CN106873650A - 洒布车喷洒流量控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种洒布车喷洒流量控制系统，属于航空地面设备领域，洒布车的一个关键技术参数就是要保证单位面积除冰液喷洒量恒定，该系统通过建立单位面积的液体喷洒量与车速、喷洒泵流量及液压泵的排量的数学函数关系，形成以喷洒泵的流量为控制目标的控制系统，根据车速、喷洒密度和喷洒宽度计算需求流量，通过电磁流量计检测实际流量，实际值和需求值进行比较后对液压泵的排量进行二次调节后再进行喷洒，以实现对流量的精确控制。
Description
技术领域
本发明涉及流量喷洒设备领域，具体地说是一种洒布车喷洒流量控制系统。
背景技术
众所周知，机场道面结冰将会造成飞机不能起飞和降落，如果冰层太厚，清理起来将十分困难，所以机场道面防冰、除冰工作是一项重要的保障任务。
洒布车喷洒除冰液进行防冰和除冰都是一种非常有效的方式，但要求喷洒的除冰液流量要稳定，喷洒均匀，因为任何一块极其微小的道面没有喷洒到或者喷洒量不够而结冰，都可能对飞机的起、降造成安全隐患。同时由于除冰液价格比较昂贵，对除冰液的喷洒提出了新的要求，既要满足防冰、除冰要求，又要尽量节省、控制成本。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种操作简便、控制精确、输出恒定、喷洒面均匀、全面、节省液体、有效防冰、除冰的洒布车喷洒流量控制系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种洒布车喷洒流量控制系统，其特征在于设有速度传感器2、除冰液流量传感器、水流量传感器和PID控制模块，所述速度传感器加装在洒布车的变速箱输出轴上，以采集洒布车行驶速度，除冰液流量传感器加装在除冰泵出口侧，所述水流量传感器加装在水泵出口侧，以采集除冰泵或水泵的流量实际值，所述洒布车的操作面板上设有喷洒密度按钮，所述速度传感器、除冰液流量传感器、水流量传感器和喷洒密度按钮分别与PID控制模块相连接，所述PID控制模块中嵌有液体调节排量算法，流量传感器将检测到的除冰泵或水泵的实际流量以电流信号信息上传至PID控制模块，通过PID控制模块中由液体调节排量算法设置的需求值和采集的流量实际值进行比较，需求值和采集的流量实际值的差值，作为偏差PID控制模块的输入，并将PID控制模块的比例输出信号作用到喷洒泵流量比例阀，流量比例阀即调整喷洒泵的驱动马达转速，从而调整了除冰泵或水泵的流量，实现了流量的精确控制，不但大大节约了液体的排量，而且，由于喷洒流量随车速联动，当车速变化时，流量会通过液体调节排量算法自动进行调节，保证了单位面积喷洒量始终处于恒定，达到了控制精确、输出恒定、喷洒面均匀、全面、有效防冰、除冰的作用。
本发明所述液体调节排量算法为：
由于洒布车的关键就是单位面积喷洒介质喷洒量的精确控制，喷洒介质喷洒量就是喷洒泵的实际流量，单位面积喷洒介质喷洒量的精确控制，实际上就是喷洒泵的实际流量的控制，因此，
下面对洒布车工作情况进行分析，设：
行驶速度为ν，单位：公里/小时（km/h）；
喷洒密度为ρ，单位：毫升/平方米（ml/㎡）；
喷洒宽度为α，单位：米（m）；
喷洒泵流量为λ，单位：立方米/小时（m³/h）；
列立方程式如下：
其中，喷洒密度ρ和喷洒宽度α，是在喷洒作业前由操作员进行设定，为一固定值，简化为k；行驶速度ν是根据驾驶员的操作而随时变化，因此上述方程可简化为：
通过简化方程式可得出，洒布车的喷洒性能关键就是不同车速下，喷洒泵实际流量的控制；为满足精确控制的要求，直接采集喷洒泵实际流量作为反馈信号，将实际喷洒量对应实际行驶速度形成闭环控制，最终实现喷洒性能与车速同步。
本发明所述喷洒泵采用变量液压泵，以利于通过调节排量实现对喷洒流量的控制。
本发明所述流量传感器可采用电磁流量计，以达到具有输出反馈电流信号的功能。
本发明由于采用上述结构，解决了机场地面由于洒布车不同的车速与喷洒泵的排量的不同步而形成的不同的喷洒密度，进而导致喷洒不均匀，或因为任何一块极其微小的道面没有喷洒到或者喷洒量不够而结冰的实质性不足，具有操作简便、控制精确、输出恒定、喷洒面均匀、全面、节省液体、有效防冰、除冰等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记：控制面板 1 速度传感器 2 除冰泵 3 水泵 4 除冰流量传感器 5 水流量传感器 6图2是本发明的流程控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如附图所示，一种洒布车喷洒流量控制系统，其特征在于设有速度传感器2、除冰液流量传感器、水流量传感器和PID控制模块，所述速度传感器加装在洒布车的变速箱输出轴上，以采集洒布车行驶速度，除冰液流量传感器加装在除冰泵出口侧，所述水流量传感器加装在水泵出口侧，以采集除冰泵或水泵的流量实际值，所述洒布车的操作面板上设有喷洒密度按钮，所述速度传感器、除冰液流量传感器、水流量传感器和喷洒密度按钮分别与PID控制模块相连接，所述PID控制模块中嵌有液体调节排量算法，流量传感器将检测到的除冰泵或水泵的实际流量以电流信号信息上传至PID控制模块，通过PID控制模块中由液体调节排量算法设置的需求值和采集的流量实际值进行比较，需求值和采集的流量实际值的差值，作为偏差PID控制模块的输入，并将PID控制模块的比例输出信号作用到喷洒泵流量比例阀，流量比例阀即调整喷洒泵的驱动马达转速，从而调整了除冰泵或水泵的流量，实现了流量的精确控制，不但大大节约了液体的排量，而且，由于喷洒流量随车速联动，当车速变化时，流量会通过液体调节排量算法自动进行调节，保证了单位面积喷洒量始终处于恒定，达到了控制精确、输出恒定、喷洒面均匀、全面、有效防冰、除冰的作用。
本发明所述液体调节排量算法为：
由于洒布车的关键就是单位面积喷洒介质喷洒量的精确控制，喷洒介质喷洒量就是喷洒泵的实际流量，单位面积喷洒介质喷洒量的精确控制，实际上就是喷洒泵的实际流量的控制，因此，
下面对洒布车工作情况进行分析，设：
行驶速度为ν，单位：公里/小时（km/h）；
喷洒密度为ρ，单位：毫升/平方米（ml/㎡）；
喷洒宽度为α，单位：米（m）；
喷洒泵流量为λ，单位：立方米/小时（m³/h）；
列立方程式如下：
其中，喷洒密度ρ和喷洒宽度α，是在喷洒作业前由操作员进行设定，为一固定值，简化为k；行驶速度ν是根据驾驶员的操作而随时变化，因此上述方程可简化为：
通过简化方程式可得出，洒布车的喷洒性能关键就是不同车速下，除冰泵或水泵实际流量的控制；为满足精确控制的要求，通过除冰液流量传感器或水流量传感器直接采集除冰泵或水泵实际流量作为反馈信号，将实际喷洒量对应实际行驶速度形成闭环控制，最终实现喷洒性能与车速同步。
本发明所述除冰泵或水泵分别采用变量液压泵，以利于通过调节排量实现对喷洒流量的控制。
本发明所述流量传感器可采用电磁流量计，以达到具有输出反馈电流信号的功能。
实施例1：本发明在工作时，通过速度传感器采集洒布车行驶速度并上传至PID控制模块，点击旋转操作面板上的喷洒密度设定旋钮，设定目标喷洒密度（
除冰剂20ml/m2～50ml/m2；或，水100ml/m2～300ml/m2；
），并根据洒布车两侧喷洒臂展收状态，确定喷洒宽度模式3.2m或9.35m或15m，上述数据上传至PID控制模块中，通过PID控制模块中的液体调节排量算法计算出除冰泵或水泵流量的需求值，通过除冰泵或水泵流量的需求值与实际值的差值，作为偏差PID控制模块的输入，并将PID控制模块的比例输出信号，作用到液压泵流量比例阀，从而改变除冰泵或水泵的驱动马达转速，改变除冰泵或水泵的流量，然后再通过流量传感器，将除冰泵或水泵的流量实际值反馈到与需求值进行比较，形成实际喷洒量对应实际行驶速度的闭环控制，本发明通过流量反馈将实际喷洒量对应实际行驶速度的闭环控制，可以忽略到喷洒介质的自身密度参数，不同密度参数的喷洒介质，最终的喷洒流量都是相同的，因此本发明能够实现不同车速下、喷洒密度和喷洒宽度下，单位面积喷洒介质喷洒量的精确控制。
本发明由于采用上述结构，解决了机场地面由于洒布车不同的车速与喷洒泵的排量的不同步而形成的不同的喷洒密度，进而导致喷洒不均匀，或因为任何一块极其微小的道面没有喷洒到或者喷洒量不够而结冰的实质性不足，具有操作简便、控制精确、输出恒定、喷洒面均匀、全面、节省液体、有效防冰、除冰等优点。
Claims (4)
1.一种洒布车喷洒流量控制系统，其特征在于设有速度传感器2、除冰液流量传感器、水流量传感器和PID控制模块，所述速度传感器加装在洒布车的变速箱输出轴上，除冰液流量传感器加装在除冰泵出口侧，所述水流量传感器加装在水泵出口侧，所述洒布车的操作面板上设有喷洒密度按钮，所述速度传感器、除冰液流量传感器、水流量传感器和喷洒密度按钮分别与PID控制模块相连接，所述PID控制模块中嵌有液体调节排量算法，流量传感器将检测到的除冰泵或水泵的实际流量以电流信号信息上传至PID控制模块，通过PID控制模块中由液体调节排量算法设置的需求值和采集的流量实际值进行比较，需求值和采集的流量实际值的差值，作为偏差PID控制模块的输入，并将PID控制模块的比例输出信号作用到喷洒泵流量比例阀，流量比例阀即调整喷洒泵的驱动马达转速，从而调整了除冰泵或水泵的流量，实现了流量的精确控制，当车速变化时，流量会通过液体调节排量算法自动进行调节，单位面积喷洒量始终处于恒定。
2.根据权利要求1所述的一种洒布车流量控制系统，其特征在于所述液体调节排量算法为：
由于洒布车的关键就是单位面积喷洒介质喷洒量的精确控制，喷洒介质喷洒量就是喷洒泵的实际流量，单位面积喷洒介质喷洒量的精确控制，实际上就是喷洒泵的实际流量的控制，因此，
下面对洒布车工作情况进行分析，设：
行驶速度为ν，单位：公里/小时（km/h）；
喷洒密度为ρ，单位：毫升/平方米（ml/㎡）；
喷洒宽度为α，单位：米（m）；
喷洒泵流量为λ，单位：立方米/小时（m³/h）；
列立方程式如下：
其中，喷洒密度ρ和喷洒宽度α，是在喷洒作业前由操作员进行设定，为一固定值，简化为k；行驶速度ν是根据驾驶员的操作而随时变化，因此上述方程可简化为：
通过简化方程式可得出，洒布车的喷洒性能关键就是不同车速下，除冰泵或水泵实际流量的控制；为满足精确控制的要求，通过除冰液流量传感器或水流量传感器直接采集除冰泵或水泵实际流量作为反馈信号，将实际喷洒量对应实际行驶速度形成闭环控制，最终实现喷洒性能与车速同步。
3.根据权利要求1或2所述的一种洒布车流量控制系统，其特征在于所述喷洒泵采用变量液压泵。
4.根据权利要求1或2所述的一种洒布车流量控制系统，其特征在于所述流量传感器可采用电磁流量计。
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