CN111979874B - 一种就地复拌机添料控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种就地复拌机添料控制系统，包括人机界面、传感系统、控制器、操作系统、输料门调节装置和水平输料传送装置；所述传感系统用于采集输料门调节装置的位移、水平输料传送装置的转速和车速；所述控制器用于处理传感系统采集的数据，并控制操作系统的开关、输料门调节装置的升降和水平输料传送装置的运转；还公开了一种就地复拌机添料控制系方法，能够实现输料门高度可精确控制，水平输料装置运转过程中，车上电位计调速、车下左侧电位计调速、车下右侧电位计调速主动权可自由切换，保证了施工过程调节的便利性；自动添料状态下，水平输料装置速度与行驶速度、输料门高度的最优匹配策略，保证了添料计量精度。

Description

一种就地复拌机添料控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种就地复拌机添料控制系统及方法，属于路面养护机械添料技术领域。

背景技术

存在已知路面养护机械，如就地复拌机或沥青摊铺机，具有新沥青混合料添料机构，施工工艺对新沥青混合料的添加比例要求尤其严格。

现有市场上的就地复拌机存在以下缺陷：

(1)输料门高度机械调节，施工前调节完毕后，施工过程料门高度不再跟随变化。

(2)输料门高度电液控制可实时调节，但该调节量主要依赖于操作者的施工经验，无法跟随行驶速度、料量添加比例等参量变化。

因此，提供一种就地复拌机添料控制系统，解决添料计量精度以及调节便利性，是本领域技术人员所要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种就地复拌机添料控制系统及方法，以解决现有技术输料门高度不能实时调控以及输料门高度电液控制无法跟随行驶速度、料量添加比例等参量变化的缺陷。

一种就地复拌机添料控制系统，包括人机界面、传感系统、控制器、操作系统、输料门调节装置和水平输料传送装置；

所述传感系统用于采集输料门调节装置的位移、水平输料传送装置的转速和车速；

所述控制器用于处理传感系统采集的数据，并发送至输料门调节装置和水平输料传送装置；

所述输料门调节装置根据控制器发送的数据调整输料量；

所述水平输料传送装置根据控制器调整动传输速度。

进一步的，所述传感系统包括输料门升降油缸位移传感器、水平输料马达转速传感器和车速传感器；所述输料门升降油缸位移传感器、水平输料马达转速传感器和车速传感器的输出端与控制器的输入端连接。

进一步的，所述操作系统包括输料门提升开关、输料门下降开关、水平输料装置驱动开关、水平输料装置自动开关、车上调速电位计、车下左侧调速电位计、车下右侧调速电位计；

所述输料门提升开关、输料门下降开关、水平输料装置驱动开关、水平输料装置自动开关、车上调速电位计、车下左侧调速电位计和车下右侧调速电位计的输出端与控制器的输入端连接。

进一步的，所述车上调速电位计、车下左侧调速电位计和车下右侧调速电位计分别用于单独控制水平输料传送装置的运转速度。

进一步的，所述输料门调节装置包括输料门提升阀、输料门升降油缸、输料门、输料门下降阀；

所述控制器的输出端与所述输料门提升阀、输料门升降油缸、输料门和输料门下降阀的输入端连接；

所述输料门提升阀和输料门下降阀用于控制输料门升降油缸上升和下降，所述输料门升降油缸的输出端与输料门连接。

进一步的，所述水平输料传送装置包括水平输料装置驱动阀、水平输料装置驱动马达、水平输料装置；

所述控制器的输出端与所述水平输料装置驱动阀输入端连接；所述水平输料装置驱动马达输出端与水平输料装置转动连接。

进一步的，所述系统还包括人机界面，所述人机界面与所述控制器连接，用于实时显示当前输料门的高度值。

一种就地复拌机添料控制方法，所述方法包括步骤：

手动模式：通过人机界面实时显示当前输料门高度值预设比例参数，控制系统根据预设比例参数匹配最优输料门高度推荐值，手动操作输料门提升开关或输料门下降开关，输料门升降油缸上升或者下降至匹配的高度；

自动模式：根据预设的参数定量，传感系统实时检测当前输料门高度位移传感器信号，控制输料门提升阀或者下降阀动作推动输料门至推荐高度。

进一步的，所述手动模式状态下，水平输料装置运转过程中，调节车上调速电位计、车下左侧调速电位计或车下右侧调速电位计中的任一调速电位计，该电位计掌握调速主动权，控制水平输料装置运转，上一调节电位计的状态失效。

进一步的，所述自动模式状态下，水平输料装置运转速度优先与车速线性关联，当车速不断提升、水平输料装置运转速度无法在最优区间继续跟随时，此时输料门高度参量接管主动权，参与实时调控，水平输料装置运转速度跟随输料门高度参量变化至最优速度区间后，输料门高度参量退出调控主动权，重新进入下一轮水平输料装置运转速度跟随车速变化的调节过程。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明能够实现输料门高度可精确控制，并根据添料量自动推荐最优输料门高度。手动添料状态下，水平输料装置运转过程中，车上电位计调速、车下左侧电位计调速、车下右侧电位计调速主动权可自由切换，保证了施工过程调节的便利性。自动添料状态下，水平输料装置速度与行驶速度、输料门高度的最优匹配策略，保证了添料计量精度。

附图说明

图1是本发明系统总示意图；

图2是本发明传感系统示意图；

图3是本发明操作系统示意图；

图4是本发明输料门调节装置示意图；

图5是本发明水平输料传送装置示意图；

图6是本发明添料控制系统界面图。

图中：1、人机界面，2、控制器，3、传感系统，31、输料门升降油缸位移传感器，32、水平输料马达转速传感器，33、车速传感器，4、操作系统，41、输料门提升开关，42、输料门下降开关，43、水平输料驱动开关，44、水平输料自动开关，45、车上调速电位计，46、车下左侧调速电位计，47、车下右侧调速电位计，5、输料门调节装置，51、输料门提升阀，52、输料门升降油缸， 53、输料门，54、输料门下降阀，6、水平输料传送装置，61、水平输料装置驱动阀，62、水平输料驱动马达，63、水平输料装置。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种就地复拌机添料控制系统，包括人机界面1、传感系统3、控制器2、操作系统4、输料门调节装置5和水平输料传送装置6；

所述传感系统3用于采集输料门调节装置的位移、水平输料传送装置的转速和车速；

所述控制器2用于处理传感系统3采集的数据，并发送至输料门调节装置5 和水平输料传送装置6；

所述输料门调节装置5根据控制器2发送的数据调整输料量；

所述水平输料传送装置6根据控制器2调整动传输速度。

如图2所示，所述传感系统3包括输料门升降油缸位移传感器31、水平输料马达转速传感器32和车速传感器33；所述输料门升降油缸位移传感器、水平输料马达转速传感器和车速传感器的输出端与控制器的输入端连接。

如图3所示，所述操作系统4包括输料门提升开关41、输料门下降开关42、水平输料装置驱动开关43、水平输料装置自动开关44、车上调速电位计45、车下左侧调速电位计46、车下右侧调速电位计47；

所述输料门提升开关41、输料门下降开关42、水平输料装置驱动开关43、水平输料装置自动开关44、车上调速电位计45、车下左侧调速电位计46和车下右侧调速电位计47的输出端与控制器2的输入端连接。

如图4所示，前述的一种就地复拌机添料控制系统，所述输料门调节装置5 包括输料门提升阀51、输料门升降油缸52、输料门53、输料门下降阀54；

所述控制器2的输出端与所述输料门提升阀51、输料门升降油缸52、输料门53和输料门下降阀54的输入端连接；

所述输料门提升阀51和输料门下降阀54用于控制输料门升降油缸52上升和下降，所述输料门升降油缸52的输出端与输料门53连接。

如图5所示，所述水平输料传送装置6包括水平输料装置驱动阀61、水平输料装置驱动马达62、水平输料装置63；

所述控制器2的输出端与所述水平输料装置驱动阀61输入端连接；所述水平输料装置驱动马达62输出端与水平输料装置63转动连接。

另一方面还公开了一种就地复拌机添料控制方法，所述方法包括步骤：

手动模式：通过人机界面1实时显示当前输料门53高度值预设比例参数，控制系统根据预设比例参数匹配最优输料门53高度推荐值，手动操作输料门提升开关41或输料门下降开关42，输料门升降油缸52上升或者下降至匹配的高度；

自动模式：根据预设的参数定量，传感系统4实时检测当前输料门53高度位移传感器信号，控制输料门提升阀51或者下降阀动作推动输料门53至推荐高度。

所述手动模式状态下，水平传送输料装置6运转过程中，调节车上调速电位计45、车下左侧调速电位计46或车下右侧调速电位计47中的任一调速电位计，该电位计掌握调速主动权，控制水平传送输料装置6运转，上一调节电位计的状态失效。

所述自动模式状态下，水平传送输料装置6运转速度优先与车速线性关联，当车速不断提升、水平传送输料装置6运转速度无法在最优区间继续跟随时，此时输料门53高度参量接管主动权，参与实时调控，水平传送输料装置6运转速度跟随输料门53高度参量变化至最优速度区间后，输料门53高度参量退出调控主动权，重新进入下一轮水平传送输料装置6运转速度跟随车速变化的调节过程。

具体的添料控制过程如下：

(1)操作水平输料自动开关，水平输料装置自动指示灯亮，进入添料自动控制状态；再次按下水平输料自动开关，水平输料装置自动指示灯灭，进入添料手动控制状态。

(2)输料门升降油缸52上集成输料门升降油缸位移传感器31，控制系统实时采集该传感器信号，并在人机界面5上实时显示当前输料门高度值，当新沥青料添加比例等参数设定完成后，控制系统2自动匹配最优输料门高度推荐值，手动操作输料门提升开关41或输料门下降开关42，输料门升降油缸52上升或者下降至推荐的高度即可。

(3)添料手动控制状态下(施工起步阶段)，按下水平输料驱动开关，水平输料装置驱动阀得电，水平输料装置运转；调节车上调速电位计45、车下左侧调速电位计46或车下右侧调速电位计47，如此时操作了车上调速电位计45，水平输料装置驱动阀61开度跟随变化，水平输料装置驱动马达转速跟随变化，水平输料装置运转速度变化。其中，水平输料马达转速传感器采集频率f，马达齿数z，输料带主动轴端直径D，则当前水平输料装置运转速度根据公式计算得出：

(4)水平输料装置63运转过程中，若此时调节车下左侧调速电位计46，该电位计掌握调速主动权，控制水平输料装置63运转，车上调速电位计45的状态即失效。满足了操作者无论是车上手动调速还是车下手动调速的便利性。

(5)添料自动控制状态下，水平输料装置运转速度跟随输料门高度、车速、新料添加比例等参数变化。旧沥青混合料的质量m_旧，新沥青混合料的质量m_新，新料添加比例a，则

m_新＝m_旧×a

m_旧＝v_车速×W₁×h₁×ρ_原路面

m_新＝v_水平输料×W_水平输料×h_{水平输料门}×ρ_新料

其中，新料添加比例a、原路面宽度W₁、原路面铣刨深度h₁、原路面密度ρ_原路面、、新料密度ρ_新料等参量可在添料控制系统人机界面标定；水平输料宽度 W_水平输料已知、由此可得

此时，施工过程中的主要变量为v_水平输料、v_车速、h_{水平输料门}、a。

当新沥青料添加比例a设定完成后，控制系统自动匹配最优输料门高度推荐值，水平输料装置运转速度v_水平输料优先与车速v_车速线性关联，当v_车速不断提升、 v_水平输料无法在最优区间继续跟随时，此时输料门高度h_{水平输料门}参量接管主动权，参与实时调控，v_水平输料跟随h_{水平输料门}参量变化至最优速度区间后，h_{水平输料门}参量退出调控主动权，重新进入下一轮v_水平输料跟随车速v_车速变化的调节过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种就地复拌机添料控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

手动模式：通过人机界面实时显示当前输料门高度值预设比例参数，控制系统根据预设比例参数匹配最优输料门高度推荐值，手动操作输料门提升开关或输料门下降开关，输料门升降油缸上升或者下降至匹配的高度；

自动模式：根据预设的参数定量，传感系统实时检测当前输料门高度位移传感器信号，控制输料门提升阀或者下降阀动作推动输料门至推荐高度；水平输料装置运转速度跟随输料门高度、车速、新料添加比例参数变化；旧沥青混合料的质量m_旧，新沥青混合料的质量m_新，新料添加比例a，则

m_新＝m_旧×a

m_旧＝v_车速×W₁×h₁×ρ_原路面

m_新＝v_水平输料×W_水平输料×h_{水平输料门}×ρ_新料

其中，新料添加比例a、原路面宽度W₁、原路面铣刨深度h₁、原路面密度ρ_原路面、新料密度ρ_新料参量在添料控制系统人机界面标定；水平输料宽度W_水平输料已知、由此可得：

此时，施工过程中的主要变量为v_水平输料、v_车速、h_{水平输料门}、a；

当新沥青料添加比例a设定完成后，控制系统自动匹配最优输料门高度推荐值，水平输料装置运转速度v_水平输料优先与车速v_车速线性关联，当v_车速不断提升、v_水平输料无法在最优区间继续跟随时，此时输料门高度h_{水平输料门}参量接管主动权，参与实时调控，v_水平输料跟随h_{水平输料门}参量变化至最优速度区间后，h_{水平输料门}参量退出调控主动权，重新进入下一轮v_水平输料跟随车速v_车速变化的调节过程。

2.根据权利要求1所述的就地复拌机添料控制方法，其特征在于，所述手动模式状态下，水平输料装置运转过程中，调节车上调速电位计、车下左侧调速电位计或车下右侧调速电位计中的任一调速电位计掌握调速主动权，控制水平输料装置运转时，上一调节电位计的状态失效。

3.根据权利要求1所述的就地复拌机添料控制方法，其特征在于，所述自动模式状态下，水平输料装置运转速度优先与车速线性关联，当车速不断提升，使水平输料装置运转速度无法在最优区间继续跟随时，此时输料门高度参量接管主动权，参与实时调控，水平输料装置运转速度跟随输料门高度参量变化至最优速度区间后，输料门高度参量退出调控主动权，重新进入下一轮水平输料装置运转速度跟随车速变化的调节过程。

4.一种就地复拌机添料控制系统，其特征在于，包括人机界面、传感系统、控制器、操作系统、输料门调节装置和水平输料传送装置；

所述传感系统用于采集输料门调节装置的位移、水平输料传送装置的转速和车速；

所述控制器用于处理传感系统采集的数据，并发送至输料门调节装置和水平输料传送装置；

所述输料门调节装置根据控制器发送的数据调整输料量；

所述水平输料传送装置根据控制器调整传输速度；

所述人机界面与所述控制器连接，用于实时显示当前输料门的高度值；

所述传感系统包括输料门升降油缸位移传感器、水平输料马达转速传感器和车速传感器；所述输料门升降油缸位移传感器、水平输料马达转速传感器和车速传感器的输出端与控制器的输入端连接；

所述操作系统包括输料门提升开关、输料门下降开关、水平输料装置驱动开关、水平输料装置自动开关、车上调速电位计、车下左侧调速电位计、车下右侧调速电位计；

所述输料门提升开关、输料门下降开关、水平输料装置驱动开关、水平输料装置自动开关、车上调速电位计、车下左侧调速电位计和车下右侧调速电位计的输出端与控制器的输入端连接；所述车上调速电位计、车下左侧调速电位计和车下右侧调速电位计分别用于单独控制水平输料传送装置的运转速度；

所述输料门调节装置包括输料门提升阀、输料门升降油缸、输料门、输料门下降阀；

所述控制器的输出端与所述输料门提升阀、输料门升降油缸、输料门和输料门下降阀的输入端连接；

所述输料门提升阀和输料门下降阀用于控制输料门升降油缸上升和下降，所述输料门升降油缸的输出端与输料门连接；

所述水平输料传送装置包括水平输料装置驱动阀、水平输料装置驱动马达、水平输料装置；

所述控制器的输出端与所述水平输料装置驱动阀输入端连接；所述水平输料装置驱动马达输出端与水平输料装置转动连接。

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