CN103362052B - 一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制系统，包括控制器、触控显示器、行走速度传感器、角度传感器、固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组，触控显示器与控制器连接，控制器分别与行走速度传感器、角度传感器、固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组连接；控制方法为（1）采集数据；（2）计算脉冲信号幅度ton；（3）将计算得出的脉冲信号幅度ton控制所有喷嘴阀；（4）计算固定角度喷嘴阀组的脉冲信号频率f1和可变角度喷嘴阀组的脉冲信号频率f2；（5）将计算出的脉冲信号频率f1和f2分别用于对应喷嘴阀组。采用脉冲式喷洒，通过对喷嘴阀组脉冲信号的调幅和调频控制，使喷洒在单位面积上的乳化沥青保持重量上的精确性和均匀性。

Description

一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制方法
技术领域
本发明涉及一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制系统及其控制方法，属于摊铺机技术领域。
背景技术
沥青洒布摊铺机主要用于道路的普通面层和超薄磨耗层的施工，其施工质量和施工效率相比普通施工工艺有极大优势，体现其优势的关键因素是一体化摊铺，即粘层改性乳化沥青和沥青混合料的同步洒布和摊铺；而喷洒量控制系统的优劣是衡量沥青洒布摊铺机性能好坏的关键指标之一，机器在施工过程中要靠喷洒量控制系统使喷洒在单位面积上的乳化沥青保持重量上的精确性和均匀性。
以往，沥青洒布摊铺机喷洒控制系统都为连续式喷洒，而非脉冲式喷洒，其喷洒控制多采用行走速度与喷洒流量相匹配的方法来保证喷洒量和均匀性；此种控制方式下，对喷洒量的掌控精度较低，而且行走速度必须很高才能达到较低的喷洒量，乳化沥青在喷洒过程中雾化严重，影响施工环境和喷洒均匀性；同时，其靠若干固定角度的喷嘴阀组来改变喷洒宽度，这不可避免的产生重叠部分，重叠部分的喷洒量靠回收装置来保证，回收过程中乳化沥青容易产生破乳损坏的风险。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制系统及其控制方法，采用脉冲式喷洒，通过对喷嘴阀组脉冲信号的调幅和调频控制，使喷洒在单位面积上的乳化沥青保持重量上的精确性和均匀性，同时无需回收装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制系统，包括控制器、触控显示器、行走速度传感器、角度传感器、固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组，触控显示器与控制器连接，控制器分别与行走速度传感器、角度传感器、固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组连接。
一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制方法，该方法的具体步骤是：
（1）采集数据：将触控显示器输入的喷洒量ω值、角度传感器检测的可变角度喷嘴阀组与前进方向之间的角度θ和行走速度传感器检测的行走速度v，都传递给控制器；
（2）控制器计算脉冲信号幅度ton:喷洒量ω值与脉冲信号幅度ton是线性关系，关系式为：
ton=kω+b
式中，k为线性比例系数，此系数含单位，b为常数；通过上式计算出的脉冲信号幅度ton，单位为ms；
（3）控制器将计算得出的脉冲信号幅度ton，每变化一次喷洒量ω值，控制器就调整一次脉冲信号的幅度ton，对固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组的所有喷嘴阀的幅度进行统一调控；
（4）控制器计算固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1和可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2：
固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1只与行走速度v相关联，固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1与行走速度v的关系式为：
f1=k1v+b1
式中，f1为固定喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率，k1为线性比例系数，此系数含单位，b1为常数；
固定角度喷嘴阀组角度固定，不随摊铺宽度的变化而变化；可变角度喷嘴阀组的角度随摊铺宽度的变化而变化，设可变喷嘴阀组的总长为L，则摊铺宽度ι与角度θ有如下关系式：
ι=L×sinθ
对于可变角度喷嘴阀组，当摊铺宽度较窄，角度θ较小时，为了防止相邻2个喷嘴重叠部分影响到单位面积的喷洒量及均匀性，控制器将间隔开启各喷嘴；即在这种情况下，可变角度喷嘴阀组中的各个喷嘴并不是都开启，开启喷嘴的数量跟摊铺宽度ι及角度θ有关系；相应地，可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2也跟开启喷嘴的数量有 关系，同时可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2与行走速度v和角度θ相关联，具体关系式为：
f2=k2f1sinθ·(n1/n2)+b2
将固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1的关系式带入为：
f2=k1k2vsinθ·(n1/n2)+b2'
式中，f2为可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率，k2为比例系数，此系数不含单位，n1为可变角度喷嘴阀组中喷嘴阀的个数，n2为可变角度喷嘴阀组中当前可开启的喷嘴阀个数，b2、b2'为常数；
（5）控制器计算出的固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1和可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2将转化成对应的信号周期来执行，单位为ms，每变化一次行走速度v和角度θ，控制器就重新计算一次f1与f2，并分别用于调控固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组中的各个喷嘴阀。
本发明的有益效果是：采用固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组相结合的方式，可适应路面宽度的变化，通过实时调整脉冲信号的频率与幅度，从而控制固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组的喷洒，这样就可保证喷洒在单位面积上的乳化沥青保持重量上的精确性和均匀性，同时无需回收装置。
附图说明
图1是本发明控制系统的原理框图；
图2是本发明的固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组的位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本沥青洒布摊铺机喷洒的控制系统，包括控制器、触控显示器、行走速度传感器、角度传感器、固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组，触控显示器与控制器连接，控制器分别与行走速度传感器、角度传感器、固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组连接。
本沥青洒布摊铺机喷洒的控制方法，该方法的具体步骤是：
（1）采集数据：将触控显示器输入的喷洒量ω值、角度传感器检测的可变角度喷嘴阀组与前进方向之间的角度θ和行走速度传感器检测的行走速度v，都传递给控制器；
（2）控制器计算脉冲信号幅度ton:喷洒量ω值与脉冲信号幅度ton是线性关系，关系式为：
ton=kω+b
式中，k为线性比例系数，此系数含单位，b为常数；通过上式计算出的脉冲信号幅度ton，单位为ms；
（3）控制器将计算得出的脉冲信号幅度ton，每变化一次喷洒量ω值，控制器就调整一次脉冲信号的幅度ton，对固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组的所有喷嘴阀的幅度进行统一调控；
（4）控制器计算固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1和可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2：
固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1只与行走速度v相关联，固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1与行走速度v的关系式为：
f1=k1v+b1
式中，f1为固定喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率，k1为线性比例系数，此系数含单位，b1为常数；
固定角度喷嘴阀组角度固定，不随摊铺宽度的变化而变化；可变角度喷嘴阀组的角度随摊铺宽度的变化而变化，设可变喷嘴阀组的总长为L，则摊铺宽度ι与角度θ有如下关系式：
ι=L×sinθ
对于可变角度喷嘴阀组，当摊铺宽度较窄，角度θ较小时，为了防止相邻2个喷嘴重叠部分影响到单位面积的喷洒量及均匀性，控制器将间隔开启各喷嘴；即在这种情况下，可变角度喷嘴阀组中的各个喷嘴并不是都开启，开启喷嘴的数量跟摊铺宽度ι及角度θ有 关系；相应地，可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2也跟开启喷嘴的数量有关系，同时可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2与行走速度v和角度θ相关联，具体关系式为：
f2=k2f1sinθ·(n1/n2)+b2
将固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1的关系式带入为：
f2=k1k2vsinθ·(n1/n2)+b2'
式中，f2为可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率，k2为比例系数，此系数不含单位，n1为可变角度喷嘴阀组中喷嘴阀的个数，n2为可变角度喷嘴阀组中当前可开启的喷嘴阀个数，b2、b2'为常数；
（5）控制器计算出的固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1和可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2将转化成对应的信号周期来执行，单位为ms，每变化一次行走速度v和角度θ，控制器就重新计算一次f1与f2，并分别用于调控固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组中的各个喷嘴阀。
工作时，只需要操作者输入一个需要的喷洒量值ω，本发明的控制系统就能使喷洒在单位面积上的乳化沥青保持重量上的精确性和均匀性；并且在这个过程中，操作者可随时改变喷洒量值ω、行驶速度v和摊铺宽度ι，从而使单位面积上的乳化沥青重量及均匀性均能达到预期效果。

Claims (1)

1.一种沥青洒布摊铺机喷洒的控制方法，其特征在于，该方法的具体步骤是：
（1）采集数据：将触控显示器输入的喷洒量ω值、角度传感器检测的可变角度喷嘴阀组与前进方向之间的角度θ和行走速度传感器检测的行走速度v，都传递给控制器；
（2）控制器计算脉冲信号幅度ton:喷洒量ω值与脉冲信号幅度ton是线性关系，关系式为：
ton=kω+b
式中，k为线性比例系数，此系数含单位，b为常数；通过上式计算出的脉冲信号幅度ton，单位为ms；
（3）控制器将计算得出的脉冲信号幅度ton，每变化一次喷洒量ω值，控制器就调整一次脉冲信号幅度ton，对固定角度喷嘴阀组和可变角度喷嘴阀组的所有喷嘴阀的幅度进行统一调控；
（4）控制器计算固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1和可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2：
固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1只与行走速度v相关联，固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1与行走速度v的关系式为：
f1=k1v+b1
式中，f1为固定喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率，k1为线性比例系数，此系数含单位，b1为常数；
可变角度喷嘴阀组的角度随摊铺宽度的变化而变化，设可变喷嘴阀组的总长为L，则摊铺宽度ι与角度θ有如下关系式：
ι=L×sinθ
可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2与行走速度v和角度θ相关联，具体关系式为：
f2=k2f1sinθ·(n1/n2)+b2
将固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1的关系式带入为：
f2=k1k2vsinθ·(n1/n2)+b2' 
式中，f2为可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率，k2为比例系数，此系数不含单位，n1为可变角度喷嘴阀组中喷嘴阀的个数，n2为可变角度喷嘴阀组中当前可开启的喷嘴阀个数，b2、b2'为常数；
（5）控制器计算出的固定角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f1和可变角度喷嘴阀组中各个喷嘴阀的脉冲信号频率f2将转化成对应的信号周期来执行，单位为ms，每变化一次行走速度v和角度θ，控制器就重新计算一次f1与f2，并分别用于调控固定角度喷嘴阀组中的喷嘴阀和可变角度喷嘴阀组中的各个喷嘴阀。
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