CN106325257B - 用于料位控制装置故障自诊断的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于料位控制装置故障自诊断的方法、装置和系统。该方法包括：判断超声波探头是否接收到发射脉冲信号；若超声波探头未接收到发射脉冲信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障。本发明通过对料位控制信号的输出状态、超声波探头接收到的发射脉冲信号、超声波探头输出的回波脉冲信号、控制器发出脉冲至接收到回波脉冲时间差的大小进行检测和分析判断，实现了料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高施工进度。

Description

用于料位控制装置故障自诊断的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及工程机械控制领域，特别涉及一种用于料位控制装置故障自诊断的方法、装置和系统。

背景技术

摊铺机的输分料控制系统由左、右输料，左、右分料4个自动控制子系统组成的。每个子系统均由超声波料位控制装置、比例电磁阀、液压马达及输分料机构等组成，系统较为复杂。超声波料位传感器是输分料控制系统中的重要部件，根据摊铺机摊铺行走速度和摊铺厚度控制输分料速度，保证了输分料系统连续均匀供料，因此，在摊铺机施工过程中，对施工质量起重要作用。

该系统在施工作业中，当料位超过上限时要停止工作，当料位低于下限时要启动工作，动作频繁，输分料系统时常出现问题，影响施工进度与质量。当摊铺机输分料系统出现故障时，需要对超声波料位控制装置、比例电磁阀、线路、液压管路及液压泵分别进行检测，但是施工现场往往缺少专业检测工具，且超声波料位控制装置自身又无故障指示器，对超声波探头、料位控制装置等是否正常无法判断，导致维修人员盲目更换超声波料位控制装置，施工现场误判断情况时常发生，影响作业进度，造成不必要的损失。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种用于料位控制装置故障自诊断的方法、装置和系统，可以实现对料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断。

根据本发明的一个方面，提供一种用于料位控制装置故障自诊断的方法，包括：

判断超声波探头是否接收到发射脉冲信号；

若超声波探头未接收到发射脉冲信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若超声波探头接收到发射脉冲信号，则进一步判断超声波探头是否返回回波脉冲信号；

若超声波探头未返回回波脉冲信号，则判定超声波探头故障或探测距离过大，并指示状态指示器向外发出第二指示信号，以提示用户超声波探头故障或探测距离过大。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若超声波探头返回回波脉冲信号，则确定回波时间，其中，回波时间为发送发射脉冲信号与接收到回波脉冲信号之间的时间差；

判断回波时间是否大于最大预定间隔；

若回波时间大于最大预定间隔，则进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

若料位控制装置向外输出料位控制信号，则判定料位过低，并指示状态指示器向外发出第三指示信号，以提示用户料位过低；

若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的步骤。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若回波时间不大于最大预定间隔，则进一步判断回波时间是否大于最小预定间隔；

若回波时间大于最小预定间隔，则进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

若料位控制装置向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置正常工作，并指示状态指示器向外发出第四指示信号，以提示用户料位控制装置正常工作；

若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的步骤。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若回波时间不大于最小预定间隔，则进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

若料位控制装置向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的步骤；

若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则判定料位过高，并指示状态指示器向外发出第五指示信号，以提示用户料位过高。

在本发明的一个实施例中，确定回波时间的步骤之后，所述方法还包括：

根据回波时间确定相应的料位控制信号，并将料位控制信号输出给执行机构以便执行机构根据所述料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

根据本发明的另一方面，提供一种用于料位控制装置故障自诊断的控制器，包括脉冲发送模块、第一识别模块、故障判定模块，其中：

脉冲发送模块，用于向超声波探头发送发射脉冲信号；

第一识别模块，用于判断超声波探头是否接收到脉冲发送模块发送的发射脉冲信号；

故障判定模块，用于根据第一识别模块的判断结果，在超声波探头未接收到发射脉冲信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障。

在本发明的一个实施例中，所述控制器还包括脉冲接收模块和第二识别模块，其中：

脉冲接收模块，用于接收超声波探头返回的回波脉冲信号；

第二识别模块，用于根据第一识别模块的判断结果，在脉冲接收模块接收到发射脉冲信号时，进一步判断超声波探头是否返回回波脉冲信号；

故障判定模块还用于根据第二识别模块的判断结果，在超声波探头未返回回波脉冲信号到脉冲接收模块时，判定超声波探头故障或探测距离过大，并指示状态指示器向外发出第二指示信号，以提示用户超声波探头故障或探测距离过大。

在本发明的一个实施例中，所述控制器还包括时间确定模块、第三识别模块、第四识别模块，其中：

时间确定模块，用于根据第二识别模块的判断结果，在超声波探头返回回波脉冲信号时，确定回波时间，其中，回波时间为发送发射脉冲信号与接收到回波脉冲信号之间的时间差；

第三识别模块，用于判断时间确定模块获取的回波时间是否大于最大预定间隔；

第四识别模块，用于根据第三识别模块的判断结果，在回波时间大于最大预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

故障判定模块还用于根据第四识别模块的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位过低，并指示状态指示器向外发出第三指示信号，以提示用户料位过低；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作。

在本发明的一个实施例中，所述控制器还包括第五识别模块、第六识别模块，其中：

第五识别模块，用于根据第三识别模块的判断结果，在回波时间不大于最大预定间隔时，进一步判断回波时间是否大于最小预定间隔；

第六识别模块，用于根据第五识别模块的判断结果，在回波时间大于最小预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

故障判定模块还用于根据第六识别模块的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置正常工作，并指示状态指示器向外发出第四指示信号，以提示用户料位控制装置正常工作；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作。

在本发明的一个实施例中，所述控制器还包括第七识别模块，其中：

第七识别模块，用于根据第五识别模块的判断结果，在回波时间不大于最小预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

故障判定模块还用于根据第七识别模块的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位过高，并指示状态指示器向外发出第五指示信号，以提示用户料位过高。

在本发明的一个实施例中，所述控制器还包括信号确定模块，其中：

信号确定模块，用于根据时间确定模块获取的回波时间确定相应的料位控制信号，以便执行机构根据所述料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

根据本发明的另一方面，提供一种料位控制装置，包括控制器、超声波探头和状态指示器，其中：

控制器，为上述任一实施例中所述的用于料位控制装置故障自诊断的控制器；

超声波探头，用于在接收到控制器发送的发射脉冲信号后向待测物料发出测试超声波；并在收到待测物料的反射超声波后，向控制器返回回波脉冲信号；

状态指示器，用于根据控制器的指示，向外发出指示信号，以提示用户料位控制装置的当前状态。

在本发明的一个实施例中，所述料位控制装置还包括功率放大器，其中：

功率放大器，用于放大控制器输出给状态指示器的指示信号。

在本发明的一个实施例中，所述料位控制装置还包括数模转换器，其中：

数模转换器，用于将控制器输出的数字量的料位控制信号转换成模拟量信号，并向外输出。

在本发明的一个实施例中，所述料位控制装置还包括比例放大器，其中：

比例放大器，用于对数模转换器处理后的模拟量信号进行放大处理后向外输出。

根据本发明的另一方面，提供一种料位控制系统，包括料位控制装置和执行机构，其中：

料位控制装置，为上述任一实施例中所述的料位控制装置；

执行机构，用于根据料位控制装置提供的料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

本发明通过对料位控制信号的输出状态、超声波探头接收到的发射脉冲信号、超声波探头输出的回波脉冲信号、控制器发出脉冲至接收到回波脉冲时间差的大小进行检测和分析判断，实现了料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高施工进度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明用于料位控制装置故障自诊断的方法一个实施例的示意图。

图2为本发明用于料位控制装置故障自诊断的方法另一实施例的示意图。

图3为本发明用于料位控制装置故障自诊断的控制器一个实施例的示意图。

图4为本发明用于料位控制装置故障自诊断的控制器另一实施例的示意图。

图5为本发明料位控制装置一个实施例的示意图。

图6为本发明料位控制装置另一实施例的示意图。

图7为本发明料位控制系统一个实施例的示意图。

图8为本发明料位控制系统另一实施例的示意图。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明用于料位控制装置故障自诊断的方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例可由用于料位控制装置故障自诊断的控制器执行。该方法包括以下步骤：

步骤101，在料位控制装置供电正常时，控制器向超声波探头发送发射脉冲信号后预定时间间隔内，判断超声波探头是否接收到发射脉冲信号。

步骤102，若超声波探头未接收到发射脉冲信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障。

基于本发明上述实施例提供的用于料位控制装置故障自诊断的方法，通过检测超声波探头是否接收到发射脉冲信号，实现料位控制装置内部控制电路的自诊断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高了施工进度。

图2为本发明用于料位控制装置故障自诊断的方法另一实施例的示意图。优选的，本实施例可由用于料位控制装置故障自诊断的控制器执行。该方法包括以下步骤：

步骤201，在料位控制装置供电正常时，实时判断超声波探头是否接收到发射脉冲信号。若超声波探头接收到发射脉冲信号，则执行步骤202；否则，若超声波探头未接收到发射脉冲信号，则执行步骤209。

步骤202，若超声波探头接收到发射脉冲信号，则进一步判断超声波探头是否返回回波脉冲信号，其中，超声波探头在接收到控制器发送的发射脉冲信号后向待测物料发出测试超声波；并在收到待测物料的反射超声波后，向控制器返回回波脉冲信号。若超声波探头返回回波脉冲信号，则确定回波时间T_回波时间，之后执行步骤203，其中，回波时间T_回波时间为发送发射脉冲信号与接收到回波脉冲信号之间的时间差；否则，若超声波探头未返回回波脉冲信号，则执行步骤210。

步骤203，判断回波时间T_回波时间是否大于最大预定间隔T_max。若回波时间T_回波时间大于最大预定间隔T_max，则执行步骤204；否则，若回波时间T_回波时间不大于最大预定间隔T_max，则执行步骤205；

步骤204，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号。若料位控制装置向外输出料位控制信号，则执行步骤211；否则，若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则执行步骤209。

在本发明的一个实施例中，判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号的步骤可以包括：判断比例放大器是否有输出，即判断比例放大器是否向执行机构输出料位控制信号。

步骤205，判断回波时间T_回波时间是否大于最小预定间隔T_min，即判断回波时间T_回波时间是否满足大于最小预定间隔T_min、且小于最大预定间隔T_max。若回波时间T_回波时间大于最小预定间隔T_min，则执行步骤206；否则，若回波时间T_回波时间不大于最小预定间隔T_min，则执行步骤207。

步骤206，判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号。若料位控制装置向外输出料位控制信号，则执行步骤212；否则，若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则执行步骤209。

步骤207，判定回波时间T_回波时间处于0到最小预定间隔T_min之间的区间。

步骤208，判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号。若料位控制装置向外输出料位控制信号，则执行步骤209；否则，若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则执行步骤213。

步骤209，判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障；之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤210，判定超声波探头故障或探测距离过大，并指示状态指示器向外发出第二指示信号，以提示用户超声波探头故障或探测距离过大；之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤211，判定料位过低，并指示状态指示器向外发出第三指示信号，以提示用户料位过低；之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤212，判定料位控制装置正常工作，并指示状态指示器向外发出第四指示信号，以提示用户料位控制装置正常工作；之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤213，判定料位过高，并指示状态指示器向外发出第五指示信号，以提示用户料位过高。

本发明上述实施例通过对料位控制信号的输出状态、超声波探头接收到的发射脉冲信号、超声波探头输出的回波脉冲信号、控制器发出脉冲至接收到回波脉冲时间差的大小进行检测和分析判断，实现了对料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断。由此，在摊铺机输分料系统出现问题时，不需要专用仪器与设备，能够以较快的速度对料位控制装置本身是否有问题、有什么问题进行判断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高施工进度。

在本发明的一个实施例中，确定回波时间的步骤之后，所述方法还可以包括：

根据回波时间T_回波时间确定相应的料位控制信号，并将料位控制信号输出给执行机构以便执行机构根据所述料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

本发明上述实施例除了可以实现料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断外，也可以通过确定回波时间T_回波时间，控制输出给执行机构的料位控制信号的大小，从而可以实现对物料输分料机构的输分料速度的控制。

在本发明的一个实施例中，根据回波时间T_回波时间确定相应的料位控制信号的步骤具体可以包括：

1、通过回波时间T_回波时间确定待检测料的高度。其中，超声波探头发射测量声波在空气中传播，声波传播速度是已知的，假设为V，测量声波在发射后遇到摊铺物料后会反射回来，假设超声波探头发射与返回的时间差为T_回波时间，则料位传感器探头至摊铺物料的高度H＝VT_回波时间/2。为保证施工质量，输料高度、分料高度必须保证一定范围内，不能过高，也不能过低。

2、根据料位的高度信息确定输出驱动比例电磁阀的PWM信号，并输出所述PWM信号以驱动比例电磁阀，其中料位高时，减少输分速度，料位低时，增加输分速度，从而实现摊铺机输分料的自动控制。

在本发明的一个实施例中，状态指示器可以采用不同频率的声、光等信号，来表示第一至第五的不同指示信号，以指示料位控制装置的不同工作状态及故障结果。

图3为本发明用于料位控制装置故障自诊断的控制器一个实施例的示意图。如图3所示，所述用于料位控制装置故障自诊断的控制器包括脉冲发送模块301、第一识别模块302、故障判定模块303，其中：

脉冲发送模块301，用于在料位控制装置供电正常时，向超声波探头发送发射脉冲信号。

第一识别模块302，用于在脉冲发送模块301向超声波探头发送发射脉冲信号后预定时间间隔内，判断超声波探头是否接收到脉冲发送模块301发送的发射脉冲信号。

故障判定模块303，用于根据第一识别模块302的判断结果，在超声波探头未接收到发射脉冲信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障。

基于本发明上述实施例提供的用于料位控制装置故障自诊断的控制器，通过检测超声波探头是否接收到发射脉冲信号，实现料位控制装置内部控制电路的自诊断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高了施工进度。

图4为本发明用于料位控制装置故障自诊断的控制器另一实施例的示意图。与图3所示实施例相比，在图4所示实施例中，所述控制器还可以包括脉冲接收模块401和第二识别模块402，其中：

脉冲接收模块401，用于接收超声波探头返回的回波脉冲信号。

第二识别模块402，用于根据第一识别模块302的判断结果，在脉冲接收模块401接收到发射脉冲信号时，进一步判断超声波探头是否返回回波脉冲信号。

故障判定模块303还用于根据第二识别模块402的判断结果，在超声波探头未返回回波脉冲信号到脉冲接收模块401时，判定超声波探头故障或探测距离过大，并指示状态指示器向外发出第二指示信号，以提示用户超声波探头故障或探测距离过大。

本发明的上述实施例，通过判断发射脉冲信号和回波脉冲信号的有无，可以识别超声波探头故障或探测距离过大的问题，并通过状态指示器指示给用户。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述控制器还可以包括时间确定模块403、第三识别模块404、第四识别模块405，其中：

时间确定模块403，用于根据第二识别模块402的判断结果，在超声波探头返回回波脉冲信号时，确定回波时间，其中，回波时间为发送发射脉冲信号与接收到回波脉冲信号之间的时间差。

第三识别模块404，用于判断时间确定模块403获取的回波时间是否大于最大预定间隔。

第四识别模块405，用于根据第三识别模块404的判断结果，在回波时间大于最大预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号。

故障判定模块303还用于根据第四识别模块405的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位过低，并指示状态指示器向外发出第三指示信号，以提示用户料位过低；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作。

本发明的上述实施例，通过判断发射脉冲信号和回波脉冲信号的有无、回波时间的大小、以及料位控制信号的有无，可以识别料位控制装置内部控制电路故障以及料位控制装置在料位过低时的工作状态，并通过状态指示器指示给用户。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述控制器还可以包括第五识别模块406、第六识别模块407，其中：

第五识别模块406，用于根据第三识别模块404的判断结果，在回波时间不大于最大预定间隔时，进一步判断回波时间是否大于最小预定间隔。

第六识别模块407，用于根据第五识别模块406的判断结果，在回波时间大于最小预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号。

故障判定模块303还用于根据第六识别模块407的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置正常工作，并指示状态指示器向外发出第四指示信号，以提示用户料位控制装置正常工作；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作。

本发明的上述实施例，通过判断发射脉冲信号和回波脉冲信号的有无、回波时间的大小、以及料位控制信号的有无，可以识别料位控制装置内部控制电路故障以及料位控制装置的正常工作状态，并通过状态指示器指示给用户。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述控制器还可以包括第七识别模块408，其中：

第七识别模块408，用于根据第五识别模块406的判断结果，在回波时间不大于最小预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号。

故障判定模块303还用于根据第七识别模块408的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位过高，并指示状态指示器向外发出第五指示信号，以提示用户料位过高。

本发明的上述实施例，通过判断发射脉冲信号和回波脉冲信号的有无、回波时间的大小、以及料位控制信号的有无，可以识别料位控制装置内部控制电路故障以及料位控制装置在料位过高时的工作状态，并通过状态指示器指示给用户。

本发明上述实施例通过对料位控制信号的输出状态、超声波探头接收到的发射脉冲信号、超声波探头输出的回波脉冲信号、控制器发出脉冲至接收到回波脉冲时间差的大小进行检测和分析判断，实现了料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高施工进度。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述控制器还可以包括信号确定模块409，其中：

信号确定模块409，用于根据时间确定模块403获取的回波时间确定相应的料位控制信号，以便执行机构根据所述料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

本发明上述实施例除了可以实现料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断外，也可以通过确定回波时间，控制输出给执行机构的料位控制信号的大小，从而可以实现对物料输分料机构的输分料速度的控制。

图5为本发明料位控制装置一个实施例的示意图。如图5所示，所示料位控制装置包括控制器501、超声波探头502和状态指示器503，其中：

控制器501，为上述任一实施例中所述的用于料位控制装置故障自诊断的控制器。

超声波探头502，用于在接收到控制器501发送的发射脉冲信号后向待测物料发出测试超声波；并在收到待测物料的反射超声波后，向控制器501返回回波脉冲信号。

状态指示器503，用于根据控制器501的指示，向外发出指示信号，以提示用户料位控制装置的当前状态。

本发明上述实施例通过对料位控制信号的输出状态、超声波探头接收到的发射脉冲信号、超声波探头输出的回波脉冲信号、控制器发出脉冲至接收到回波脉冲时间差的大小进行检测和分析判断，实现了料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高施工进度。

在上面所描述的控制器501可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

在本发明的一个实施例中，状态指示器503可以采用蜂鸣器、指示灯、显示器等指示装置中的至少一个。状态指示器503采用不同频率的声、光等信号，来表示第一至第五的不同指示信号，以指示料位控制装置的不同工作状态显示及故障结果。

图6为本发明料位控制装置另一实施例的示意图。与图5所示实施例相比，在图6所示实施例中，所述料位控制装置还可以包括功率放大器601、D/A转换器(数模转换器)602、比例放大器603、电源模块604，其中：

所述电源模块604为该料位控制装置的电源供电部分。

所述控制器501为该料位控制装置的核心控制单元，主要用于发射脉冲，接收超声波探头的回波脉冲、检测比例放大器603的输出信号，比例逻辑运算等，根据输入输出信号完成自身的故障诊断，并控制状态指示器工作。

所述超声波探头502在接受到控制器501发出的脉冲后发出超声波，在收到所反射超声波后给控制器501回波脉冲，控制器501通过对该时间差的计算获得料位高度信息。

超声波探头502采集摊铺机工作时的料位高度信息，将料位高度信息传送给控制器501，控制器501将对料位高度信息计算处理，转化为PWM信号，PWM信号经放大驱动执行机构工作。

所述D/A转换器602主要避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，将控制器501输出的数字量的料位控制信号转换成模拟量信号，发送给比例放大器603。

所述比例放大器603主要用于D/A转换器602处理后的模拟量信号放大处理，以驱动执行机构调整输分料机构的输分料速度，进而调整物料高度。

所述功率放大器601主要用于放大微处理输出的控制状态指示器503的信号。

所述状态指示器503主要用于根据控制器501的诊断结果，通过不同颜色指示灯的不同状态予以显示。优选的，状态指示器503由高亮度的红、黄、绿发光二极管组成。如表1所示，为料位控制装置诊断结果与状态指示器不同状态的对应关系。

表1

控制器501同时对比例放大器603的输出状态、超声波探头接收到的发射脉冲信号、超声波探头输出的回波脉冲信号、控制器发出脉冲至接收到回波脉冲时间差的大小进行检测，根据各信号不同状态及回波时间大小进行分析判断，由状态指示器实现料位控制装置故障自诊断及工作状态显示。具体采用的控制规则为：

(1)当料位控制装置接入摊铺机输分料控制系统后，如果状态指示器中的三个指示灯全不亮，则说明外部电源未接上或料位控制装置内部电源模块604、或者电源模块604至状态指示器503之间的线路故障，此时需要对线路及料位控制装置进行检测。

(2)在供电正常时，如控制器501检测到发射脉冲没有，则状态指示器中的红灯闪，说明料位控制装置内部控制电路故障，其中所述内部控制电路故障包括控制器故障或控制器至超声波探头的连接线路故障；在发射脉冲有，如检测到回波脉冲没有，则状态指示器中的红灯亮，说明超声波探头故障或探测距离过大。

(3)在回波脉冲有，如回波时间T_回波时间>T_max时，检测比例放大器输出有时，则状态指示器中的黄灯闪，说明料位过低。

(4)在回波脉冲有，如回波时间T_回波时间>T_max时，检测比例放大器输出无时，则状态指示器中的红灯闪，说明料位控制装置内部控制电路故障，其中，所述内部控制电路故障可能包括控制器故障、D/A转换器故障、比例放大器故障或控制器至比例放大器的连接线路故障。

(5)在0<T_回波时间<T_min时，如比例放大器输出有，则状态指示器中的红灯闪，说明料位控制装置内部控制电路故障，其中，所述内部控制电路故障可能包括控制器故障、D/A转换器故障、比例放大器故障或控制器至比例放大器的连接线路故障。

(6)在0<T_回波时间<T_min时，如比例放大器输出无，则状态指示器中的黄灯亮，说明料位过高。

(7)在T_min<T_回波时间<T_max时，如比例放大器输出无，则状态指示器中的红灯闪，说明料位控制装置内部控制电路故障，其中，所述内部控制电路故障可能包括控制器故障、D/A转换器故障、比例放大器故障或控制器至比例放大器的连接线路故障。

(8)在T_min<T_回波时间<T_max时，如比例放大器输出有，则状态指示器中的绿灯闪，说明料位控制装置工作正常。

本发明的上述实施例中，在现场使用或不具备专用仪器检测条件下，只要接入料位控制装置的工作电源，取一表面积大于100x100的任意物体，对准超声波探头，并检测区域内移动，通过指示器不同显示状态即可判定料位控制装置是否有故障、哪个部位有故障，根本上解决了料位控制装置现场误判断问题。

本发明的上述实施例能够实现对料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断，在摊铺机输分料系统出现问题时，不需要专用仪器与设备，能够以较快的速度对料位控制装置本身是否有问题、有什么问题进行判断，减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高施工进度。

图7为本发明料位控制系统一个实施例的示意图。如图7所示，所述料位控制系统包括料位控制装置71和执行机构72，其中：

料位控制装置71，为上述任一实施例中所述的料位控制装置。

执行机构72，用于根据料位控制装置提供的料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

本发明上述实施例可以通过对料位控制信号的输出状态、超声波探头接收到的发射脉冲信号、超声波探头输出的回波脉冲信号、控制器发出脉冲至接收到回波脉冲时间差的大小进行检测和分析判断，实现了料位控制装置的工作状态指示及故障自诊断，从而减少了对检测设备的依赖，同时避免了对摊铺机料位控制装置的误诊断，节约了时间与费用，提高施工进度。

图8为本发明料位控制系统另一实施例的示意图。如图8所示，执行机构72可以包括比例电磁阀721和液压马达722，其中：

比例电磁阀721分别与料位控制装置71和液压马达722连接。

比例电磁阀721根据料位控制装置71输出的料位控制信号，调节比例电磁阀的开口大小，进而通过液压马达722控制输分料机构输分料的速度大小，从而最终调节摊铺物料的料位高低，实现摊铺机料位的闭环控制。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (15)

1.一种用于料位控制装置故障自诊断的方法，其特征在于，包括：

判断超声波探头是否接收到发射脉冲信号；

若超声波探头未接收到发射脉冲信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障；

其中，所述方法还包括：

若超声波探头接收到发射脉冲信号，则进一步判断超声波探头是否返回回波脉冲信号；

若超声波探头未返回回波脉冲信号，则判定超声波探头故障或探测距离过大，并指示状态指示器向外发出第二指示信号，以提示用户超声波探头故障或探测距离过大。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若超声波探头返回回波脉冲信号，则确定回波时间，其中，回波时间为发送发射脉冲信号与接收到回波脉冲信号之间的时间差；

判断回波时间是否大于最大预定间隔；

若回波时间大于最大预定间隔，则进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

若料位控制装置向外输出料位控制信号，则判定料位过低，并指示状态指示器向外发出第三指示信号，以提示用户料位过低；

若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

若回波时间不大于最大预定间隔，则进一步判断回波时间是否大于最小预定间隔；

若回波时间大于最小预定间隔，则进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

若料位控制装置向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置正常工作，并指示状态指示器向外发出第四指示信号，以提示用户料位控制装置正常工作；

若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

若回波时间不大于最小预定间隔，则进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

若料位控制装置向外输出料位控制信号，则判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的步骤；

若料位控制装置未向外输出料位控制信号，则判定料位过高，并指示状态指示器向外发出第五指示信号，以提示用户料位过高。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，确定回波时间的步骤之后，还包括：

根据回波时间确定相应的料位控制信号，并将料位控制信号输出给执行机构以便执行机构根据所述料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

6.一种用于料位控制装置故障自诊断的控制器，其特征在于，包括脉冲发送模块、第一识别模块、故障判定模块，其中：

脉冲发送模块，用于向超声波探头发送发射脉冲信号；

第一识别模块，用于判断超声波探头是否接收到脉冲发送模块发送的发射脉冲信号；

故障判定模块，用于根据第一识别模块的判断结果，在超声波探头未接收到发射脉冲信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，并指示状态指示器向外发出第一指示信号，以提示用户料位控制装置内部控制电路故障；

其中，所述控制器还包括脉冲接收模块和第二识别模块，其中：

脉冲接收模块，用于接收超声波探头返回的回波脉冲信号；

第二识别模块，用于根据第一识别模块的判断结果，在脉冲接收模块接收到发射脉冲信号时，进一步判断超声波探头是否返回回波脉冲信号；

故障判定模块还用于根据第二识别模块的判断结果，在超声波探头未返回回波脉冲信号到脉冲接收模块时，判定超声波探头故障或探测距离过大，并指示状态指示器向外发出第二指示信号，以提示用户超声波探头故障或探测距离过大。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，还包括时间确定模块、第三识别模块、第四识别模块，其中：

时间确定模块，用于根据第二识别模块的判断结果，在超声波探头返回回波脉冲信号时，确定回波时间，其中，回波时间为发送发射脉冲信号与接收到回波脉冲信号之间的时间差；

第三识别模块，用于判断时间确定模块获取的回波时间是否大于最大预定间隔；

第四识别模块，用于根据第三识别模块的判断结果，在回波时间大于最大预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

故障判定模块还用于根据第四识别模块的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位过低，并指示状态指示器向外发出第三指示信号，以提示用户料位过低；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作。

8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，还包括第五识别模块、第六识别模块，其中：

第五识别模块，用于根据第三识别模块的判断结果，在回波时间不大于最大预定间隔时，进一步判断回波时间是否大于最小预定间隔；

第六识别模块，用于根据第五识别模块的判断结果，在回波时间大于最小预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

故障判定模块还用于根据第六识别模块的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置正常工作，并指示状态指示器向外发出第四指示信号，以提示用户料位控制装置正常工作；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作。

9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，还包括第七识别模块，其中：

第七识别模块，用于根据第五识别模块的判断结果，在回波时间不大于最小预定间隔时，进一步判断料位控制装置是否向外输出料位控制信号；

故障判定模块还用于根据第七识别模块的判断结果，在料位控制装置向外输出料位控制信号时，判定料位控制装置内部控制电路故障，之后执行指示状态指示器向外发出第一指示信号的操作；在料位控制装置未向外输出料位控制信号时，判定料位过高，并指示状态指示器向外发出第五指示信号，以提示用户料位过高。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的控制器，其特征在于，还包括信号确定模块，其中：

信号确定模块，用于根据时间确定模块获取的回波时间确定相应的料位控制信号，以便执行机构根据所述料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。

11.一种料位控制装置，其特征在于，包括控制器、超声波探头和状态指示器，其中：

控制器，为如权利要求6-10中任一项所述的用于料位控制装置故障自诊断的控制器；

超声波探头，用于在接收到控制器发送的发射脉冲信号后向待测物料发出测试超声波；并在收到待测物料的反射超声波后，向控制器返回回波脉冲信号；

状态指示器，用于根据控制器的指示，向外发出指示信号，以提示用户料位控制装置的当前状态。

12.根据权利要求11所述的料位控制装置，还包括功率放大器，其中：

功率放大器，用于放大控制器输出给状态指示器的指示信号。

13.根据权利要求11所述的料位控制装置，还包括数模转换器，其中：

数模转换器，用于将控制器输出的数字量的料位控制信号转换成模拟量信号，并向外输出。

14.根据权利要求13所述的料位控制装置，还包括比例放大器，其中：

比例放大器，用于对数模转换器处理后的模拟量信号进行放大处理后向外输出。

15.一种料位控制系统，其特征在于，包括料位控制装置和执行机构，其中：

料位控制装置，为如权利要求11-14中任一项所述的料位控制装置；

执行机构，用于根据料位控制装置提供的料位控制信号，调节物料输分料机构的输分料速度。