CN103009481B - 用于混凝土放料及泵送的控制方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于混凝土放料及泵送的控制方法、系统。该控制方法包括以下步骤：检测泵送设备料斗的当前料位；判断当前料位是否在预设范围内，若所述当前料位大于预设最大值，则自动控制放料设备的放料速度降低；若所述当前料位小于预设最小值，则自动控制放料设备的放料速度增加；若当前料位在预定时间内不断减小，则自动控制放料设备的放料速度增加，若料位依然以同样速度减小或以更大速度减小时，则判断为放料设备料空，自动控制泵送设备停机。本发明的控制方法还可以实现料位检测故障的自动诊断，具有操作方便、可靠性高等优点。

Description

用于混凝土放料及泵送的控制方法、系统

技术领域

本发明主要涉及混凝土工程机械领域，具体地说，涉及一种用于混凝土放料及泵送的控制方法、系统。

背景技术

当前混凝土泵送设备施工时，至少需要两名操作手进行操作。操作手A操作泵送设备，操作手B站在料斗旁边观察泵送设备料斗内料量来控制放料设备放料并在放料设备料空时提醒操作手A料已放完停止泵送。

操作手B必须时刻保持注意，防止因料斗内料位过高导致溢出浪费或者料位过低造成泵送吸空引起的泵送设备冲击。且操作手B所处位置噪声极大并伴有水泥飞溅，对人体损害程度较大。

现有技术中，自动控制系统用于混凝土放料设备（如搅拌车）和混凝土泵送设备（如泵车）中，包括：料位检测模块，检测混凝土泵送设备料斗中物料的当前物料高度；中央控制模块，按预定方式判断当前料位高度和物料的当前泵送速度是否匹配，并在所述当前料位高度和泵送速度不匹配时，调节所述物料的当前放料速度。

该技术主要存在以下缺点：

1）对搅拌车内无料的情况无法做出反应，容易导致料斗内混凝土被打空；

2）恶劣的施工环境导致料位监测传感器信号易被干扰（如飞溅的混凝土），没有相应的故障诊断；

3）料位检测模块出现故障时，一个操作手无法同时对泵送和放料设备进行控制；

4）无法在人机界面看到料位。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于混凝土放料及泵送的控制方法，该控制方法可以根据泵送设备的料位状态自动控制、判断放料设备的状态，提高操作便利性。

本发明用于混凝土放料及泵送的控制系统，包括以下步骤：

检测泵送设备料斗的当前料位；判断当前料位是否在预设范围内，若所述当前料位大于预设最大值，则自动控制放料设备的放料速度降低；若所述当前料位小于预设最小值，则自动控制放料设备的放料速度增加；

若当前料位在预定时间内不断减小，则自动控制放料设备的放料速度增加，若料位依然以同样速度减小或以更大速度减小时，则判断为放料设备料空，自动控制泵送设备停机。

进一步地，若当前料位在预设时间内不变，则还包括以下步骤：自动控制放料设备的放料速度变化或泵送设备的排量变化，若当前料位仍然不变，则判断为料位检测故障。

进一步地，若当前料位为负值或高于料斗高度，则判断为料位检测故障。

进一步地，若所述当前料位大于预设最大值，则自动控制放料设备的放料速度降低至零；若所述当前料位小于预设最小值，则自动控制放料设备的放料速度增加至最大额定值。

进一步地，若所述当前料位位于预设范围内，则还包括以下步骤：

根据当前料位与时间的关系判断料位变化趋势，若料位增加，则自动控制放料设备的放料速度降低；若料位降低，则自动控制放料设备的放料速度增加。

本发明的又一个方面，还提供一种用于混凝土放料及泵送的控制系统，该控制系统包括：

料位检测装置，用于检测反映泵送设备料斗的当前料位的信息，并发送当前料位信号；

指令终端，所述指令终端上集成有可产生指示信号的泵送设备手动部件和放料设备手动部件；

控制装置，所述控制装置接收所述料位检测装置的当前料位信号，实现放料及泵送控制的自动模式；所述控制装置接收所述指令终端的指示信号，实现放料及泵送控制的手动模式。

进一步地，还包括显示装置，所述显示装置连接所述控制装置，并显示控制装置计算得出的当前料位。

进一步地，还包括报警装置，所述报警装置连接所述控制装置，并在所述控制装置判断为当前料位大于预设最大值、当前料位小于预设最小值、料位检测故障、放料设备料空中的一种或几种状态时，进行报警。

进一步地，所述指令终端为遥控器，所述遥控器上设置有遥控发射装置，所述控制装置与遥控接收装置连接，所述遥控发射装置向所述遥控接收装置发送无线指示信号。

本发明实现了放料设备和泵送设备的通讯和控制关联，根据泵送设备的当前料位信息即可以控制、判断放料设备的状态。与现有技术相比，本发明可根据当前料位的检测结果及逻辑关系，一方面可判断放料设备是否料空，另一方面还可判断料位检测装置是否出现故障，可以预防因料空而导致泵送设备打空的现象，并可以在料位检测装置故障后采用手动模式保证作业的顺利进行。

此外，本发明只需一个操作手即可完成放料及泵送工作；并且本发明涵盖了手动模式和自动模式，还可在人机界面上显示当前料位，为操作手提供施工策略控制的基础，极大地提高了操作便利性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例的用于混凝土放料及泵送的控制方法的流程图；

图2是本发明一实施例的用于混凝土放料及泵送的控制系统的结构框图；

图3是本发明一实施例的用于混凝土放料及泵送的控制系统的工作原理图。

附图标记说明：

1   料位检测装置

2   指令终端

3   控制装置

4   显示装置

5   报警装置

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1所示是本发明一实施例的用于混凝土放料及泵送的控制方法的流程图。该控制方法应用于混凝土放料设备及混凝土泵送设备的联合控制。该混凝土放料设备可以是混凝土搅拌车等设备，该混凝土泵送设备可以是如混凝土泵车、拖泵、车载泵等设备。

该实施例的控制方法包括：

步骤1：检测泵送设备料斗的当前料位，通过料位可以得知料斗中的物料量，该当前料位可以发送至人机界面及遥控器界面进行显示。

判断当前料位是否在预设范围内，若当前料位大于预设最大值（P＞Pmax），则自动控制放料设备的放料速度降低；该放料速度可以降低至零，放料设备停止放料。

若当前料位小于预设最小值（P＜Pmin），则自动控制放料设备的放料速度增加；该放料速度可增加至最大额定值，即以放料设备能实现的最大速度放料。

步骤2：若当前料位在预定时间内不断减小，则自动控制放料设备的放料速度增加，若料位依然以同样速度减小或以更大速度减小时，则判断为放料设备料空，自动控制泵送设备停机。

本发明可根据当前料位的检测结果及逻辑关系，判断放料设备是否料空，实现放料设备料空的自动诊断。在料空过程中，虽然控制了放料速度增加，但是由于缺料该控制无效，如该控制之前的时刻物料减小的速度是A方/秒（含正常偏差值），则该控制之后的时刻物料减小的速度可为A方/秒或A+a方/秒（泵送速度不稳定时存在）。物料减少的速度由料位变化及料斗的截面结构确定。

在判断为料空后则需要控制泵送停止，在更换放料设备或在放料设备有料后再继续进行泵送。本发明还可以根据其它关系，如物料减少的幅度与放料速度是否匹配的关系，判断放料设备是否料空。

在上述技术方案的基础上，本发明根据泵送设备的当前料位信息即可以控制、判断放料设备的状态，实现了放料设备和泵送设备的联合控制；并且可以及时判断放料设备是否料空，预防因料空而导致泵送设备打空的现象，提高了作业安全性和可靠性。

此外，在施工过程中，现场恶劣的施工环境容易导致料位信号易被干扰（如飞溅的混凝土）。如果料位测量不准确，将会严重影响控制装置自动控制的可靠性。因此，对料位检测故障及时诊断是非常必须的。图1所示实施例还提供了一种根据当前料位的检测结果及逻辑关系，判断料位检测是否出现故障的方法。

一般而言，在泵送过程中，料位总会进行一定程度的波动，若当前料位在预设时间内不变，则还包括以下步骤：自动控制放料设备的放料速度变化或泵送设备的排量变化，若当前料位仍然不变，则判断为料位检测故障。说明此时料位检测被卡在同一信号值上。

此外，若检测的当前料位为异常值，如为负值或高于料斗高度，则也可以判断为料位检测故障。

作为另一个优选实施方式，在若当前料位位于预设范围内（Pmin≤P≤Pmax），则还包括以下步骤：

根据当前料位与时间的关系判断料位变化趋势，若料位增加，则自动控制放料设备的放料速度降低；若料位降低，则自动控制放料设备的放料速度增加，从而可以使料位维持在一定值。

图2所示是本发明一实施例的用于混凝土放料及泵送的控制系统的结构框图。该实施例的控制系统至少包括料位检测装置1、指令终端2和控制装置3。其中，该料位检测装置1用于检测反映泵送设备料斗的当前料位的信息，并发送当前料位信号。该料位检测装置1可以是各种类型的传感器，用来反映当前料位高度的关联信息，其可以将料位信息转换为电信号，如电压值等，不同的电压值可对应不同的料位高度。

指令终端2上集成有可产生指示信号的泵送设备手动部件和放料设备手动部件。该手动部件可以是各种控制按钮、按键、手柄机构，并可以控制如泵送设备的泵送排量的启动、停止、加速、减速等动作，以及放料设备的启动、停止及放料速度的加速、减速等动作。

该指令终端2可以设置于泵送设备的驾驶室或其它可能的位置，优选该指令终端2为遥控器，遥控器上设置有遥控发射装置，控制装置3与遥控接收装置连接，遥控发射装置向遥控接收装置发送无线指示信号。该遥控器上还可以设置显示屏，以显示当前料位、当前动作等信息。该遥控器优选配置在泵送设备上，在工作过程中，当放料设备放置好后，泵送设备与放料设备之间建立通讯（可以采用蓝牙、WIFI、有线等手段），从而通过一个操作手和一个遥控器即实现了放料设备和泵送设备的联合控制。

控制装置3接收料位检测装置1的当前料位信号，实现放料及泵送控制的自动模式；控制装置3接收指令终端2的指示信号，实现放料及泵送控制的手动模式。该控制装置3可以根据当前料位信号得出当前料位值，并根据预定控制方式实现自动模式。应当清楚的是，自动模式依赖于料位检测装置1的正常工作；当料位检测故障或操作手需要时，可以通过指令终端2实现手动模式。

进一步地，为了操作手直观地知晓当前料位，图2所示的实施例还包括显示装置4，显示装置4连接控制装置3，并显示控制装置3计算得出的当前料位。当前料位既可以为数字化显示，也可以为图形化显示，本发明并不受限于此。该显示装置4可以设置于人机界面，还可以设置于如遥控器等指令终端2上。

此外，图2所示的实施例还包括报警装置5，报警装置5连接控制装置3，并在控制装置3判断为当前料位大于预设最大值、当前料位小于预设最小值、料位检测故障、放料设备料空中的一种或几种状态时，进行报警。在放料及泵送的异常或特殊阶段，向操作手提供必要的预警，以实现施工故障的及时解决。该报警装置5可以是蜂鸣器或指示灯等，相应地其报警信号为蜂鸣器的蜂鸣或指示灯的发光、闪烁。

图3所示是本发明一实施例的用于混凝土放料及泵送的控制系统的工作原理图。操作手通过手动部件，触发指示终端向泵送设备控制器发送指示信号，泵送设备控制器与放料设备控制器之间进行通信，通过同一个指示终端即可以分别控制放料设备放料和泵送设备泵送。料位检测装置1检测的料位信号发送至泵送设备控制器，可实现自动模式，并可将当前料位信息显示于人机界面。

综上所述，本发明实现了放料设备和泵送设备的通讯和控制关联，可以实现料位检测故障的自动诊断以及泵送设备放空的自动诊断，并且本发明还涵盖了手动模式和自动模式，只需一个操作手即可完成放料及泵送工作，极大地提供了操作便利性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于混凝土放料及泵送的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测泵送设备料斗的当前料位；判断当前料位是否在预设范围内，若所述当前料位大于预设最大值，则自动控制放料设备的放料速度降低；若所述当前料位小于预设最小值，则自动控制放料设备的放料速度增加；

若当前料位在预定时间内不断减小，则自动控制放料设备的放料速度增加，若料位依然以同样速度减小或以更大速度减小时，则判断为放料设备料空，自动控制泵送设备停机；

若当前料位在预设时间内不变，则还包括以下步骤：自动控制放料设备的放料速度变化或泵送设备的排量变化，若当前料位仍然不变，则判断为料位检测故障。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若当前料位为负值或高于料斗高度，则也判断为料位检测故障。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，若所述当前料位大于预设最大值，则自动控制放料设备的放料速度降低至零；若所述当前料位小于预设最小值，则自动控制放料设备的放料速度增加至最大额定值。

4.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，若所述当前料位位于预设范围内，则还包括以下步骤：

根据当前料位与时间的关系判断料位变化趋势，若料位增加，则自动控制放料设备的放料速度降低；若料位降低，则自动控制放料设备的放料速度增加。

5.一种用于混凝土放料及泵送的控制系统，其特征在于，包括：

料位检测装置(1)，用于检测反映泵送设备料斗的当前料位的信息，并发送当前料位信号；

指令终端(2)，所述指令终端(2)上集成有可产生指示信号的泵送设备手动部件和放料设备手动部件；

控制装置(3)，所述控制装置(3)接收所述料位检测装置(1)的当前料位信号，实现放料及泵送控制的自动模式；所述控制装置(3)接收所述指令终端(2)的指示信号，实现放料及泵送控制的手动模式。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，还包括显示装置(4)，所述显示装置(4)连接所述控制装置(3)，并显示控制装置(3)计算得出的当前料位。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，还包括报警装置(5)，所述报警装置(5)连接所述控制装置(3)，并在所述控制装置(3)判断为当前料位大于预设最大值、当前料位小于预设最小值、料位检测故障、放料设备料空中的一种或几种状态时，进行报警。

8.根据权利要求5-7任一项所述的控制系统，其特征在于，所述指令终端(2)为遥控器，所述遥控器上设置有遥控发射装置，所述控制装置(3)与遥控接收装置连接，所述遥控发射装置向所述遥控接收装置发送无线指示信号。