制单元2003和第四先导式高频响流量自适应控制单元2004均包含油口A和油口P，所述第一先导式高频响流量自适应控制单元2001的油口A通过油管线与液压闭环控制单元18的油口A连通，第一先导式高频响流量自适应控制单元2001的油口P通过油管线与液压闭环控制单元18的油口P连通，所述第二先导式高频响流量自适应控制单元2002的油口P通过油管线与液压闭环控制单元18的油口B连通,第二先导式高频响流量自适应控制单元2002的油口A通过油管线与液压闭环控制单元18的油口T连通，所述第三先导式高频响流量自适应控制单元2003的油口A通过油管线与液压闭环控制单元18的油口B连通，第三先导式高频响流量自适应控制单元2003的油口P通过油管线与液压闭环控制单元18的油口P连通，所述第四先导式高频响流量自适应控制单元2004的油口P通过油管线与液压闭环控制单元18的油口A连通，第四先导式高频响流量自适应控制单元2004的油口A通过油管线与液压闭环控制单元18的油口T连通。

进一步的通过分别调节第一先导式高频响流量自适应控制单元2001、第二先导式高频响流量自适应控制单元2002、第三先导式高频响流量自适应控制单元2003和第四先导式高频响流量自适应控制单元2004的占空比(PWM)，液压闭环控制单元18能实现流量的自适应控制，保证了塞棒液压缸14在电气的自控控制下能实现慢速-快速的无级调速功能。

实施例8:

与实施例7相比，本实施例的不同之处在于：所述的第一先导式高频响流量自适应控制单元2001包括第一快速阀101、第一节流器201和第一液控通断阀301，第二先导式高频响流量自适应控制单元2002包括第二快速阀102、第二节流器202和第二液控通断阀302，第三先导式高频响流量自适应控制单元2003包括第三快速阀103、第三节流器203和第三液控通断阀303，第四先导式高频响流量自适应控制单元2004包括第四快速阀104、第四节流器204和第四液控通断阀304，所述第一快速阀101、第二快速阀102、第三快速阀103和第四快速阀104均包括油口A和油口P，所述第一节流器201、第二节流器202、第三节流器203和第四节流器204均包括油口A和油口B，所述第一液控通断阀301、第二液控通断阀302、第三液控通断阀303和第四液控通断阀304均包括油口A、油口B、油口X和油口Y，所述第一快速阀101的油口A和第一液控通断阀301的油口B均通过油管线与第一先导式高频响流量自适应控制单元2001的油口A连通，第一快速阀101的油口P和第一液控通断阀301的油口Y均通过油管线与第一节流器201的油口B连通，第一节流器201的油口A和第一液控通断阀301的油口A均通过油管线与第一先导式高频响流量自适应控制单元2001的油口P连通，第一液控通断阀301的油口X还通过油管线与第一液控通断阀301的油口A连通，所述第二快速阀102的油口A和第二液控通断阀302的油口B均通过油管线与第二先导式高频响流量自适应控制单元2002的油口A连通，第二快速阀102的油口P和第二液控通断阀302的油口Y均通过油管线与第二节流器202的油口B连通，第二节流器202的油口A和第二液控通断阀302的油口A均通过油管线与第二先导式高频响流量自适应控制单元2002的油口P连通，第二液控通断阀302的油口X还通过油管线与第二液控通断阀302的油口A连通，所述第三快速阀103的油口A和第三液控通断阀303的油口B均通过油管线与第三先导式高频响流量自适应控制单元2003的油口A连通，第三快速阀103的油口P和第三液控通断阀303的油口Y均通过油管线与第三节流器203的油口B连通，第三节流器203的油口A和第三液控通断阀303的油口A均通过油管线与第三先导式高频响流量自适应控制单元2003的油口P连通，第三液控通断阀303的油口X还通过油管线与第二液控通断阀303的油口A连通，所述第四快速阀104的油口A和第三液控通断阀304的油口B均通过油管线与第四先导式高频响流量自适应控制单元2004的油口A连通，第三快速阀104的油口P和第三液控通断阀304的油口Y均通过油管线与第三节流器204的油口B连通，第三节流器204的油口A和第三液控通断阀304的油口A均通过油管线与第四先导式高频响流量自适应控制单元2004的油口P连通，第三液控通断阀304的油口X还通过油管线与第二液控通断阀304的油口A连通。

进一步的执行单元19的塞棒液压缸14能实现速度无级调节功能，其原理是通过调节第一快速阀101、第二快速阀102、第三快速阀103和第四快速阀104的占空比(PWM)来实现，调节第一快速阀101的占空比不断增大(减小)，所以通过第一快速阀101的油液流量不断增大(减小)，同时经过第一节流器201的压降将不断增大(减小)，这就导致作用于第一液控通断阀301油口X侧和油口Y侧压差发生改变，从而克服第一液控通断阀301油口Y侧的弹簧使第一液控通断阀301与第一快速阀101的占空比(PWM)成比例打开(关闭)，上述动作实现了第一先导式高频响流量自适应控制单元2001的流量自适应调节，所以通过分别调节第一先导式高频响流量自适应控制单元2001、第二先导式高频响流量自适应控制单元2002、第三先导式高频响流量自适应控制单元2003和第四先导式高频响流量自适应控制单元2004的占空比(PWM)，液压闭环控制单元18能实现流量的自适应控制，保证了塞棒液压缸14在电气的自控控制下能实现慢速-快速的无级调速功能。

实施例9:

与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述的执行器单元19包括塞棒液压缸14和位移传感器15，塞棒液压缸14的一端分别通过油管线与执行器单元19的油口A和的油口B连通，位移传感器15连接在塞棒液压缸14的另一端，所述执行器单元19的油口A与紧急关闭单元17的油口A连通的油管线上还连接有第二高压胶管902，执行器单元19的油口B与紧急关闭单元17的油口B连通的油管线上还连接有第一高压胶管901。

进一步的位移传感器15用于收集及传递塞棒液压缸14的位置信息。

实施例10:

一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制方法包括实施例1-9任意一项所述的一种低功耗流量自适应液压位置闭环控制系统，包括以下步骤

S001：在正常工作时，第一电磁换向阀1301通电，使第一液控单向阀701及第二液控单向阀702打开，第二电磁换向阀1302断电；

当执行单元19需要实现关闭功能时，第一快速阀101和第二快速阀102得电，第三快速阀103和第四快速阀104断电，执行单元19的塞棒液压缸14实现关闭功能；

当执行单元19需要实现打开功能时，第三快速阀103和第四快速阀104得电，第一快速阀101和第二快速阀102断电，执行单元19的塞棒液压缸14实现打开功能；

当整个系统需要实现闭环控制时，根据电气控制系统设定的塞棒液压缸14的位置，并检测执行单元19上的位移传感器15的数值，电气控制系统实时自动控制液压闭环控制单元18，根据执行单元19的关闭和打开功能，实现塞棒液压缸14的高精度位置控制，从而保证工艺要求的塞棒液压缸14位置值，同时当位移传感器15的数值在工艺要求的范围值内，第一快速阀101、第二快速阀102、第三快速阀103和第四快速阀104以及第一液控通断阀301、第二液控通断阀302、第三液控通断阀303、第四液控通断阀304均为无泄漏截止液压阀，塞棒液压缸14的位置被锁定在第一快速阀101、第二快速阀102、第三快速阀103和第四快速阀104断电时的位置值上，直到系统长时间工作后由于塞棒液压缸14或者其他液压元件的内泄漏引起位移传感器15的数值大于(或小于)工艺要求的范围值时，再次触发上述的关闭(或打开)动作，实现塞棒液压缸14的位置精准自动控制，从而达到了降低能耗的功能；

S002：在手动工作时，第一电磁换向阀1301通电，第二电磁换向阀1302通电，第一快速阀101断电，第二快速阀102断电，第三快速阀103断电，第四快速阀104断电，使执行单元19内塞棒液压缸14的上、下腔油口连通，此时塞棒液压缸14缷压，从而能轻易通过手动操作塞棒液压缸14的位置，实现塞棒液压缸14的位置手动操作来控制结晶器液面高度；

S003：在事故状态下，第一电磁换向阀1301断电，第二电磁换向阀1302断电，第一快速阀101断电，第二快速阀102断电，第三快速阀103断电，第四快速阀104断电，储存在蓄能器12里的高压油经第一高压球阀501的油口T进入油口P进入经第一电磁换向阀1301油口A经第二单向阀402、第二胶管902进入塞棒液压缸14下腔，使塞棒液压缸14紧急关闭，从而不会导致塞棒液压缸14失控，引起重大安全事故。

更进一步地，执行单元19的塞棒液压缸14能实现速度无级调节功能，其原理是通过调节第一快速阀101、第二快速阀102、第三快速阀103和第四快速阀104的占空比(PWM)来实现；此处以第一先导式高频响流量自适应控制单元2001来作说明：液压高压油液经第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口P进入第一节流器201油口A再由油口B进入第一快速阀101油口P后由油口A进入第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口A；当调节第一快速阀101的占空比不断增大时，则通过第一快速阀101的高压油液流量不断增大，造成经过第一节流器201的压降将不断增大，这就导致作用于第一液控通断阀301油口Y侧的压力减小，从而作用于第一液控通断阀301油口X和油口Y的压差增大并克服第一液控通断阀301油口Y侧的弹簧而使第一液控通断阀301阀芯向油口Y侧移动，液压高压油液经第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口P进入第一液控通断阀301油口A后由油口B进入第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口A不断增大，从而实现了经过第一液控通断阀301的高压油液流量与第一快速阀101的占空比成比例增大。反之，当调节第一快速阀101的占空比不断减小时，则通过第一快速阀101的高压油液流量不断减小，造成经过第一节流器201的压降将不断减小，这就导致作用于第一液控通断阀301油口Y侧的压力增大，从而第一液控通断阀301油口Y侧的弹簧克服作用于第一液控通断阀301油口X和油口Y的压差并使第一液控通断阀301阀芯向油口X侧移动，液压高压油液经第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口P进入第一液控通断阀301油口A后由油口B进入第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口A并不断减小，从而实现了经过第一液控通断阀301的高压油液流量与第一快速阀101的占空比成比例增大。综上，上述自适应控制动作使第一液控通断阀301与第一快速阀101的占空比(PWM)成比例打开或者关闭，实现了第一先导式高频响流量自适应控制单元2001的流量自适应调节，，2002-第二先导式高频响流量自适应控制单元、2003-第三先导式高频响流量自适应控制单元和2004-第四先导式高频响流量自适应控制单元动作与第一先导式高频响流量自适应控制单元2001相同

液压高压油液经第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口P进入第一节流器201油口A再由油口B进入第一快速阀101油口P后由油口A进入第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口A；当调节第一快速阀101的占空比不断增大时，则通过第一快速阀101的高压油液流量不断增大，造成经过第一节流器201的压降将不断增大，这就导致作用于第一液控通断阀301油口Y侧的压力减小，从而作用于第一液控通断阀301油口X和油口Y的压差增大并克服第一液控通断阀301油口Y侧的弹簧而使第一液控通断阀301阀芯向油口Y侧移动，液压高压油液经第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口P进入第一液控通断阀301油口A后由油口B进入第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口A不断增大，从而实现了经过第一液控通断阀301的高压油液流量与第一快速阀101的占空比成比例增大。反之，当调节第一快速阀101的占空比不断减小时，则通过第一快速阀101的高压油液流量不断减小，造成经过第一节流器201的压降将不断减小，这就导致作用于第一液控通断阀301油口Y侧的压力增大，从而第一液控通断阀301油口Y侧的弹簧克服作用于第一液控通断阀301油口X和油口Y的压差并使第一液控通断阀301阀芯向油口X侧移动，液压高压油液经第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口P进入第一液控通断阀301油口A后由油口B进入第一先导式高频响流量自适应控制单元2001油口A并不断减小，从而实现了经过第一液控通断阀301的高压油液流量与第一快速阀101的占空比成比例增大。综上，上述自适应控制动作使第一液控通断阀301与第一快速阀101的占空比(PWM)成比例打开或者关闭，实现了第一先导式高频响流量自适应控制单元2001的流量自适应调节，2002-第二先导式高频响流量自适应控制单元、2003-第三先导式高频响流量自适应控制单元和2004-第四先导式高频响流量自适应控制单元动作与第一先导式高频响流量自适应控制单元2001相同，所以通过分别调节第一先导式高频响流量自适应控制单元2001、第二先导式高频响流量自适应控制单元2002、第三先导式高频响流量自适应控制单元2003和第四先导式高频响流量自适应控制单元2004的占空比(PWM)，液压闭环控制单元18能实现流量的自适应控制，保证了塞棒液压缸14在电气的自控控制下能实现慢速-快速的无级调速功能。

通过上述的方法采用四组结构和功能完全相同的先导式高频响流量自适应控制单元取代伺服阀(比例阀)来控制塞棒液压缸的位置，克服了传统采用伺服阀(比例阀)而导致系统抗污染能力差、故障率高、功耗大且价格昂贵等缺点；同时采用先导式高频响流量自适应控制单元，可以实现塞棒液压缸在低速和高速下的速度无级调节，并能精确控制塞棒液压缸的位置，本发明具有可靠性高、结构简单、流量调节范围大、功耗低及成本低廉等优点。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。