智能型沥青洒布车控制系统

 沥青洒布车是铺设黑色路面不可缺少的重要设备,其作业质量直接影响到高速公路路面的使用寿命。近年来,随着施工工艺的不断改进和提高,对沥青洒布车的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沥青洒布车。智能型沥青洒布车和传统沥青洒布车的最大区别在于:智能型沥青洒布车能根据用户的使用工况,随时自动调节沥青的洒布量,满足施工工艺要求;而传统的沥青洒布车只能按既定的沥青洒布量作业,工作中无法随时根据工况自动调节洒布量。

  一、 智能型沥青洒布车工作原理
  智能型沥青洒布车一般由汽车底盘、液压泵、液压马达、沥青泵、喷嘴、喷嘴开关等构成。工作时,取力器从汽车底盘取力驱动液压泵,液压泵通过液压油驱动液压马达,液压马达带动沥青泵输出高压沥青,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沥青洒布作业质量的主要因素,如何根据汽车车速有效构建随动系统,控制沥青泵的沥青输出量为智能型沥青洒布车的关键技术之一。
智能型沥青洒布车液压泵为变量泵,变量泵采用电液比例伺服阀控制斜盘倾角,改变液压泵的输出流量,进而改变液压马达的转速,达到改变沥青泵的转速的目的。沥青泵一般采用定排量沥青泵,沥青泵的沥青输出量与沥青泵转速近似成线性关系。引入沥青泵转速或沥青泵泵出沥青量作为负反馈量,汽车底盘速度作为输入量,液压泵泵出流量作为控制量,即可构成一闭环系统,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。路桥集团郴州筑路机械厂生产的5210智能型沥青洒布车的控制系统原理即为此。控制方框图如下:


  二、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,可采用由工控机和远端数据模块构成的分布式控制系统,系统维护和扩展非常方便。系统整体方框图如图所示,上位工业计算机通过RS-232/485转换模块与多个远端数据模块相连,每个远端数据模块设置不同的站号,上位工业计算机通过通信线路与挂在下面的不同站号模块进行通信。其中频率模块把采集的信号通过通信线路传送到计算机,计算机根据当前传输的数据进行分析,与设定值通过PID运算,运算结果通过通信线路传送到数模转换模块,PWM电流放大器根据当前数模转换模块的电压,输出一定电流驱动电液比例阀工作,使沥青泵按所要求的转速运转。 

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