CN116816654B - 一种混凝土输送泵智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土输送泵智能控制领域，具体公开一种混凝土输送泵智能控制系统，本发明通过获取目标混凝土输送泵的工况信息，分析得到目标混凝土输送泵的适宜泵送压力，根据目标混凝土输送泵的适宜泵送压力和当前泵送压力，判断目标混凝土输送泵是否需要调节，进一步获取目标混凝土输送泵的调节趋向和调节校正量，获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位、出口排量和泵体振动速度，判断目标混凝土输送泵是否存在管道堵塞，并进行相应处理，实现对混凝土输送泵的智能控制，使混凝土输送泵更有效地发挥作用，以满足大型混凝土工程施工所需的效率高、能耗省、费用低的要求。

Description

一种混凝土输送泵智能控制系统

技术领域

本发明涉及混凝土输送泵智能控制领域，涉及到一种混凝土输送泵智能控制系统。

背景技术

混凝土的运输和浇注是桥梁、水利电力设施、高层建筑等大型混凝土工程施工的一项关键性工作，混凝土输送泵不仅能连续完成水平运输和垂直运输，对于狭窄和有障碍物的施工现场，亦能将混凝土送达施工地点，因而得到广泛使用，与此同时，对于混凝土输送泵的控制也愈发显得重要。

出口压力是混凝土输送泵的重要技术参数之一，现有的混凝土输送泵控制方法在对出口压力进行调节时，将出口压力直接设置为某一固化值或常用值，没有结合混凝土输送泵的实际工况获取混凝土输送泵的适宜出口压力，如建筑浇筑的特征和泵管的布设等，在保证能正常输送的前提下，如果出口压力过大，会造成动力能源的不必要浪费，且长时间超负荷工作会对机器产生损耗，影响机器使用寿命，如果出口压力过小，可能会使得混凝土无法正常输送，特别是在垂直输送的情况下，会因为压力不足使得泵管内的混凝土掉落回流，进而使得现有控制方法的精准性不高。

现有混凝土输送泵控制方法在监测管道堵塞异常时，以单一的分析指标作为参考，严谨性比较低，没有综合考虑料斗料位、泵机振动和出口排量的情况，进而影响故障判断结果的准确性和时效性，如未能及时发现堵塞或判断失误，进而对机器运行和施工进度造成影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种混凝土输送泵智能控制系统，实现对混凝土输送泵智能控制的功能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明提供一种混凝土输送泵智能控制系统，包括：混凝土输送泵工况信息获取模块：用于获取目标混凝土输送泵的工况信息，其中工况信息包括建筑浇筑信息、混凝土信息、泵管布设信息和混凝土输送信息。

混凝土输送泵工况信息分析模块：用于根据目标混凝土输送泵的工况信息，分析得到目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数、弯管压力损失系数和混凝土自重压力比例系数，进一步分析得到目标混凝土输送泵的适宜泵送压力。

混凝土输送泵运行监测调节模块：用于实时监测目标混凝土输送泵的当前泵送压力，根据目标混凝土输送泵的适宜泵送压力和当前泵送压力，判断目标混凝土输送泵是否需要调节，若需要调节，则进一步获取目标混凝土输送泵的调节趋向和调节校正量。

混凝土输送泵堵管判断模块：用于获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位、出口排量和泵体振动速度，判断目标混凝土输送泵是否存在管道堵塞，若存在管道堵塞，则进行预警，并执行混凝土输送泵堵管分析模块。

混凝土输送泵堵管分析模块:用于获取设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移，获取目标混凝土输送泵中各段输送管的阻塞比例系数，并进行相应处理。

数据库:用于存储常温下混凝土的参考凝聚所需时长、混凝土密度和目标混凝土输送泵的参考输送压力。

在上述实施例的基础上，所述混凝土输送泵工况信息获取模块的具体过程为：D₁:获取目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度，将其记为a，并获取目标混凝土输送泵的建筑浇筑混凝土需求量，将其记为b。

D₂：通过混凝土坍落度测试方法获取目标混凝土输送泵的混凝土坍落度，将其记为c。

D₃：通过尺寸测量仪器获取目标混凝土输送泵车中输送管的直径将其记为目标混凝土输送泵的泵管直径，并表示为d。

按照目标混凝土输送泵车中输送管的转弯节点对输送管进行划分，得到目标混凝土输送泵车中各段输送管和各输送弯管，获取目标混凝土输送泵车中各段输送管的长度和其与水平基准线之间的夹角，将其分别记为fⁱ和θⁱ，i表示第i段输送管的编号，i＝1,2,...,n，根据目标混凝土输送泵车中各输送弯管，获取目标混凝土输送泵车中各输送弯管的轮廓，得到目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应的内切圆，进一步得到目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应内切圆的半径，将其记为h^j，j表示第j个输送弯管的编号，j＝1,2,...,m，并获取目标混凝土输送泵车中输送弯管的数量，将其记为k。

D₄：提取数据库中存储的常温下混凝土的参考凝聚所需时长，将其记为t_参考，通过温度检测仪获取目标混凝土输送泵车浇筑区域的环境温度，将其记为T₀，通过分析公式得到目标混凝土输送泵车浇筑区域的预估混凝土凝聚所需时长t_预估，将其记为目标混凝土输送泵的建筑浇筑预估所需时长，其中T_常表示预设的常温温度，e表示自然常数。

将目标混凝土输送泵的建筑浇筑混凝土需求量b和建筑浇筑预估所需时长t_预估代入公式得到目标混凝土输送泵的单位时间输送量l，其中β表示预设的单位时间输送量的修正因子。

将目标混凝土输送泵的单位时间输送量l和泵管直径d代入公式得到目标混凝土输送泵的混凝土流速v，其中χ表示预设的目标混凝土输送泵的混凝土流速修正因子，π表示圆周率。

在上述实施例的基础上，所述混凝土输送泵工况信息分析模块的具体过程为：根据目标混凝土输送泵的混凝土坍落度分析得到目标混凝土输送泵的粘附系数和速度系数，将其分别记为u₁和u₂。

将目标混凝土输送泵的泵管直径d、粘附系数u₁、速度系数u₂和目标混凝土输送泵的混凝土流速v代入公式得到单位长度管道的压力损失系数ΔPH，其中φ表示预设的单位长度管道的压力损失系数修正因子，ε₁表示预设的分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，ε₂表示预设的混凝土径向压力与轴向压力之比。

将单位长度管道的压力损失系数ΔPH、目标混凝土输送泵车中各段输送管的长度fⁱ和其与水平基准线之间的夹角θⁱ代入公式得到目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数p₁，其中/>表示预设的沿程压力损失系数的修正因子。

将目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应内切圆的半径h^j和输送弯管的数量k代入公式得到目标混凝土输送泵输送的弯管压力损失系数p₂，其中/>表示预设的弯管压力损失系数修正因子，γ表示预设的单个弯管对应的压力损失系数，h_设表示预设的输送弯管轮廓对应内切圆半径的阈值。

提取数据库中存储的混凝土密度，将其记为ρ_密度，将目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度a和混凝土密度ρ_密度代入公式得到目标混凝土输送泵输送的混凝土自重压力比例系数p₃，其中/>表示预设的混凝土自重压力比例系数的修正因子，g表示重力加速度。

将目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数p₁、弯管压力损失系数p₂和混凝土自重压力比例系数p₃代入公式得到目标混凝土输送泵的泵送压力综合影响因子Δθ，其中η表示预设的泵送压力综合影响因子的修正系数，p_1设、p_2设、p_3设分别表示预设的沿程压力损失系数阈值、弯管压力损失系数阈值和混凝土自重压力比例系数阈值。

提取数据库中存储的目标混凝土输送泵的参考输送压力，将其记为p_参考，将目标混凝土输送泵的泵送压力综合影响因子和参考输送压力代入公式得到得到目标混凝土输送泵的适宜泵送压力p_适宜。

在上述实施例的基础上，所述混凝土输送泵运行监测调节模块的具体过程包括:通过压力传感器实时检测目标混凝土输送泵的当前泵送压力，将其记为p_当前，通过计时器获取当前时间和目标混凝土输送泵的启动时间，将其分别记为t_当前、t_启动，将当前时间t_当前、目标混凝土输送泵的启动时间t_启动和适宜泵送压力p_适宜代入公式得到目标混凝土输送泵的当前参考泵送压力p′，其中/>表示预设的单位时间对应的动力损耗影响系数。

将目标混凝土输送泵的当前泵送压力p_当前和当前参考泵送压力p′代入公式得到目标混凝土输送泵的调节需求系数σ，其中Δp表示预设的泵送压力允许差值。

在上述实施例的基础上，所述混凝土输送泵运行监测调节模块的具体过程还包括:F₁:将目标混凝土输送泵的调节需求系数与预设的调节需求系数阈值进行比较，若目标混凝土输送泵的调节需求系数大于预设的调节需求系数阈值，则目标混凝土输送泵需要调节，并执行F₂。

F₂:将目标混凝土输送泵的当前泵送压力和当前参考泵送压力进行比较，若目标混凝土输送泵的当前泵送压力大于当前参考泵送压力，则目标混凝土输送泵的调节趋向为减小，并执行F₃,若目标混凝土输送泵的当前泵送压力小于当前参考泵送压力，则目标混凝土输送泵的调节趋向为增大，并执行F₄。

F₃:将目标混凝土输送泵的当前泵送压力减去当前参考泵送压力得到目标混凝土输送泵的调节校正量。

F₄:将目标混凝土输送泵的当前参考泵送压力减去当前泵送压力得到目标混凝土输送泵的调节校正量。

在上述实施例的基础上，所述混凝土输送泵堵管判断模块的具体过程包括：设定监测时间段的时长，按照预设的等时间间隔原则在监测时间段内设置各采样时间点，通过液位检测仪器获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位，将其记为z^x，x表示第x个采样时间点的编号，x＝1,2,...,y，进一步分析得到目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数，将其记为

获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵排出混凝土的累计体积，将其记为当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的出口排量，并表示为q^x，进一步分析得到目标混凝土输送泵的出口排量增大系数，将其记为

通过振动检测仪器获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的泵体振动速度，将其记为进一步分析得到目标混凝土输送泵的泵体振动速度，将其记为v″。

在上述实施例的基础上，所述混凝土输送泵堵管判断模块的具体过程还包括：将目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数出口排量增大系数/>和泵体振动速度v″代入公式/>得到目标混凝土输送泵的堵管风险指数ξ，其中τ₁、τ₂、τ₃分别表示预设的料斗料位下降系数、出口排量增大系数和泵体振动速度的权重因子，v″_设表示预设的泵体振动速度阈值。

将目标混凝土输送泵的堵管风险指数与预设的堵管风险指数阈值进行比较，若目标混凝土输送泵的堵管风险指数大于预设的堵管风险指数阈值，则目标混凝土输送泵存在管道堵塞，并进行预警。

在上述实施例的基础上，所述混凝土输送泵堵管分析模块的具体过程为:获取设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移，将其分别记为ZY^i′和ZD^i′，i′表示第i′段输送管的编号，i′＝1′,2′,...,n′。

将设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移代入公式得到目标混凝土输送泵中各段输送管的阻塞比例系数ψ^i′，n′表示输送管的总数量。

将目标混凝土输送泵中各段输送管按照阻塞比例系数从大到小的顺序进行排序，得到目标混凝土输送泵的管道堵塞排查顺序，并将其发送至相应的施工监管中心。

相对于现有技术，本发明所述的一种混凝土输送泵智能控制系统以下有益效果：1.本发明提供的一种混凝土输送泵智能控制系统，通过分析目标混凝土输送泵的泵送压力是否需要调节，并进行调节校正，并分析目标混凝土输送泵是否存在管道堵塞，并进行相应处理，实现对混凝土输送泵的智能控制，使混凝土输送泵更有效地发挥作用，以满足大型混凝土工程施工所需的效率高、能耗省、费用低的要求。

2.本发明结合混凝土输送泵的实际工况获取混凝土输送泵的适宜出口压力，在保证能正常输送的前提下，节省动力能源，减少对机器产生损耗，延长机器使用寿命，提高现有控制方法的精准性。

3.本发明综合考虑料斗料位、泵机振动和出口排量多方面因素判断混凝土输送泵是否存在管道堵塞，提高判断结果的准确性和时效性，避免未能及时发现堵塞或判断失误，为机器运行和施工进度提供保障。

4.本发明考虑到随着输送的进度，泵管内壁粘附的混凝土会增加，进而对输送造成阻力，需要更大的泵送压力，进而结合输送的工作进度，获取动态适宜泵送压力，并进行跟随性比对和调整，从而提高现有方法的灵活性和控制的精准性。

5.本发明在发生管道堵塞故障后，根据故障的表征，分析故障排查的顺序，节约排查时间，提高效率，使得机器尽快恢复正常，投入工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的系统模块连接图。

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。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供一种混凝土输送泵智能控制系统，包括混凝土输送泵工况信息获取模块、混凝土输送泵工况信息分析模块、混凝土输送泵运行监测调节模块、混凝土输送泵堵管判断模块、混凝土输送泵堵管分析模块和数据库。

所述混凝土输送泵工况信息分析模块分别与混凝土输送泵工况信息获取模块和混凝土输送泵运行监测调节模块连接，混凝土输送泵堵管判断模块分别与混凝土输送泵工况信息获取模块和混凝土输送泵堵管分析模块连接，数据库分别与混凝土输送泵工况信息获取模块和混凝土输送泵工况信息分析模块连接。

所述混凝土输送泵工况信息获取模块用于获取目标混凝土输送泵的工况信息，其中工况信息包括建筑浇筑信息、混凝土信息、泵管布设信息和混凝土输送信息。

进一步地，所述混凝土输送泵工况信息获取模块的具体过程为：D₁:获取目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度，将其记为a，并获取目标混凝土输送泵的建筑浇筑混凝土需求量，将其记为b。

D₂：通过混凝土坍落度测试方法获取目标混凝土输送泵的混凝土坍落度，将其记为c。

D₃：通过尺寸测量仪器获取目标混凝土输送泵车中输送管的直径将其记为目标混凝土输送泵的泵管直径，并表示为d。

按照目标混凝土输送泵车中输送管的转弯节点对输送管进行划分，得到目标混凝土输送泵车中各段输送管和各输送弯管，获取目标混凝土输送泵车中各段输送管的长度和其与水平基准线之间的夹角，将其分别记为fⁱ和θⁱ，i表示第i段输送管的编号，i＝1,2,...,n，根据目标混凝土输送泵车中各输送弯管，获取目标混凝土输送泵车中各输送弯管的轮廓，得到目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应的内切圆，进一步得到目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应内切圆的半径，将其记为h^j，j表示第j个输送弯管的编号，j＝1,2,...,m，并获取目标混凝土输送泵车中输送弯管的数量，将其记为k。

D₄：提取数据库中存储的常温下混凝土的参考凝聚所需时长，将其记为t_参考，通过温度检测仪获取目标混凝土输送泵车浇筑区域的环境温度，将其记为T₀，通过分析公式得到目标混凝土输送泵车浇筑区域的预估混凝土凝聚所需时长t_预估，将其记为目标混凝土输送泵的建筑浇筑预估所需时长，其中T_常表示预设的常温温度，e表示自然常数。

将目标混凝土输送泵的建筑浇筑混凝土需求量b和建筑浇筑预估所需时长t_预估代入公式得到目标混凝土输送泵的单位时间输送量l，其中β表示预设的单位时间输送量的修正因子。

将目标混凝土输送泵的单位时间输送量l和泵管直径d代入公式得到目标混凝土输送泵的混凝土流速v，其中χ表示预设的目标混凝土输送泵的混凝土流速修正因子，π表示圆周率。

作为一种优选方案，所述目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度和建筑浇筑混凝土需求量，具体获取方法为：通过测量仪器获取目标混凝土输送泵车浇筑区域距离地面的高度，将其记为目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度，同时获取目标混凝土输送泵车浇筑区域的面积，将其记为指定浇筑区域的面积，按照预设的浇筑厚度监测点布设原则在指定浇筑区域内均匀布设各浇筑厚度监测点，通过激光测距仪获取指定浇筑区域内各浇筑厚度监测点处浇筑面与设定浇筑水平基准线之间的距离，将其记为指定浇筑区域内各浇筑厚度监测点处的浇筑厚度，对指定浇筑区域内各浇筑厚度监测点处的浇筑厚度进行平均值计算，得到指定浇筑区域的浇筑厚度，将指定浇筑区域的面积乘以浇筑厚度，得到目标混凝土输送泵的建筑浇筑混凝土需求量。

作为一种优选方案，所述混凝土坍落度测试方法的具体过程为：将混凝土分多次填装进设定上口径、下口径和高度的喇叭状坍落度桶，每次填装完用捣锤将混凝土捣实抹平，然后拔起桶，混凝土因自重产生坍落，测量坍落后混凝土最高点的高度，用喇叭状坍落度桶的高度减去坍落后混凝土最高点的高度，得到混凝土的坍落度。

所述混凝土输送泵工况信息分析模块用于根据目标混凝土输送泵的工况信息，分析得到目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数、弯管压力损失系数和混凝土自重压力比例系数，进一步分析得到目标混凝土输送泵的适宜泵送压力。

进一步地，所述混凝土输送泵工况信息分析模块的具体过程为：根据目标混凝土输送泵的混凝土坍落度分析得到目标混凝土输送泵的粘附系数和速度系数，将其分别记为u₁和u₂。

将目标混凝土输送泵的泵管直径d、粘附系数u₁、速度系数u₂和目标混凝土输送泵的混凝土流速v代入公式得到单位长度管道的压力损失系数ΔPH，其中φ表示预设的单位长度管道的压力损失系数修正因子，ε₁表示预设的分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，ε₂表示预设的混凝土径向压力与轴向压力之比。

将单位长度管道的压力损失系数ΔPH、目标混凝土输送泵车中各段输送管的长度fⁱ和其与水平基准线之间的夹角θⁱ代入公式得到目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数p₁，其中/>表示预设的沿程压力损失系数的修正因子。

将目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应内切圆的半径h^j和输送弯管的数量k代入公式得到目标混凝土输送泵输送的弯管压力损失系数p₂，其中/>表示预设的弯管压力损失系数修正因子，γ表示预设的单个弯管对应的压力损失系数，h_设表示预设的输送弯管轮廓对应内切圆半径的阈值。

提取数据库中存储的混凝土密度，将其记为ρ_密度，将目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度a和混凝土密度ρ_密度代入公式得到目标混凝土输送泵输送的混凝土自重压力比例系数p₃，其中/>表示预设的混凝土自重压力比例系数的修正因子，g表示重力加速度。

将目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数p₁、弯管压力损失系数p₂和混凝土自重压力比例系数p₃代入公式得到目标混凝土输送泵的泵送压力综合影响因子Δθ，其中η表示预设的泵送压力综合影响因子的修正系数，p_1设、p_2设、p_3设分别表示预设的沿程压力损失系数阈值、弯管压力损失系数阈值和混凝土自重压力比例系数阈值。

提取数据库中存储的目标混凝土输送泵的参考输送压力，将其记为p_参考，将目标混凝土输送泵的泵送压力综合影响因子和参考输送压力代入公式得到得到目标混凝土输送泵的适宜泵送压力p_适宜。

作为一种优选方案，所述目标混凝土输送泵的粘附系数和速度系数，具体获取方法为：将目标混凝土输送泵的混凝土坍落度c代入公式u₁＝δ₁*[3-0.1*c]得到目标混凝土输送泵的粘附系数u₁，其中δ₁表示预设的粘附系数修正因子，将目标混凝土输送泵的混凝土坍落度c代入公式u₂＝δ₂*[(4-0.1*c)*100]得到目标混凝土输送泵的速度系数u₂，其中δ₂表示预设的速度系数的修正因子。

作为一种优选方案，所述目标混凝土输送泵车中各段输送管与水平基准线之间夹角的范围均为

需要说明的是，本发明结合混凝土输送泵的实际工况获取混凝土输送泵的适宜出口压力，在保证能正常输送的前提下，节省动力能源，减少对机器产生损耗，延长机器使用寿命，提高现有控制方法的精准性。

所述混凝土输送泵运行监测调节模块用于实时监测目标混凝土输送泵的当前泵送压力，根据目标混凝土输送泵的适宜泵送压力和当前泵送压力，判断目标混凝土输送泵是否需要调节，若需要调节，则进一步获取目标混凝土输送泵的调节趋向和调节校正量。

进一步地，所述混凝土输送泵运行监测调节模块的具体过程包括:通过压力传感器实时检测目标混凝土输送泵的当前泵送压力，将其记为p_当前，通过计时器获取当前时间和目标混凝土输送泵的启动时间，将其分别记为t_当前、t_启动，将当前时间t_当前、目标混凝土输送泵的启动时间t_启动和适宜泵送压力p_适宜代入公式得到目标混凝土输送泵的当前参考泵送压力p′，其中/>表示预设的单位时间对应的动力损耗影响系数。

将目标混凝土输送泵的当前泵送压力p_当前和当前参考泵送压力p′代入公式得到目标混凝土输送泵的调节需求系数σ，其中Δp表示预设的泵送压力允许差值。

进一步地，所述混凝土输送泵运行监测调节模块的具体过程还包括:F₁:将目标混凝土输送泵的调节需求系数与预设的调节需求系数阈值进行比较，若目标混凝土输送泵的调节需求系数大于预设的调节需求系数阈值，则目标混凝土输送泵需要调节，并执行F₂。

F₂:将目标混凝土输送泵的当前泵送压力和当前参考泵送压力进行比较，若目标混凝土输送泵的当前泵送压力大于当前参考泵送压力，则目标混凝土输送泵的调节趋向为减小，并执行F₃,若目标混凝土输送泵的当前泵送压力小于当前参考泵送压力，则目标混凝土输送泵的调节趋向为增大，并执行F₄。

F₃:将目标混凝土输送泵的当前泵送压力减去当前参考泵送压力得到目标混凝土输送泵的调节校正量。

F₄:将目标混凝土输送泵的当前参考泵送压力减去当前泵送压力得到目标混凝土输送泵的调节校正量。

作为一种优选方案，获取目标混凝土输送泵的调节趋向和调节校正量之后，通过混凝土输送泵的液压系统进行跟随性调控。

需要说明的是，本发明考虑到随着输送的进度，泵管内壁粘附的混凝土会增加，进而对输送造成阻力，需要更大的泵送压力，进而结合输送的工作进度，获取动态适宜泵送压力，并进行跟随性比对和调整，从而提高现有方法的灵活性和控制的精准性。

所述混凝土输送泵堵管判断模块用于获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位、出口排量和泵体振动速度，判断目标混凝土输送泵是否存在管道堵塞，若存在管道堵塞，则进行预警，并执行混凝土输送泵堵管分析模块。

进一步地，所述混凝土输送泵堵管判断模块的具体过程包括：设定监测时间段的时长，按照预设的等时间间隔原则在监测时间段内设置各采样时间点，通过液位检测仪器获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位，将其记为z^x，x表示第x个采样时间点的编号，x＝1,2,...,y，进一步分析得到目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数，将其记为

获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵排出混凝土的累计体积，将其记为当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的出口排量，并表示为q^x，进一步分析得到目标混凝土输送泵的出口排量增大系数，将其记为

通过振动检测仪器获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的泵体振动速度，将其记为进一步分析得到目标混凝土输送泵的泵体振动速度，将其记为v″。

作为一种优选方案，所述目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数，具体获取方法为：将当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位z^x代入公式得到目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数/>其中y表示采样时间点的总数量，z^x+1表示监测时间段内第x+1个采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位。

作为一种优选方案，所述目标混凝土输送泵的出口排量增大系数，具体获取方法为：将当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的出口排量q^x代入公式得到目标混凝土输送泵的出口排量增大系数/>其中q^x+1表示监测时间段内第x+1个采样时间点目标混凝土输送泵的出口排量，q^x-1表示监测时间段内第x-1个采样时间点目标混凝土输送泵的出口排量。

作为一种优选方案，所述目标混凝土输送泵的泵体振动速度，具体获取方法为：将当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的泵体振动速度进行相互比较，获取目标混凝土输送泵中泵体振动速度的众数，将其记为目标混凝土输送泵的泵体振动速度。

进一步地，所述混凝土输送泵堵管判断模块的具体过程还包括：将目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数出口排量增大系数/>和泵体振动速度v″代入公式得到目标混凝土输送泵的堵管风险指数ξ，其中τ₁、τ₂、τ₃分别表示预设的料斗料位下降系数、出口排量增大系数和泵体振动速度的权重因子，v″_设表示预设的泵体振动速度阈值。

将目标混凝土输送泵的堵管风险指数与预设的堵管风险指数阈值进行比较，若目标混凝土输送泵的堵管风险指数大于预设的堵管风险指数阈值，则目标混凝土输送泵存在管道堵塞，并进行预警。

需要说明的是，本发明综合考虑料斗料位、泵机振动和出口排量多方面因素判断混凝土输送泵是否存在管道堵塞，提高判断结果的准确性和时效性，避免未能及时发现堵塞或判断失误，为机器运行和施工进度提供保障。

所述混凝土输送泵堵管分析模块用于获取设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移，获取目标混凝土输送泵中各段输送管的阻塞比例系数，并进行相应处理。

进一步地，所述混凝土输送泵堵管分析模块的具体过程为:获取设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移，将其分别记为ZY^i′和ZD^i′，i′表示第i′段输送管的编号，i′＝1′,2′,...,n′。

将设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移代入公式得到目标混凝土输送泵中各段输送管的阻塞比例系数ψ^i′，n′表示输送管的总数量。

将目标混凝土输送泵中各段输送管按照阻塞比例系数从大到小的顺序进行排序，得到目标混凝土输送泵的管道堵塞排查顺序，并将其发送至相应的施工监管中心。

作为一种优选方案，所述设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移，获取方法为：按照预设的等长度原则对目标混凝土输送泵的输送管进行划分，得到目标混凝土输送泵中各段输送管，在目标混凝土输送泵中各段输送管的表面安装噪音检测仪和振动检测仪，获取设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管的最大噪音音量和最大振动位移，将其分别记为设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移。

需要说明的是，本发明在发生管道堵塞故障后，根据故障的表征，分析故障排查的顺序，节约排查时间，提高效率，使得机器尽快恢复正常，投入工作。

所述数据库用于存储常温下混凝土的参考凝聚所需时长、混凝土密度和目标混凝土输送泵的参考输送压力。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种混凝土输送泵智能控制系统，其特征在于，包括：

混凝土输送泵工况信息获取模块：用于获取目标混凝土输送泵的工况信息，其中工况信息包括建筑浇筑信息、混凝土信息、泵管布设信息和混凝土输送信息；

混凝土输送泵工况信息分析模块：用于根据目标混凝土输送泵的工况信息，分析得到目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数、弯管压力损失系数和混凝土自重压力比例系数，进一步分析得到目标混凝土输送泵的适宜泵送压力；

混凝土输送泵运行监测调节模块：用于实时监测目标混凝土输送泵的当前泵送压力，根据目标混凝土输送泵的适宜泵送压力和当前泵送压力，判断目标混凝土输送泵是否需要调节，若需要调节，则进一步获取目标混凝土输送泵的调节趋向和调节校正量；

混凝土输送泵堵管判断模块：用于获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位、出口排量和泵体振动速度，判断目标混凝土输送泵是否存在管道堵塞，若存在管道堵塞，则进行预警，并执行混凝土输送泵堵管分析模块;

混凝土输送泵堵管分析模块:用于获取设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移，获取目标混凝土输送泵中各段输送管的阻塞比例系数，并进行相应处理；

所述混凝土输送泵堵管分析模块的具体过程为:

获取设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移，将其分别记为和/>，/>表示第/>段输送管的编号，/>；

将设定时间段内目标混凝土输送泵中各段输送管对应的噪音音量和振动位移代入公式得到目标混凝土输送泵中各段输送管的阻塞比例系数/>，/>表示输送管的总数量；

将目标混凝土输送泵中各段输送管按照阻塞比例系数从大到小的顺序进行排序，得到目标混凝土输送泵的管道堵塞排查顺序，并将其发送至相应的施工监管中心；

数据库:用于存储常温下混凝土的参考凝聚所需时长、混凝土密度和目标混凝土输送泵的参考输送压力。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土输送泵智能控制系统，其特征在于：所述混凝土输送泵工况信息获取模块的具体过程为：

:获取目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度，将其记为/>，并获取目标混凝土输送泵的建筑浇筑混凝土需求量，将其记为/>；

：通过混凝土坍落度测试方法获取目标混凝土输送泵的混凝土坍落度，将其记为/>；

：通过尺寸测量仪器获取目标混凝土输送泵车中输送管的直径将其记为目标混凝土输送泵的泵管直径，并表示为/>；

按照目标混凝土输送泵车中输送管的转弯节点对输送管进行划分，得到目标混凝土输送泵车中各段输送管和各输送弯管，获取目标混凝土输送泵车中各段输送管的长度和其与水平基准线之间的夹角，将其分别记为和/>，/>表示第/>段输送管的编号，/>，根据目标混凝土输送泵车中各输送弯管，获取目标混凝土输送泵车中各输送弯管的轮廓，得到目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应的内切圆，进一步得到目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应内切圆的半径，将其记为/>，/>表示第/>个输送弯管的编号，/>，并获取目标混凝土输送泵车中输送弯管的数量，将其记为/>；

：提取数据库中存储的常温下混凝土的参考凝聚所需时长，将其记为/>，通过温度检测仪获取目标混凝土输送泵车浇筑区域的环境温度，将其记为/>，通过分析公式得到目标混凝土输送泵车浇筑区域的预估混凝土凝聚所需时长/>，将其记为目标混凝土输送泵的建筑浇筑预估所需时长，其中表示预设的常温温度，e表示自然常数；

将目标混凝土输送泵的建筑浇筑混凝土需求量和建筑浇筑预估所需时长/>代入公式/>得到目标混凝土输送泵的单位时间输送量/>，其中/>表示预设的单位时间输送量的修正因子；

将目标混凝土输送泵的单位时间输送量和泵管直径/>代入公式/>得到目标混凝土输送泵的混凝土流速/>，其中/>表示预设的目标混凝土输送泵的混凝土流速修正因子，/>表示圆周率。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土输送泵智能控制系统，其特征在于：所述混凝土输送泵工况信息分析模块的具体过程为：

根据目标混凝土输送泵的混凝土坍落度分析得到目标混凝土输送泵的粘附系数和速度系数，将其分别记为和/>；

将目标混凝土输送泵的泵管直径、粘附系数/>、速度系数/>和目标混凝土输送泵的混凝土流速/>代入公式/>得到单位长度管道的压力损失系数/>，其中/>表示预设的单位长度管道的压力损失系数修正因子，/>表示预设的分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，/>表示预设的混凝土径向压力与轴向压力之比；

将单位长度管道的压力损失系数、目标混凝土输送泵车中各段输送管的长度/>和其与水平基准线之间的夹角/>代入公式得到目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数/>，其中/>表示预设的沿程压力损失系数的修正因子；

将目标混凝土输送泵车中各输送弯管轮廓对应内切圆的半径和输送弯管的数量/>代入公式/>得到目标混凝土输送泵输送的弯管压力损失系数/>，其中/>表示预设的弯管压力损失系数修正因子，/>表示预设的单个弯管对应的压力损失系数，/>表示预设的输送弯管轮廓对应内切圆半径的阈值；

提取数据库中存储的混凝土密度，将其记为，将目标混凝土输送泵的建筑浇筑高度/>和混凝土密度/>代入公式/>得到目标混凝土输送泵输送的混凝土自重压力比例系数/>，其中/>表示预设的混凝土自重压力比例系数的修正因子，/>表示重力加速度；

将目标混凝土输送泵输送的沿程压力损失系数、弯管压力损失系数/>和混凝土自重压力比例系数/>代入公式/>得到目标混凝土输送泵的泵送压力综合影响因子/>，其中/>表示预设的泵送压力综合影响因子的修正系数，分别表示预设的沿程压力损失系数阈值、弯管压力损失系数阈值和混凝土自重压力比例系数阈值；

提取数据库中存储的目标混凝土输送泵的参考输送压力，将其记为，将目标混凝土输送泵的泵送压力综合影响因子和参考输送压力代入公式得到得到目标混凝土输送泵的适宜泵送压力/>。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土输送泵智能控制系统，其特征在于：所述混凝土输送泵运行监测调节模块的具体过程包括:

通过压力传感器实时检测目标混凝土输送泵的当前泵送压力，将其记为，通过计时器获取当前时间和目标混凝土输送泵的启动时间，将其分别记为/>，将当前时间/>、目标混凝土输送泵的启动时间/>和适宜泵送压力/>代入公式得到目标混凝土输送泵的当前参考泵送压力，其中/>表示预设的单位时间对应的动力损耗影响系数；

将目标混凝土输送泵的当前泵送压力和当前参考泵送压力/>代入公式得到目标混凝土输送泵的调节需求系数/>，其中/>表示预设的泵送压力允许差值。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土输送泵智能控制系统，其特征在于：所述混凝土输送泵运行监测调节模块的具体过程还包括:

:将目标混凝土输送泵的调节需求系数与预设的调节需求系数阈值进行比较，若目标混凝土输送泵的调节需求系数大于预设的调节需求系数阈值，则目标混凝土输送泵需要调节，并执行/>；

:将目标混凝土输送泵的当前泵送压力和当前参考泵送压力进行比较，若目标混凝土输送泵的当前泵送压力大于当前参考泵送压力，则目标混凝土输送泵的调节趋向为减小，并执行/>,若目标混凝土输送泵的当前泵送压力小于当前参考泵送压力，则目标混凝土输送泵的调节趋向为增大，并执行/>；

:将目标混凝土输送泵的当前泵送压力减去当前参考泵送压力得到目标混凝土输送泵的调节校正量；

:将目标混凝土输送泵的当前参考泵送压力减去当前泵送压力得到目标混凝土输送泵的调节校正量。

6.根据权利要求5所述的一种混凝土输送泵智能控制系统，其特征在于：所述混凝土输送泵堵管判断模块的具体过程包括：

设定监测时间段的时长，按照预设的等时间间隔原则在监测时间段内设置各采样时间点，通过液位检测仪器获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的料斗料位，将其记为，/>表示第/>个采样时间点的编号，/>，进一步分析得到目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数，将其记为/>；

获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵排出混凝土的累计体积，将其记为当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的出口排量，并表示为，进一步分析得到目标混凝土输送泵的出口排量增大系数，将其记为/>；

通过振动检测仪器获取当前监测时间段内各采样时间点目标混凝土输送泵的泵体振动速度，将其记为，进一步分析得到目标混凝土输送泵的泵体振动速度，将其记为/>。

7.根据权利要求6所述的一种混凝土输送泵智能控制系统，其特征在于：所述混凝土输送泵堵管判断模块的具体过程还包括：

将目标混凝土输送泵的料斗料位下降系数、出口排量增大系数/>和泵体振动速度/>代入公式/>得到目标混凝土输送泵的堵管风险指数/>，其中/>分别表示预设的料斗料位下降系数、出口排量增大系数和泵体振动速度的权重因子，/>表示预设的泵体振动速度阈值；

将目标混凝土输送泵的堵管风险指数与预设的堵管风险指数阈值进行比较，若目标混凝土输送泵的堵管风险指数大于预设的堵管风险指数阈值，则目标混凝土输送泵存在管道堵塞，并进行预警。