CN107761516B - 一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统和控制方法，步骤1、根据摊铺机行走速度V、摊铺宽度B、摊铺厚度H计算所需的材料量△；步骤2、根据所需的材料量△和分料叶片半径R、螺距P，计算分料转速X1并作为控制基准信号，X1＝△/(π*R*R*P)；步骤3、安装在分料槽两端位置的料位传感器进行料位测量并传输给控制器，控制器根据测量的分料槽两端实际料位值生成控制信号X2；步骤4、控制器根据预先设定的控制权重K1、K2，输出最终的控制信号X给分料液压泵用于控制分料马达的分料转速，其中，X＝K1*X1+K2*X2，K1＞K2且K1+K2＝1。能较好的解决整个料槽长度范围内料位不均匀和分料转速变化太快的问题，提高摊铺的路面平整度和密实度的均匀度。

Description

一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统和控制方法。

背景技术

目前摊铺机通过在料槽末端位置设置料位传感器进行料位测量，并以此测量值来作为整个料槽长度范围内的料位检测信号，用来控制整个料槽料位，图1为现有设计的摊铺机分料系统结构示意图，其中，1为分料槽末端位置的料位传感器，左右两个对称设置，2为分料槽前挡板，3为熨平板，熨平板与分料槽前挡板共同组成分料槽，4为分料螺旋叶片，通过传动链条与分料马达相连接，5为控制器，6为分料液压泵，其提供压力油给分料马达7，8为给分料槽提供物料的输料刮板系统，一般设置在分料槽中部前方，其具体工作过程是：

输料刮板系统8输送物料到达分料槽中部，控制器5输出分料控制信号给分料液压泵6，分料液压泵6驱动分料马达7，分料马达7带动分料螺旋叶片4转动，将物料从分料槽中部输送到分料槽两端，分料槽两端位置的料位传感器1检测末端料位，作为整个料槽的料位信号反馈给控制器5，控制器5将该信号与设定值进行比较进而输出控制信号控制整个料槽料位。

其以料槽末端位置这一点的料位检测值来代表整个料槽的料位，显然会带来以点代面的测量误差，当输输料刮板系统8不能提供连续供料时，就会造成整个料槽长度范围内出现料位高度不均匀、局部缺料等现象，而如果是末端缺料就会导致分料转速变化太快导致料位波动的问题，料位高度不均匀和料位波动会导致料槽内料堆对熨平板的挤压力存在较大差异，造成熨平板受力变化过大致使姿态不稳，从而导致摊铺的路面平整度和密实度的均匀度下降。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统和控制方法，能较好的解决整个料槽长度范围内料位不均匀和分料转速变化太快的问题，提高摊铺的路面平整度和密实度的均匀度。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统，包括分料槽、分料螺旋叶片、控制器和分料马达，所述分料槽包括分料槽前挡板和设置在分料槽前挡板后方的熨平板，所述分料槽内设置有与分料马达相连的分料螺旋叶片，所述分料槽前挡板的两个端部分别设置有与控制器相连的料位传感器，所述控制器通过分料液压泵控制分料马达，还包括用于检测摊铺机行走或摊铺速度的摊铺速度传感器、用于检测摊铺宽度的摊铺宽度检测装置、用于检测摊铺厚度的摊铺厚度检测装置，所述摊铺速度传感器、摊铺宽度检测装置和摊铺厚度检测装置均与控制器相连。

优选，所述分料槽中部对称设置有两个分料马达，每个分料马达分别与对称设置的分料螺旋叶片相连，控制器通过分料液压泵控制分料马达，分料马达带动分料螺旋叶片转动并将物料从分料槽中部输送到分料槽两端。

优选，还包括分别设置在分料马达上的转速传感器，所述转速传感器分别与控制器相连。

优选，所述摊铺速度传感器设置在摊铺机的行走驱动马达上，所述摊铺宽度检测装置设置在熨平板的两端，所述摊铺厚度检测装置设置在熨平板后方。

优选，所述摊铺速度传感器的型号为转速传感器HDD12，所述摊铺宽度检测装置为EDM20-R/122型红外线测距仪。

优选，所述摊铺厚度检测装置为超声波平衡梁。

一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料控制方法，包括如下步骤：

步骤1、根据摊铺机行走或摊铺速度V、摊铺宽度B、摊铺厚度H计算所需的材料量△，△＝(V*B*H)；

步骤2、根据所需的材料量△和分料叶片半径R、螺距P，计算分料转速X1并作为控制基准信号，X1＝△/(π*R*R*P)；

步骤3、安装在分料槽两端位置的料位传感器进行料位测量并传输给控制器，控制器根据测量的分料槽两端实际料位值生成控制信号X2；

步骤4、控制器根据预先设定的控制权重K1、K2，输出最终的控制信号X给分料液压泵用于控制分料马达的分料转速，其中，X＝K1*X1+K2*X2，K1＞K2且K1+K2＝1。

优选，控制器通过转速传感器检测马达转速的变化率。

本发明的有益效果是：

现有设计中，控制信号直接是X＝X2，料槽末端位置的料位检测值X2在控制信号中的占比为100％，以料槽末端位置这一点的料位检测值来代表整个料槽的料位，显然这就带来了以点代面带来的测量误差，造成整个料槽长度范围内出现料位高度不均匀和分料转速变化太快导致料位波动的问题。

本发明针对这一情况，提出以实际需求量作为料位控制的基准信号X1，再结合料槽末端位置这一点的料位检测值X2，生成新的控制信号X＝K1*X1+K2*X2，K1＞K2且二者之和为1，通过降低料槽末端位置的料位检测值X2在控制信号中的占比来减小料槽末端位置料位变化造成的波动影响，从而提高料位均匀和分料转速稳定性，克服因此带来的路面密实度不均匀和平整度下降的问题，具有很好的经济效益。使得整个料槽长度范围内料位不均匀和分料转速变化太快的问题导致的摊铺平整度质量问题得到大幅度改善。

附图说明

图1是现有设计的摊铺机分料系统的结构示意图；

图2是本发明一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统的结构示意图；

图3是本发明摊铺机分料系统的控制流程图；

附图的标记含义如下：

1：料位传感器；2：分料槽前挡板；3：熨平板；4：分料螺旋叶片；5：控制器；6：分料液压泵；7：分料马达；8：输料刮板系统；9：摊铺速度传感器；10：摊铺宽度检测装置；11：摊铺厚度检测装置；12：转速传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，现有设计的摊铺机分料系统，包括分料槽、分料螺旋叶片4、控制器5和分料马达7，所述分料槽包括分料槽前挡板2和设置在分料槽前挡板2后方的熨平板3，所述分料槽内设置有与分料马达7相连的分料螺旋叶片4，所述分料槽前挡板2的两个端部分别设置有与控制器5相连的料位传感器1，所述控制器5通过分料液压泵控制分料马达7。一般的，分料马达7通过链条带动在分料槽内的分料轴转动，分料轴上设有连续的分料螺旋叶片4，分料螺旋叶片4在分料槽内转动并输送摊铺材料。

图2为本发明提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统的结构示意图，其在图1现有分料系统构成部分上增加了如下结构：

即还包括用于检测摊铺机行走或摊铺速度的摊铺速度传感器9、用于检测摊铺宽度的摊铺宽度检测装置10、用于检测摊铺厚度的摊铺厚度检测装置11，所述摊铺速度传感器9、摊铺宽度检测装置10和摊铺厚度检测装置11均与控制器5相连。

以图2为例，优选所述分料槽中部对称设置有两个分料马达7，每个分料马达7分别与对称设置的分料螺旋叶片4相连，控制器5通过分料液压泵6控制分料马达7。优选，分料系统还包括分别设置在分料马达7上的转速传感器12，所述转速传感器12分别与控制器5相连。输料刮板系统8输送物料到达分料槽中部，控制器5输出分料控制信号给分料液压泵6，分料液压泵6驱动分料马达7，分料马达7带动分料螺旋叶片4转动并将物料从分料槽中部输送到分料槽两端。

优选，摊铺速度传感器9设置在摊铺机的行走驱动马达上，检测摊铺机的行走速度；所述摊铺宽度检测装置10设置在熨平板3的两端，用于检测熨平板宽度；所述摊铺厚度检测装置11设置在熨平板3后方，用于检测摊铺厚度；转速传感器12安装在分料马达7上，用于检测马达转速。需说明的是，图2中仅体现各传感器或检测装置通过连续与控制器5电气连接，并未体现具体的安装位置。

对应的，各传感器或检测装置的型号可选型如下：

摊铺速度传感器9的型号为转速传感器HDD12，所述摊铺宽度检测装置10为EDM20-R/122型红外线测距仪，所述摊铺厚度检测装置11为超声波平衡梁，均可在市场买到。

相应的，一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料控制方法，如图3所示，包括如下步骤：

步骤1、根据摊铺机行走或摊铺速度V(单位：米/分钟)、摊铺宽度B(单位：米)、摊铺厚度H(单位：米)计算所需的材料量△，△＝(V*B*H)。

步骤2、根据所需的材料量△和分料叶片半径R(单位：米)、螺距P(单位：米)，计算分料转速X1(单位：转/分钟)并作为控制基准信号，X1＝△/(π*R*R*P)，以实际需求量作为料位控制的基准信号X1。

步骤3、安装在分料槽两端位置的料位传感器1进行料位测量并传输给控制器5，控制器5根据测量的分料槽两端实际料位值生成控制信号X2(也即现有技术的输出控制信号)。

步骤4、控制器5根据预先设定的控制权重K1、K2，输出最终的控制信号X给分料液压泵6用于控制分料马达7的分料转速，其中，X＝K1*X1+K2*X2，K1＞K2且K1+K2＝1。

另外，在分料马达上安装转速传感器，控制器5通过转速传感器12检测马达转速的变化率。

现有设计中，控制信号直接是X＝X2，料槽末端位置的料位检测值X2在控制信号中的占比为100％，以料槽末端位置这一点的料位检测值来代表整个料槽的料位，显然这就带来了以点代面带来的测量误差，造成整个料槽长度范围内出现料位高度不均匀和分料转速变化太快导致料位波动的问题。

本发明针对这一情况，提出以实际需求量作为料位控制的基准信号X1，再结合料槽末端位置这一点的料位检测值X2，生成新的控制信号X＝K1*X1+K2*X2，K1＞K2且二者之和为1，通过降低料槽末端位置的料位检测值X2在控制信号中的占比来减小料槽末端位置料位变化造成的波动影响，从而提高料位均匀和分料转速稳定性，克服因此带来的路面密实度不均匀和平整度下降的问题，具有很好的经济效益。使得整个料槽长度范围内料位不均匀和分料转速变化太快的问题导致的摊铺平整度质量问题得到大幅度改善。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统，包括分料槽、分料螺旋叶片(4)、控制器(5)和分料马达(7)，所述分料槽包括分料槽前挡板(2)和设置在分料槽前挡板(2)后方的熨平板(3)，所述分料槽内设置有与分料马达(7)相连的分料螺旋叶片(4)，所述分料槽前挡板(2)的两个端部分别设置有与控制器(5)相连的料位传感器(1)，所述控制器(5)通过分料液压泵(6)控制分料马达(7)，其特征在于，还包括用于检测摊铺机行走或摊铺速度的摊铺速度传感器(9)、用于检测摊铺宽度的摊铺宽度检测装置(10)、用于检测摊铺厚度的摊铺厚度检测装置(11)，所述摊铺速度传感器(9)、摊铺宽度检测装置(10)和摊铺厚度检测装置(11)均与控制器(5)相连；

所述控制器根据摊铺机行走或摊铺速度V、摊铺宽度B、摊铺厚度H计算所需的材料量△，△＝(V*B*H)；所述控制器根据所需的材料量△和分料叶片半径R、螺距P，计算分料转速X1并作为控制基准信号；料位传感器(1)进行料位测量并传输给控制器(5)，所述控制器(5)根据测量的分料槽两端实际料位值生成控制信号X2；所述控制器(5)根据预先设定的控制权重K1、K2，输出最终的控制信号X给分料液压泵(6)用于控制分料马达(7)的分料转速，其中，X＝K1*X1+K2*X2，K1＞K2且K1+K2＝1。

2.根据权利要求1所述的一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统，其特征在于，所述分料槽中部对称设置有两个分料马达(7)，每个分料马达(7)分别与对称设置的分料螺旋叶片(4)相连，控制器(5)通过分料液压泵(6)控制分料马达(7)，分料马达(7)带动分料螺旋叶片(4)转动并将物料从分料槽中部输送到分料槽两端。

3.根据权利要求2所述的一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统，其特征在于，还包括分别设置在分料马达(7)上的转速传感器(12)，所述转速传感器(12)分别与控制器(5)相连。

4.根据权利要求1所述的一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统，其特征在于，所述摊铺速度传感器(9)设置在摊铺机的行走驱动马达上，所述摊铺宽度检测装置(10)设置在熨平板(3)的两端，所述摊铺厚度检测装置(11)设置在熨平板(3)后方。

5.根据权利要求4所述的一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统，其特征在于，所述摊铺速度传感器(9)的型号为转速传感器HDD12，所述摊铺宽度检测装置(10)为EDM20-R/122型红外线测距仪。

6.根据权利要求4所述的一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料系统，其特征在于，所述摊铺厚度检测装置(11)为超声波平衡梁。

7.一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据摊铺机行走或摊铺速度V、摊铺宽度B、摊铺厚度H计算所需的材料量△，△＝(V*B*H)；

步骤2、根据所需的材料量△和分料叶片半径R、螺距P，计算分料转速X1并作为控制基准信号，X1＝△/(π*R*R*P)；

步骤3、安装在分料槽两端位置的料位传感器(1)进行料位测量并传输给控制器(5)，控制器(5)根据测量的分料槽两端实际料位值生成控制信号X2；

步骤4、控制器(5)根据预先设定的控制权重K1、K2，输出最终的控制信号X给分料液压泵(6)用于控制分料马达(7)的分料转速，其中，

X＝K1*X1+K2*X2，K1＞K2且K1+K2＝1。

8.根据权利要求7所述的一种提高分料料位平稳性的摊铺机分料控制方法，其特征在于，控制器(5)通过转速传感器(12)检测马达转速的变化率。

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