一種攤鋪機及其料位控制方法和系統的製作方法
2023-07-10 16:21:06 1
專利名稱：一種攤鋪機及其料位控制方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械技術領域，特別是涉及一種攤鋪機及其料位控制方法和系統。
背景技術：
目前，在攤鋪機作業過程中，通過刮板裝置將浙青混合料從料鬥輸送至螺旋裝置處，然後通過螺旋裝置將浙青混合料輸送至攤鋪作業面。通過對刮板速度、螺旋速度的控制，實現將浙青混合料均勻的分布在攤鋪作業面。目前刮板輸料、螺旋分料控制方法一般採用比例控制方式。反饋裝置檢測實時料位，控制系統將設定料位高度與實時料位高度進行比較，得出偏差值。根據偏差值，按一定的比例係數或線性關係計算調節刮板裝置工作速度、螺旋裝置工作速度的控制系統。現有攤鋪機多採用負反饋的料位控制方法。其組成結構分為四部分檢測反饋環節①，控制環節②，執行環節泵和馬達③，機械傳動裝置④組成。其典型控制結構如附圖1和圖2所示；現有控制方法多採用比例調節高度差AhSO時，無輸出。當Ah > O時，按偏差大小線性正比例調節輸出，比例區間固定(0，Pb)。如圖3調節曲線。存在的技術問題採用上述的攤鋪機料位控制方法，存在以下缺點調節方式單調，系統響應固定偏差與輸出只存在一種正比例函數關係。並且其比例區參數Pb為常數。
發明內容
有鑑於此，本發明旨在提出一種攤鋪機及其料位控制方法和系統，以解決現有攤鋪機料位控制方法調節方式單調，系統響應固定的問題。一方面，本發明提供了一種攤鋪機料位控制系統，包括檢測反饋裝置、靈敏度調節裝置和控制裝置；其中，檢測反饋裝置，與所述控制裝置信號連接，用於檢測攤鋪機的實時料位高度；靈敏度調節裝置，與所述控制裝置信號連接，用於根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；控制裝置，用於計算預先設定料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與所述靈敏度通過調節執行機構工作速度來調節所述攤鋪機的實時料位高度。進一步地，所述靈敏度調節裝置還包括檢測單元，用於檢測所述攤鋪機的攤鋪速度；靈敏度選擇單元，與所述檢測單元信號連接，用於根據檢測的所述攤鋪機的攤鋪速度選擇相應的靈敏度；其中，每個靈敏度下設定至少兩個靈敏度參數。進一步地，所述控制裝置包括
計算單元，用於計算所述預先設定料位高度與所述實時料位高度的偏差值；劃分單元，用於根據所述靈敏度參數劃分不同調節區域；控制單元，與所述計算單元和所述劃分單元信號連接，用於根據所述偏差值進入的所述調節區域，控制執行機構的工作速度。進一步地，所述靈敏度選擇單元中，每個所述靈敏度下設定有第一靈敏度參數和第二靈敏度參數；所述第一靈敏度參數小於所述第二靈敏度參數；所述調節區域包括不靈敏區，其為所述偏差值大於零並小於所述第一靈敏度參數的區域；比例區，其為所述偏差值不小於所述第一靈敏度參數並不大於所述第二靈敏度參數的區域；恆速區，其為所述偏差值大於所述第二靈敏度參數的區域；溢料區，其為所述偏差值不大於零的區域。進一步地,所述控制單元還包括第一處理模塊，用於所述偏差值在所述不靈敏區時，所述控制單元不響應；第二處理模塊，用於所述偏差值在所述比例區時，所述控制單元按照預定的比例控制所述執行機構的工作速度；第三處理模塊，用於所述偏差值在所述恆速區時，所述控制單元控制所述執行機構以最大的工作速度工作；第四處理模塊，用於所述偏差值在所述溢料區時，所述控制單元不響應。進一步地，所述執行機構包括執行環節泵和機械傳動裝置；所述控制裝置與所述執行環節泵連接，並控制執行環節泵工作；所述執行環節泵與所述機械傳動裝置連接，並為所述機械傳動裝置工作提供動力。根據本發明的另一方面，本發明還提供一種攤鋪機，所述攤鋪機設置有上述任一項所述的攤鋪機料位控制系統。根據本發明的再一方面，本發明還提供了一種攤鋪機料位控制方法，包括檢測攤鋪機的實時料位高度；根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；計算預先設定的料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與所述靈敏度調節所述攤鋪機的實時料位高度。進一步地，所述根據所述攤鋪機的工作速度選擇靈敏度包括檢測所述攤鋪機的攤鋪速度；根據檢測的所述攤鋪機的攤鋪速度選擇相應的靈敏度；其中，每個靈敏度下設定至少兩個靈敏度參數。進一步地，所述根據所述偏差值與所述靈敏度調節所述攤鋪機的實時料位高度；包括根據所述靈敏度參數劃分不同調節區域；根據所述偏差值進入的調節區域，控制執行機構的工作速度。進一步地，每個所述靈敏度下設定有第一靈敏度參數和第二靈敏度參數，所述第一靈敏度參數小於所述第二靈敏度參數；所述調節區域包括不靈敏區，所述偏差值大於零並小於所述第一靈敏度參數；比例區，所述偏差值不小於所述第一靈敏度參數並不大於所述第二靈敏度參數；恆速區，所述偏差值大於所述第二靈敏度參數；溢料區，所述偏差值不大於零。進一步地，所述根據所述偏差值進入的調節區域，控制執行機構的工作速度包括在所述偏差值在所述不靈敏區時,不響應控制；在所述偏差值在所述比例區時，按照預定的比例控制所述執行機構的工作速度；在所述偏差值在所述恆速區時，控制所述執行機構以最大的工作速度工作；在所述偏差值在所述溢料區時，不響應控制。與現有技術相比較，本發明的有益效果在於本發明提供一種攤鋪機料位控制系統，包括檢測反饋裝置、靈敏度調節裝置和控制裝置；其中，檢測反饋裝置，與所述控制裝置信號連接，用於檢測攤鋪機的實時料位高度；靈敏度調節裝置，與所述控制裝置信號連接，用於根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；控制裝置，用於計算預先設定料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與所述靈敏度通過調節執行機構工作速度來調節所述攤鋪機的實時料位高度。通過設置靈敏度調節裝置，調節控制裝置響應，其可以自動匹配攤鋪速度的變化，增加料位控制裝置的自適應性。當然其也可以根據實際需要進行手動調整靈敏度，以使攤鋪機的料位控制適應性更強，使料位系統的響應效果更好。
圖1為現有料位控制系統構成的框圖；圖2為現有料位控制流程圖；圖3為現有料位聞差與執行機構調節關係函數曲線；圖4為本發明料位控制系統的具體結構框圖；圖5為本發明料位控制系統構成的框圖；圖6為本發明料位控制系統中料位控制流程圖；圖7為本發明料位控制系統中料位高度差區間劃分圖；圖8為本發明料位控制系統中速度與靈敏度對應關係。圖9為本發明料位控制系統中的靈敏度表；圖10為本發明料位控制方法的處理流程圖。
具體實施例方式為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。應當指出，本部分中對具體結構的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應視為對本發明的保護範圍有任何限制作用。請參考圖4，其中，一種攤鋪機料位控制系統，包括檢測反饋裝置、靈敏度調節裝置和控制裝置；其中，檢測反饋裝置，與所述控制裝置信號連接，用於檢測攤鋪機的實時料位高度；靈敏度調節裝置，與所述控制裝置信號連接，用於根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；控制裝置，用於計算預先設定料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與所述靈敏度通過調節執行機構工作速度來調節所述攤鋪機的實時料位高度。在本發明控制系統中增加靈敏度調節裝置，其內預先設定兩個或兩個以上的靈敏度，靈敏度調節裝置根據攤鋪速度按照預定的函數匹配不同的靈敏度，不同靈敏度對應不同的靈敏度參數，以使控制裝置根據不同的靈敏度參數設定不同靈敏度的調節區域，增加攤鋪機料位控制系統的響應與自適應性。如圖5和圖6所示，該系統構成可根據攤鋪機的攤鋪速度自動調整靈敏度的負反饋系統。優選地,如圖4所示,靈敏度調節裝置還包括檢測單元和靈敏度選擇單元；其中，檢測單元用於檢測所述攤鋪機的攤鋪速度；靈敏度選擇單元與檢測單元信號連接，用於根據檢測的所述攤鋪機的攤鋪速度選擇相應的靈敏度；每個靈敏度下設定兩個靈敏度參數，第一靈敏度參數db和第二靈敏度參數Pb。優選地,如圖4所示,控制裝置包括計算單元、劃分單元和控制單元；其中，計算單元用於計算預先設定的料位高度與實時料位高度的偏差值Ah ;劃分單元用於根據靈敏度參數劃分不同調節區域；控制單元與計算單元和劃分單元信號連接，用於根據所述偏差值Ah進入的調節區域控制執行機構的工作速度。其中，如圖7所示，第一靈敏度參數db小於所述第二靈敏度參數Pb ;根據兩個靈敏度參數設定的調節區域包括不靈敏區、比例區、恆速區和溢料區；其中，不靈敏區的範圍是偏差值Ah大於零並小於第一靈敏度參數db ;比例區的範圍是偏差值Ah不小於第一靈敏度參數db並不大於第二靈敏度參數Pb ;恆速區的範圍是偏差值Ah大於第二靈敏度參數Pb;溢料區的範圍是偏差值Ah不大於零。攤鋪機料位控制系統如圖6和圖7所示，控制裝置根據Ah(偏差值)及靈敏度參數db (第一靈敏度參數)、Pb (第二靈敏度參數)，將控制系統分為四個調節處理模塊，如圖4所以，分為第一處理模塊、第二處理模塊、第三處理模塊和第四處理模塊，其分別對應的調節區域為不靈敏區、比例區、恆速區、溢料區。當高度差Ah在不靈敏區內時(0< Ah
<db)，第一處理模塊工作，控制系統不進行響應，可以解決料位微小變化時，造成執行機構的頻繁起動和停止的問題。高度差Ah在比例區時(db< AhS Pb)，第二處理模塊工作，控制系統根據高度差Ah及當前靈敏度參數db、Pb參數，控制系統按函數f (Ah)自動計算控制執行機構的控制參數D(其中f(Ah)可以根據攤鋪機施工需要人為設定)。當高度差Ah在恆速區時(Pb< Ah)，第三處理模塊工作，控制執行機構以最大速度工作，快速響應。其當高度差Ah < O時(實際料位高於設定料位)，第四處理模塊工作，控制系統無響應。其中，靈敏度調節裝置可以預先設定針對不同攤鋪速度的多個靈敏度，如圖8和圖9所示,在某一攤鋪速度下選擇對應的靈敏度,每個靈敏度可以包括兩個靈敏度參數,也可以包括三個或者四個、五個靈敏度參數，使料位控制更靈敏，其多個靈敏度參數的情況與上述兩個靈敏度參數調節控制方法相似，在此不再贅述。其中，如圖5所示，執行機構包括執行環節泵和機械傳動裝置，控制裝置與執行環節泵連接，並控制執行環節泵工作；執行環節泵與機械傳動裝置連接，並為機械傳動裝置工作提供動力。
具體為如圖5和圖6所示，本發明的料位控制系統由反饋環節①、控制環節②、執行環節泵和馬達③、機械傳動裝置(環節)④、靈敏度調節裝置⑤組成。其特徵點為通過環節⑤，可以根據攤鋪速度，按一定的函數關係自動匹配最佳靈敏度。如圖8和圖9所示，攤鋪機的不同攤鋪速度對應不同的靈敏度，每個靈敏度調節環節⑤包含兩個及兩個以上的靈敏度參數，系統可以根據實際需要進行設定。每個靈敏度包括兩個靈敏度參數db (第一靈敏度參數)、Pb (第二靈敏度參數)時。控制系統根據Ah(偏差值)及靈敏度參數db、Pb，將控制系統分為四個調節區間，如圖7所示，不靈敏區、比例區、恆速區、溢料區，不同的區間採用不同的控制策略。如圖7所示，高度差Ah在不靈敏區內時(O < Ah < db)，控制系統不進行響應，可以解決料位微小變化時，造成執行機構的頻繁起動和停止。高度差Ah在比例區時(db彡Pb)，控制系統根據高度差Λ h及當前靈敏度參數db、Pb參數，控制系統按函 數f(Ah)進行響應,控制執行機構的轉速。當高度差Ah在恆速區時(Pb < Ah),控制執行機構以最大速度工作，快速響應。其當高度差Ah < O時(實際料位高於設定料位)，控制系統無響應。如圖8所示，本發明將攤鋪速度與靈敏度根據函數y = f(u)設定匹配關係；下面為靈敏度y與攤鋪速度u之間的一種函數關係圖，但本發明不局限於此函數關係。攤鋪機通過速度傳感器檢測攤鋪機攤鋪的速度，反饋到靈敏度調節裝置，並按靈敏度與速度的函數關係y = f O ),自動匹配最佳靈敏度。不同的靈敏度按圖9所示,包括第一靈敏度參數和第二靈敏度參數，將料位高度差分成不靈敏區、比例區和恆速區、溢料四個區間。當然，靈敏度也可以根據施工工況手動設定。根據本發明的另一方面，本發明還提供一種攤鋪機料位控制方法，如圖10所示，其具體流程包括步驟一，檢測攤鋪機的實時料位高度；步驟二，根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；步驟三，計算預先設定的料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與所述靈敏度調節所述攤鋪機的實時料位高度。其中，步驟二包括檢測所述攤鋪機的攤鋪速度；根據檢測的所述攤鋪機的攤鋪速度選擇相應的靈敏度；其中，每個靈敏度下設定至少兩個靈敏度參數。步驟三包括根據所述靈敏度參數劃分不同調節區域；根據所述偏差值進入的調節區域，控制執行機構的工作速度。其中，每個所述靈敏度下設定有第一靈敏度參數和第二靈敏度參數，第一靈敏度參數小於第二靈敏度參數；調節區域包括不靈敏區，所述偏差值大於零並小於所述第一靈敏度參數；比例區，所述偏差值不小於所述第一靈敏度參數並不大於所述第二靈敏度參數；
恆速區，所述偏差值大於所述第二靈敏度參數；溢料區，所述偏差值不大於零。其中，步驟三還包括，在所述偏差值在所述不靈敏區時，不響應控制；在所述偏差值在所述比例區時，按照預定的比例控制所述執行機構的工作速度；在所述偏差值在所述恆速區時，控制所述執行機構以最大的工作速度工作；在所述偏差值在所述溢料區時,不響應控制。由於上述的攤鋪機料位控制系統具有上述技術效果，因此，與該攤鋪機料位控制系統對應的攤鋪機料位控制方法也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。根據本發明的再一方面，本發明還提供一種攤鋪機，所述攤鋪機設置有上述任一項所述的攤鋪機料位控制系統。由於上述的攤鋪機料位控制系統具有上述技術效果，因此，設有該攤鋪機料位控制系統的攤鋪機也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種攤鋪機料位控制系統，其特徵在於，包括檢測反饋裝置、靈敏度調節裝置和控制裝置；其中，檢測反饋裝置，與所述控制裝置信號連接，用於檢測攤鋪機的實時料位高度；靈敏度調節裝置，與所述控制裝置信號連接，用於根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；控制裝置，用於計算預先設定料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與所述靈敏度通過調節執行機構工作速度來調節所述攤鋪機的實時料位高度。
2.如權利要求1所述的攤鋪機料位控制系統，其特徵在於所述靈敏度調節裝置還包括檢測單元，用於檢測所述攤鋪機的攤鋪速度；靈敏度選擇單元，與所述檢測單元信號連接，用於根據檢測的所述攤鋪機的攤鋪速度選擇相應的靈敏度；其中，每個靈敏度下設定至少兩個靈敏度參數。
3.如權利要求2所述的攤鋪機料位控制系統，其特徵在於所述控制裝置包括計算單元，用於計算所述預先設定料位高度與所述實時料位高度的偏差值；劃分單元，用於根據所述靈敏度參數劃分不同調節區域；控制單元，與所述計算單元和所述劃分單元信號連接，用於根據所述偏差值進入的所述調節區域，控制執行機構的工作速度。
4.如權利要求3所述的攤鋪機料位控制系統，其特徵在於，所述靈敏度選擇單元中，每個所述靈敏度下設定有第一靈敏度參數和第二靈敏度參數；所述第一靈敏度參數小於所述第二靈敏度參數；所述調節區域包括不靈敏區，其為所述偏差值大於零並小於所述第一靈敏度參數的區域；比例區，其為所述偏差值不小於所述第一靈敏度參數並不大於所述第二靈敏度參數的區域；恆速區，其為所述偏差值大於所述第二靈敏度參數的區域；溢料區，其為所述偏差值不大於零的區域。
5.如權利要求4所述的攤鋪機料位控制系統，其特徵在於，所述控制單元還包括 第一處理模塊，用於所述偏差值在所述不靈敏區時，所述控制單元不響應；第二處理模塊，用於所述偏差值在所述比例區時，所述控制單元按照預定的比例控制所述執行機構的工作速度；第三處理模塊，用於所述偏差值在所述恆速區時，所述控制單元控制所述執行機構以最大的工作速度工作；第四處理模塊，用於所述偏差值在所述溢料區時，所述控制單元不響應。
6.如權利要求1-5任一項所述的攤鋪機料位控制系統，其特徵在於，所述執行機構包括執行環節泵和機械傳動裝置；所述控制裝置與所述執行環節泵連接，並控制執行環節泵工作；所述執行環節泵與所述機械傳動裝置連接，並為所述機械傳動裝置工作提供動力。
7.一種攤鋪機，其特徵在於，所述攤鋪機設置有上述1-6任一項所述的攤鋪機料位控制系統。
8.一種攤鋪機料位控制方法，其特徵在於包括檢測攤鋪機的實時料位高度；根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；計算預先設定的料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與所述靈敏度調節所述攤鋪機的實時料位高度。
9.如權利要求8所述的攤鋪機料位控制方法，其特徵在於，所述根據所述攤鋪機的工作速度選擇靈敏度包括檢測所述攤鋪機的攤鋪速度；根據檢測的所述攤鋪機的攤鋪速度選擇相應的靈敏度；其中，每個靈敏度下設定至少兩個靈敏度參數。
10.如權利要求9所述的攤鋪機料位控制方法，其特徵在於，所述根據所述偏差值與所述靈敏度調節所述攤鋪機的實時料位高度；包括根據所述靈敏度參數劃分不同調節區域；根據所述偏差值進入的調節區域，控制執行機構的工作速度。
11.如權利要求10所述的攤鋪機料位控制方法，其特徵在於，每個所述靈敏度下設定有第一靈敏度參數和第二靈敏度參數，所述第一靈敏度參數小於所述第二靈敏度參數；所述調節區域包括不靈敏區，所述偏差值大於零並小於所述第一靈敏度參數；比例區，所述偏差值不小於所述第一靈敏度參數並不大於所述第二靈敏度參數； 恆速區，所述偏差值大於所述第二靈敏度參數；溢料區，所述偏差值不大於零。
12.如權利要求11所述的攤鋪機料位控制方法，其特徵在於，所述根據所述偏差值進入的調節區域，控制執行機構的工作速度包括在所述偏差值在所述不靈敏區時，不響應控制；在所述偏差值在所述比例區時，按照預定的比例控制所述執行機構的工作速度；在所述偏差值在所述恆速區時，控制所述執行機構以最大的工作速度工作；在所述偏差值在所述溢料區時，不響應控制。
全文摘要
本發明涉及工程機械技術領域，公開了一種攤鋪機及其料位控制系統和方法，該系統包括檢測反饋裝置、靈敏度調節裝置和控制裝置；其中，檢測反饋裝置，與控制裝置信號連接，用於檢測攤鋪機的實時料位高度；靈敏度調節裝置，與控制裝置信號連接，用於根據所述攤鋪機的攤鋪速度選擇靈敏度；控制裝置，用於計算預先設定料位高度與所述實時料位高度的偏差值；並根據所述偏差值與靈敏度通過調節執行機構工作速度來調節所述攤鋪機的實時料位高度。通過設置靈敏度調節裝置，調節控制裝置響應。其可以自動匹配攤鋪速度的變化，增加料位控制裝置的自適應性，以使攤鋪機的料位控制適應性更強，使料位系統的響應效果更好。
文檔編號E01C19/18GK102999057SQ20121050761
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者張超, 劉秋寶, 王劍波 申請人:三一重工股份有限公司