融雪劑撒布機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)控制和專用車輛領(lǐng)域，具體說是一種融雪劑撒布機(jī)控制系統(tǒng)，本發(fā)明結(jié)合傳感器技術(shù)對(duì)撒布機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)撒布機(jī)在不同路況下拋灑融雪劑。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的專用汽車正在不斷的融入人類生產(chǎn)和生活之中。撒布機(jī)作為道路融雪除冰的專用裝置，在維護(hù)北方冬季道路交通的安全和便利性方面起著重要的作用。傳統(tǒng)的撒布機(jī)是人工控制，是一種開環(huán)和粗放的撒布方式，人工方式對(duì)撒布密度、撒布寬度、撒布方向的控制，往往依靠駕駛員的工作經(jīng)驗(yàn)，并且沒有檢測(cè)物料的剩余和水箱的水位的功能，這些都大大影響了撒布機(jī)的工作效率。合理有效的控制撒布密度、撒布寬度、撒布方向，可保證撒布量在國家規(guī)定的撒布機(jī)撒布量的允許偏差范圍內(nèi)，這樣不僅能節(jié)省能源，還能降低融雪劑對(duì)環(huán)境的污染，提高撒布機(jī)的工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供了一種融雪劑撒布機(jī)控制系統(tǒng)，控制性能先進(jìn)、工作穩(wěn)定、系統(tǒng)集成度高。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的而采用的技術(shù)方案是:
[0005]包括經(jīng)電源與通訊端口與撒布機(jī)駕駛室控制器連接并進(jìn)行中央控制的工作控制器;
[0006]包括液壓閥塊組，液壓閥塊組與工作控制器的PffM信號(hào)輸出口連接；
[0007]包括指示燈，指示燈與工作控制器的開關(guān)量輸出口連接；
[0008]包括檢測(cè)撒布機(jī)行駛速度的車速傳感器，車速傳感器與工作控制器的脈沖輸入口連接；
[0009]包括檢測(cè)液壓閥塊組上轉(zhuǎn)速的測(cè)速開關(guān)，測(cè)速開關(guān)與工作控制器的脈沖輸入口連接;
[0010]包括安裝在撒布盤側(cè)后方的電動(dòng)推桿，電動(dòng)推桿伸出推動(dòng)撒布盤翻轉(zhuǎn)，電動(dòng)推桿與工作控制器的開關(guān)量輸出口連接；
[0011]包括用于檢測(cè)撒布機(jī)內(nèi)鹽箱物位容量的物位傳感器，物位傳感器與工作控制器的開關(guān)量輸入口連接；
[0012]包括用于檢測(cè)撒布機(jī)內(nèi)水箱水位的液位傳感器，液位傳感器與工作控制器的模擬量輸入口連接；
[0013]包括檢測(cè)撒布盤上物料的接近開關(guān)，接近開關(guān)與工作控制器的開關(guān)量輸入口連接。
[0014]所述的液壓閥塊組包括水栗電液比例閥、皮帶輪電液比例閥和撒布盤電液比例閥。
[0015]所述的測(cè)速開關(guān)包括水栗轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、皮帶輪轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)和撒布盤轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)，水栗轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、皮帶輪轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)和撒布盤轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)分別安裝在水栗電液比例閥、皮帶輪電液比例閥和撒布盤電液比例閥處檢測(cè)轉(zhuǎn)速。
[0016]所述的指示燈包括工作報(bào)警燈、撒布照明燈和箭頭燈。
[0017]所述的工作報(bào)警燈、撒布照明燈、箭頭燈和電動(dòng)推桿一起連接到工作控制器的四個(gè)開關(guān)量輸出口。
[0018]所述的水栗轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、皮帶輪轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、撒布盤轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)和物位傳感器分別連接到工作控制器的四個(gè)脈沖輸入口。
[0019]所述的工作控制器與駕駛室控制器之間采用CAN總線通訊，保證人機(jī)交互的穩(wěn)定性。
[0020]所述的測(cè)速開關(guān)單位時(shí)間發(fā)出的脈沖數(shù)與所述的液壓閥塊組連接的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速成正比。
[0021 ] 所述的電動(dòng)推桿帶有電位計(jì)反饋，能夠通過電位計(jì)的反饋來閉環(huán)控制推桿的伸出量。
[0022]所述的液位傳感器，采用一體式投入液位計(jì)，實(shí)時(shí)將水位信號(hào)傳遞到按鍵屏中顯不O
[0023]采用本系統(tǒng)，駕駛員根據(jù)工作需要和當(dāng)前道路情況，可選擇的拋灑物料包括鹽、沙、鹽水，設(shè)定撒布工作模式、撒布密度、撒布方向、撒布寬度所對(duì)應(yīng)的檔位后，駕駛室控制屏通過CAN總線將控制信號(hào)傳給工作控制器，然后工作控制器通過閉環(huán)控制皮帶轉(zhuǎn)速、撒布盤轉(zhuǎn)速、水栗轉(zhuǎn)速以及電動(dòng)推桿伸出量來實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)定的工作參數(shù)。駕駛員通過駕駛室控制器的控制屏還可進(jìn)行開關(guān)量控制，包括預(yù)濕水栗開關(guān)、撒布作業(yè)開關(guān)、工作和警示燈光開關(guān)、閃爍箭頭燈開關(guān)。同時(shí)馬達(dá)測(cè)速接近開關(guān)、車速傳感器、物料、水位傳感器也實(shí)時(shí)將檢測(cè)的信號(hào)，傳到工作控制器中進(jìn)行計(jì)算處理。之后，工作控制器通過CAN總線將物位、水位測(cè)量值、撒布物料消耗量、撒布行駛里程以及系統(tǒng)異常的報(bào)警信號(hào)傳送到駕駛室按鍵屏進(jìn)行顯示。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]1、本發(fā)明解決了傳統(tǒng)撒布機(jī)物位和水位信號(hào)無法獲得的問題，通過專用的撒布機(jī)物位計(jì)和投入式液位計(jì)解決了此問題，駕駛員通過觀測(cè)按鍵屏上物位和水位信息，可高效合理的安排撒布操作。
[0026]2、本發(fā)明能模擬車速的輸入:工作過程中將模擬車速輸入作為撒布參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算和控制，當(dāng)實(shí)際車速無法獲取時(shí)，也保證撒布的正常進(jìn)行。
[0027]3、本發(fā)明能進(jìn)行車速報(bào)警:當(dāng)車速過低時(shí)自動(dòng)暫停撒布并警示，超過撒布最高車速時(shí)自動(dòng)報(bào)警，遇堵車、紅燈時(shí)，車速過低自動(dòng)暫停撒布，車速過快以致于無法保證撒布效果時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
[0028]4、本發(fā)明能對(duì)撒布情況實(shí)時(shí)記錄:能夠?qū)Ξ?dāng)次/總計(jì)的物料消耗、撒布作業(yè)時(shí)間和里程進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。
[0029]5、本發(fā)明的控制系統(tǒng)精度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、節(jié)能地拋撒融雪劑。
[0030]6、本發(fā)明涉及了嵌入式控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、總線通訊技術(shù)等:結(jié)構(gòu)架構(gòu)簡單，適合駕駛員駕駛時(shí)進(jìn)行控制；控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定性好，且可以工作在下限溫度為_40°C的低溫環(huán)境下。工作控制器和CAN通訊總線的抗干擾性強(qiáng)，可保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性；安裝方便，不需要對(duì)原車進(jìn)行改造。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2是本發(fā)明電動(dòng)推桿的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖中:1、工作控制器，2、駕駛室控制器，3、液壓閥塊組，4、指示燈，5、液位傳感器，6、測(cè)速開關(guān)，7、電源及通訊端口，8、車速傳感器，9、電動(dòng)推桿，10、物位傳感器，11、接近開關(guān)，13、撒布盤外殼，14、撒布盤。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
[0035]參見圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0036]本發(fā)明中，工作控制器可采用PLC控制器，主要是將采集傳感器檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行處理利用和對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，駕駛室顯示屏主要是發(fā)送控制信號(hào)到工作控制器中，工作控制器根據(jù)所接收的信號(hào)來對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，二者通過CAN總線通訊，保證通訊的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。以下是對(duì)系統(tǒng)的具體介紹:
[0037]液壓閥塊組2包括水栗電液比例閥、皮帶輪電液比例閥和撒布盤電液比例閥，本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是液壓閥塊，液壓閥塊裝有三個(gè)電液比例閥，分別控制傳送皮帶馬達(dá)、撒布盤馬達(dá)、預(yù)濕水栗馬達(dá)。
[0038]測(cè)速開關(guān)6包括水栗轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、皮帶輪轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)和撒布盤轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)，水栗轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、皮帶輪轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)和撒布盤轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)分別安裝在水栗電液比例閥、皮帶輪電液比例閥和撒布盤電液比例閥處檢測(cè)轉(zhuǎn)速。
[0039]指示燈4包括工作報(bào)警燈、撒布照明燈和箭頭燈。
[0040]工作報(bào)警燈、撒布照明燈、箭頭燈和電動(dòng)推桿9 一起連接到工作控制器I的四個(gè)開關(guān)量輸出口。
[0041]水栗轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、皮帶輪轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)、撒布盤轉(zhuǎn)速測(cè)速開關(guān)和物位傳感器10分別連接到工作控制器I的四個(gè)脈沖輸入口。
[0042]工作控制器與駕駛室控制器之間采用CAN總線通訊，保證人機(jī)交互的穩(wěn)定性。
[0043]檢測(cè)皮帶、撒布盤、預(yù)濕水栗轉(zhuǎn)速的傳感器為接近開關(guān)，隨著轉(zhuǎn)速的加快，接近開關(guān)單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)的脈沖數(shù)將增加。單位時(shí)間的脈沖數(shù)除以每圈產(chǎn)生脈沖數(shù)得到當(dāng)前轉(zhuǎn)速，這樣就可以實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前馬達(dá)轉(zhuǎn)速。對(duì)于電液比例閥的控制，采用脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)，將設(shè)定的轉(zhuǎn)速與當(dāng)前反饋的轉(zhuǎn)速作差，作為輸入偏差，通過增量式PID閉環(huán)方法控制輸出方波的占空比。且本工作控制器具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，無需放大板可直接驅(qū)動(dòng)比例閥。
[0044]電動(dòng)推桿帶有電位計(jì)反饋，能夠通過電位計(jì)的反饋來閉環(huán)控制推桿的伸出量，用于改變?nèi)霾挤较?。如圖2所示，電動(dòng)推桿9安裝在撒布盤14側(cè)后方，電動(dòng)推桿9 一端固定連接，另一端與撒布盤外殼13固定，撒布盤14通過快速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行物料的撒布，撒布方向的調(diào)整由電動(dòng)推桿通過萬向節(jié)點(diǎn)連接撒布盤外殼13來實(shí)現(xiàn)，通過電動(dòng)推桿9的伸縮來改變?nèi)霾急P外殼13開口的位置，改變物料的出口方向。
[0045]液位傳感器，采用一體式投入液位計(jì)，實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前的水位，將信號(hào)傳給工作控制器，實(shí)時(shí)將水位信號(hào)傳遞到顯示屏中顯示。
[0046]物位傳感器可采用三個(gè)非金屬式接近開關(guān)，豎直方向等距分布，通過接近開關(guān)的開斷，判斷物料的高度，實(shí)時(shí)檢測(cè)鹽的物位信號(hào)，將信號(hào)傳給工作控制器，并將物位信號(hào)傳遞到顯示屏中顯示。
[0047]工作控制器I帶有一個(gè)CAN總線接口用于通訊和程序下載，工作控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)傳感器信號(hào)并且實(shí)時(shí)與駕駛室控制器進(jìn)行通訊。傳感器對(duì)皮帶馬達(dá)、撒布盤馬達(dá)、水栗馬達(dá)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋，通過工作控制器對(duì)它們進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0048]當(dāng)駕駛室控制器發(fā)出控制信號(hào)，工作控制器對(duì)液壓閥塊組和電動(dòng)推桿進(jìn)行閉環(huán)控制，進(jìn)而