碎石同步封层车橡胶沥青喷洒控制技术

1 智能型橡胶沥青洒布控制系统的工作原理
智能型同橡胶沥青洒布控制系统的动力是从汽车底盘取力器引出,驱动液压泵然后通过液压油传给液压马达,液压马达带动沥青泵,高压沥青通过喷嘴喷洒到路面。

喷洒作业过程中,汽车运行速度是影响洒布作业质量的主要因素,如何根据汽车车速控制沥青泵为智能型橡胶沥青洒布的关键技术之一。

智能型橡胶沥青洒布控制系统中的控制对象是变量泵的斜盘倾角,而斜盘倾角通过精度高、响应快的电液比例伺服阀来控制,斜盘倾角决定了液压泵的输出流量,进而改变液压马达的转速,达到改变沥青泵转速的目的。

在外负反馈闭环系统中引入沥青泵转速作为负反馈量,汽车底盘速度作为输入量,液压泵泵出流量作为控制量,即可构成一跟随闭环控制系统,根据车速自动调节沥青洒布量。

在该系统中如何自动控制电液比例阀是该控制系统的关键。

中交郴州筑路机械厂生产的智能型橡胶沥青洒布控制系统原理即为此。

2 电气控制系统硬件设计
根据上图构建电气控制系统时,考虑到系统的扩展性和稳定性,采用采用功能强大、可靠性高、维护方便且抗干扰能力强的可编程控制器Siemens S7-200和触摸屏(人机界面)的分布式控制系统。

PLC是整个控制系统的控制中心,PLC是由CPU(中央处理器)、存储器、输入输出(I/O)接口电路、电源、外部设备接口和输入输出(I/O)扩展接口等组成。

另CPU单元带RS-485接口,可实现适时数据采集,与上位机进行连接, 适时程序传送监控等处理。

人机界面用于控制系统的控制参数和洒布参数的输入,以及动态监测参数的显示;该控制系统有两个速度传感器:一个是检测车速的传感器检测车速,另一个是检测沥青泵转速的传感器,控制系统可处于自动控制状态或手动状态。

在自动洒布过程中,控制系统根据的给定洒布参数、实时检测到的车速,计算出理论沥青泵转速,再根据检测到的实时沥青泵转速与理论沥青泵转速的偏差自动调节电液伺服阀工作电流从而改变量泵的斜盘倾角,达到改变沥青泵转速的目的,从而实现精确控制沥青。

在手动状态时,通过按钮开关通知可编程控制器调节变量泵伺服阀工作电流而改变沥青泵转速。

洒布和停止洒布操作时,由可编程控制器控制执行气缸。

整个控制系统原框图如图2所示:
3 控制系统软件设计
PLC控制器和人机界面的编程软件采用V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3和 EasyBuilder500。

下面是转速部分程序:
主程序:
LD SM0.0
AN T32
TON T32, 30000
LD SM0.1
ATCH LQBSJC, 2
MOVB 200, SMB34
EN I
转速中断程序:
LD SM0.0
LP S
MOVW T32, VW5400
A E N O
ITD VW5400, VD5410
A E N O
DTR VD5410, VD5420
LP P
MOVR VD5420, VD5430
-R VD5470, VD5430
LD SM0.0
MOVR VD5420, VD5470
LDR>= VD5430, 2000.0
OR<= VD5430, 10.0
JMP 10
LD SM0.0
MOVR 60000.0, VD5440
/R VD5430, VD5440
MOVR VD5440, VD5450
DOI:10.16661/ki.1672-3791.2015.23.071
碎石同步封层车橡胶沥青喷洒控制技术
俞良英
(郴州职业技术学院 湖南郴州 423000)
摘 要:橡胶沥青喷洒是同步碎石封层设备的重要环节及技术难点,在满足各项施工技术指标的前提下,只有高度智能化,性能
可靠,质量稳定,才能够充分保证路面施工质量要求。

近年来,随着施工工艺的不断改进和提高,对橡胶沥青洒布质量要求越来
越高,为适应新形势的发展,国内先后引进和自主开发了智能型橡胶沥青洒布控制系统。

智能型橡胶沥青洒布控制系统能根据
用户的使用工况,随时自动调节沥青的洒布量,达到精准控制的橡胶沥青洒布质量的要求。

关键词:橡胶沥青洒布、PLC控制器、人机界面、自动控制
中图分类号:U416.2文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)08(b)-0071-02
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左右两侧面方程分别为
圆锥面上的射线方程为
将射线方程与长方体模型的五个平面方程联立,得到五个交点,分别如下:
上表面交点坐标:四个侧面交点坐标分别是:
其中,
假设a1为a1、a2、a3、a4中的最小值,a4为其中最大值,b1为b1、b2、b3、b4中的最小值,b4为其中最大值,若五个交点的x分量大于a1小于a4, y分量大于b1小于b4且四个侧面交点的z分量小于c0,则为遮挡。

每隔6分钟重复一次,记录遮挡与否。

统计全部数据,计算全天的遮挡时长。

3 结语
运用上述方法计算能够得到:一天中总日照时长；一天中采光时间；遮挡时长占总日照时长的比例；日出以及日落的时刻。

该方法操作简单,有助于买房用户和房地产商衡量房屋的相对价值,作为买卖房源时的参考。

参考文献
[1]方艳,江丕文,刘俊.日照分析技术在规划管理中的应用[A].城市规划和科学发展棗2009中国城市规划年会论文集[C].2009.[2]王庆伟,尚仁杰,于大龙,等.日照分析在光伏组件排布中的应用[J].太阳能,2013(9):36-40.
[3]张颖.基于三维城市模型的日照分析研[D].武汉:武汉大学,
2005.
/R VD1460, VD5450
ROUND VD5450, VD5460
A E N O
DTI VD5460, VW50LBL 10
3.1 沥青泵流量计算
N=f * q *λ
式中: f为PLC扩展模块采集到的沥青泵的实际转速(r/min);
q为沥青泵排量(L/r)λ沥青泵容积效率
程序编制时,采用递推滤波算法来确定实际沥青泵流量,这样有效抑制现场信号干扰。

3.2 实际车速计算
实际车速指汽车的运行速度,其计算公式如下:V=π*d * f / k
式中: f为PLC扩展模块采集的汽车后轮驱动传动轴实际转速(r/min);
d为汽车后轮直径(m);k传动轴变速箱减速比i;
程序编制时,采用递推滤波算法来确定实际车速,这样有效抑制现场信号干扰。

3.3 理想车速计算
为了保证沥青喷洒效果,引入理想车速概念。

理想车速是推荐给司机的理想作业速度,司机以此速度,洒布效果最佳,当选定了
不同喷嘴和洒布量后,计算机自动算出,显示在屏幕上。

其有关计算如下:
V= Q / L*S
式中: Q为喷嘴理想流量(L/min);L喷嘴间距(m);
S为洒布量设定值(L/m*m);3.4 电液比例阀输入电压计算
采用增量式PID控制算法:
Δu= kp*[e(k) - e(k-1)] + ki*e(k) + kd * [e(k) -2 e(k-1)+e(K-2)]
式中: kp为比例因子、ki为积分因子、kd为微分因子、e(k)为当前控制误差、e(k-1)为上一次控制误差。

程序编制时,采用了不完全微分PID控制算法,使得沥青泵运转的动态特性显著提高。

4 结语
该控制系统自2009年投产以来,从现场运行情况来看,系统运行可靠,性能稳定,操作方便,完全满足现场施工要求。

赢得了用户的一致好评。

参考文献
[1]范逸之.Visual Basic 与分布式监控系统 RS-232/485串行通信[M].北京:清华大学出版社,2002.[2]陶永华.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社,2002.[3]李松山.橡胶沥青同步碎石封层施工工艺与质量控制[J].甘肃科技,2015,31(16):117-119.
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