本文作者:kaifamei

用于泵送系统的控制方法、控制器及泵送系统与流程

更新时间:2025-04-01 08:02:06 0条评论

用于泵送系统的控制方法、控制器及泵送系统与流程



1.本发明涉及工程机械技术领域,具体地涉及一种用于泵送系统的控制方法、控制器及泵送系统。


背景技术:



2.随着实现碳中和降低碳排放的战略逐步推进,在各行各业中新型能源逐步取代化石能源的趋势不可逆转。随着低成本可再生的光电、风电的大规模应用和占比的提升,以电能为主要能源的电动化的工程车辆在市场中逐步提升竞争力。混凝土泵车、车载泵、拖泵、湿喷机等泵送工程工具,由于需要长时间、大功率施工作业,需要消耗大量能源;由于能源相对短缺,对于能源的高效利用也是迫切要解决的问题,在工程机械领域也需要将高效率的系统作为设计和开发的重点。
3.目前,物料泵送机械设备上使用的泵送液压系统大多采用电控换向技术。当主油缸活塞运动到换向位置时,主油缸位移传感器发出信号给主控制器,主控制器经过分配延时时间后发出分配换向信号给分配液压系统,经过主油缸换向延时时间后再发出主油缸换向信号给泵送液压系统。由于泵送系统的工况有很多种,分配延时时间和主油缸换向延时时间设置为定值时难以匹配多种工况的需求,导致泵送效率较低。


技术实现要素:



4.为了克服现有技术存在的不足,本发明实施例提供了一种用于泵送系统的控制方法、控制器及泵送系统。
5.为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种用于泵送系统的控制方法,其中,泵送系统包括摆动油缸和至少两个泵送油缸,摆动油缸用于推动泵送换向,泵送油缸用于将物料推送出;控制方法包括:
6.确定泵送系统的目标工况信息;
7.获取预先建立的泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;
8.根据目标工况信息以及原始映射关系,匹配与目标工况对应的目标初值参数;
9.根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点。
10.在本发明实施例中,目标初值参数包括第一初值时间以及第二初值时间,原始映射关系是通过以下方式预先建立的:
11.确定泵送系统的泵送工况信息;
12.根据摆动油缸的压力变化特征确定摆动油缸的动作启动点以及动作到位点;
13.根据泵送油缸中活塞的位移变化特征确定泵送油缸的推料启动点以及推料结束点;
14.将动作启动点与推料结束点的差值确定为第一初值时间;
15.将推料启动点与动作到位点的差值确定为第二初值时间;
16.建立泵送工况、第一初值时间以及第二初值时间的原始映射关系。
17.在本发明实施例中,根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点包括:
18.在第一初值时间为正值且大于预设值的情况下,将摆动油缸的动作启动点提前第一初值时间;
19.在第二初值时间为正值且大于预设值的情况下,将泵送油缸的推料启动点提前第二初值时间。
20.在本发明实施例中,根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点还包括:
21.在第一初值时间为负值且绝对值大于预设值的情况下,将摆动油缸的动作启动点延后第一初值时间;
22.在第二初值时间为负值且绝对值大于预设值的情况下,将泵送油缸的推料启动点延后第二初值时间。
23.在本发明实施例中,根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点包括:
24.在第一初值时间以及第二初值时间的绝对值均小于预设值的情况下,禁止对摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点进行调整。
25.在本发明实施例中,目标工况信息包括以下中的至少一者:
26.底盘的工作信息、传感器的采集信号以及控制器的控制信息。
27.在本发明实施例中,底盘的工作信息包括发动机的转速,传感器的采集信号包括泵送压力和/或泵送油缸的位移,控制器的控制信息包括泵送速度和/或排量档位。
28.在本发明实施例中,控制方法还包括:
29.在根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点之后,根据摆动油缸的压力变化特征确定摆动油缸的动作启动点以及动作到位点;
30.根据泵送油缸中活塞的位移变化特征确定泵送油缸的推料启动点以及推料结束点;
31.将动作启动点与推料结束点的差值确定为第三初值时间;
32.将推料启动点与动作到位点的差值确定为第四初值时间;
33.在第三初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据第三初值时间对摆动油缸的动作启动点进行调整;
34.在第四初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据第四初值时间对泵送油缸的推料启动点进行调整。
35.在本发明实施例中,控制方法还包括:
36.在泵送系统完成泵送之后,将摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点恢复至调整前的参数。
37.本发明第二方面提供一种控制器,被配置成执行上述的用于泵送系统的控制方法。
38.本发明第三方面提供一种泵送系统,包括:
39.摆动油缸,用于推动泵送换向;
40.泵送油缸,用于将物料推送出;
41.云平台,用于预先建立以及存储泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;以及
42.上述的控制器。
43.泵送油缸与摆动油缸之间的动作匹配是指,泵送换向过程中,泵送油缸推料停止时刻与摆动油缸推动分配阀换向开始时刻的时间差在预设范围内,摆动油缸推动分配阀换向结束时刻与泵送油缸推料开始时刻的时间差在预设范围内,理想地,当这两个时间差均接近零时,意味着泵送油缸推料停止时,摆动油缸就立刻推动分配阀开始换向;摆动油缸推动分配阀换向结束时,泵送油缸就立刻开始推料,这样可以大大提高泵送效率。
44.由于不同的泵送工况下泵送油缸与摆动油缸之间的动作匹配参数是有差异的,在本发明实施例中,预先建立了泵送工况信息与初值参数的原始映射关系,然后根据当前泵送系统的目标工况信息以及原始映射关系,匹配与目标工况对应的目标初值参数,根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点,这样既可以减少泵送系统的运算压力,保证快速响应性能;还能够对泵送油缸和摆动油缸的动作匹配性进行实时判断和调整,简化了泵送系统的调试要求,提升了泵送系统的工作效率。
附图说明
45.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
46.图1示意性示出了根据本发明实施例的泵送系统的示意图;
47.图2示意性示出了根据本发明实施例的用于泵送系统的控制方法的流程图;
48.图3示意性示出了根据本发明实施例的泵送油缸与摆动油缸的动作匹配示意图;
49.图4示意性示出了根据本发明实施例的摆动油缸的缓冲压力曲线图;
50.图5示意性示出了根据本发明实施例的摆缸启动点和摆缸到位点的识别流程图;
51.图6示意性示出了根据本发明实施例的泵送油缸中活塞的位移曲线图;
52.图7示意性示出了根据本发明实施例的泵送油缸停止点和启动点的识别流程图;
53.图8示意性示出了根据本发明实施例的泵送工况与目标初值参数的映射关系示意图;
54.图9示意性示出了根据本发明实施例的泵送系统的控制架构图;
55.图10示意性示出了根据本发明实施例的物料泵送系统换向控制的微调流程图。
56.附图标记说明
57.10-位移传感器;
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11-泵送油缸;
58.12-油缸活塞;
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13-水箱;
59.14-物料泵送缸;
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15-油缸活塞杆;
60.16-物料泵送活塞缸;
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17-摆动油缸;
61.18-料斗;
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19-分配阀(导管)。
具体实施方式
62.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
63.需要说明,若本技术实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
64.另外,若本技术实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施方式之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本技术要求的保护范围之内。
65.图1示意性示出了根据本发明实施例的泵送系统的示意图,可参见图1,在图1的示例中,泵送系统包括两个对称的泵送油缸11,两个泵送油缸11均与料斗18连通,且分别用于盛放被输送的目标物料;料斗18用于盛放目标物料。两个泵送油缸11内均设置有油缸活塞12,油缸活塞12用于将目标物料从料斗18中吸出至泵送油缸11中,或者用于将目标物料从泵送油缸11中推送至导管19中。分配阀(导管)19设置于料斗18中,与料斗18中的目标物料隔开,且跟两个泵送油缸11中其中一个泵送油缸11连通,用于将目标物料输送出。
66.吸料运动可以理解为将目标物料从料斗18中吸出至泵送油缸11,推料运动可以理解为将目标物料从泵送油缸11中推送至导管19中。当其中一个泵送油缸11在做推料运动时,另外一个泵送油缸11就正在做吸料运动,推料运动的方向与吸料运动的方向相反。当其中一个泵送油缸11在做推料运动时,导管19与做推料运动的泵送油缸11连通,物料被推送至导管19后再被推送出;当泵送油缸11推料运动结束时,这时摆动油缸17推动分配阀19开始换向,当摆动油缸17推动分配阀19换向结束时,这时摆动油缸17与另外一个泵送油缸11连通,另外一个泵送油缸11再开始进行推料,如此往复。
67.目前主要是通过电磁阀的得电和失电来控制泵送油缸11开始做推料运动、泵送油缸11推料运动停止、摆动油缸17推动分配阀19开始换向、摆动油缸17推动分配阀19换向结束,电磁阀会有响应延迟时间,容易导致泵送油缸11与摆动油缸17之间动作匹配的误差大于预设范围。
68.图2示意性示出了根据本发明实施例的用于泵送系统的控制方法的流程图。泵送系统包括摆动油缸17和至少两个泵送油缸11,摆动油缸17用于推动泵送换向,泵送油缸11用于将物料推送出。如图2所示,在本发明一实施例中,提供了一种用于泵送系统的控制方法,包括以下步骤:
69.步骤201,确定泵送系统的目标工况信息;
70.步骤202,获取预先建立的泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;
71.步骤203,根据目标工况信息以及原始映射关系,匹配与目标工况对应的目标初值参数;
72.步骤204,根据目标初值参数调整摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点。
73.泵送油缸11与摆动油缸17之间的动作匹配是指,泵送换向过程中,泵送油缸11推料停止时刻与摆动油缸17推动分配阀19换向开始时刻的时间差在预设范围内,摆动油缸17推动分配阀19换向结束时刻与泵送油缸11推料开始时刻的时间差在预设范围内,理想地,
当这两个时间差均接近零时,意味着泵送油缸11推料停止时,摆动油缸17就立刻推动分配阀19开始换向;摆动油缸17推动分配阀19换向结束时,泵送油缸11就立刻开始推料,这样可以大大提高泵送效率。
74.图3示意性示出了根据本发明实施例的泵送油缸与摆动油缸的动作匹配示意图,可参见图3,将泵送系统中的两个泵送油缸11分为标记为泵送油缸1和泵送油缸2。泵送油缸11推料动作结束时刻(即推料停止时刻)与摆动油缸17推动分配阀19换向动作开始时刻的时间差按以下公式(1)进行计算:
75.t1=t2-t1公式(1)
76.在公式(1)中,t1指的是泵送油缸1推料动作结束时刻;t2指的是摆动油缸17推动分配阀19换向动作开始时刻。
77.摆动油缸17推动分配阀19换向动作结束时刻与泵送油缸2推料动作开始时刻的时间差按以下公式(2)进行计算:
78.t2=t4-t3公式(2)
79.在公式(2)中,t3指的是摆动油缸17推动分配阀19换向动作结束时刻;t4指的是泵送油缸2推料动作开始时刻。
80.不同的泵送工况下泵送油缸11与摆动油缸17之间的动作匹配参数是有差异的,在本发明实施例中,预先建立了泵送工况信息与初值参数的原始映射关系,然后根据当前泵送系统的目标工况信息以及原始映射关系,匹配与目标工况对应的目标初值参数,根据目标初值参数调整摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点,这样既可以减少泵送系统的运算压力,保证快速响应性能;还能够对泵送油缸和摆动油缸的动作匹配性进行实时判断和调整,简化了泵送系统的调试要求,提升了泵送系统的工作效率。
81.在一实施例中,根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点包括:
82.在第一初值时间为正值且大于预设值的情况下,将摆动油缸的动作启动点提前第一初值时间;
83.在第二初值时间为正值且大于预设值的情况下,将泵送油缸的推料启动点提前第二初值时间。
84.不同的泵送工况对应的泵送油缸11与摆动油缸17之间的动作匹配是有差异的,也就是说,不同的目标工况信息对应的目标初值参数是不一样的,需要对摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点的调整也是不一样的。示例性地,目标初值参数包括第一初值时间t1以及第二初值时间t2,当匹配到目标工况对应的目标初值参数为:t1=200ms、t2=300ms,意味着在之前收集的历史大数据中,在目标工况信息下,当泵送油缸1推料动作结束时,等待了200ms后,摆动油缸17才开始推动分配阀19换向;当摆动油缸17推动分配阀19换向动作结束后,等待了300ms后,泵送油缸2才开始推料动作,也就是说在之前收集的历史大数据中,泵送效率还有待提升。在本发明实施例中,会借用之前收集的历史大数据中,借用预先建立的泵送工况信息与初值参数的原始映射关系,会在该种目标工况信息下,将摆动油缸17的动作启动点(即摆动油缸17推动分配阀19换向动作结束时刻)提前200ms,例如可以将对应的电磁阀得电时间提前200ms,以使得t1=0,去除等待时间,提高泵送效率;另外,还需要将泵送油缸11的推料启动点(即泵送油缸11推料动作开始时刻)提前300ms,例
如可以将对应的电磁阀得电时间提前300ms,以使得t2=0,去除等待时间,提高泵送效率。
85.需要说明的是,预先建立的泵送工况信息与初值参数的原始映射关系并不是仅仅基于之前某一次的泵送数据,而是基于之前大量的丰富的泵送历史数据建立的,因此,根据目标工况信息以及原始映射关系匹配出的与目标工况对应的目标初值参数是具有适应性以及科学性的。
86.类似地,在本发明实施例中,根据目标初值参数调整摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点还包括:
87.在第一初值时间为负值且绝对值大于预设值的情况下,将摆动油缸17的动作启动点延后第一初值时间;
88.在第二初值时间为负值且绝对值大于预设值的情况下,将泵送油缸11的推料启动点延后第二初值时间。
89.在一实施例中,根据目标初值参数调整摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点包括:
90.在第一初值时间以及第二初值时间的绝对值均小于预设值的情况下,禁止对摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点进行调整。
91.在一实施例中,目标初值参数包括第一初值时间以及第二初值时间,原始映射关系是通过以下方式预先建立的:
92.确定泵送系统的泵送工况信息;
93.根据摆动油缸17的压力变化特征确定摆动油缸的动作启动点以及动作到位点;
94.根据泵送油缸11中活塞的位移变化特征确定泵送油缸11的推料启动点以及推料结束点;
95.将动作启动点与推料结束点的差值确定为第一初值时间;
96.将推料启动点与动作到位点的差值确定为第二初值时间;
97.建立泵送工况、第一初值时间以及第二初值时间的原始映射关系。
98.下面介绍预先建立的原始映射关系中摆动油缸17的动作启动点以及动作到位点的识别方式,摆动油缸17的动作启动点即可以理解为摆动油缸17推动分配阀19换向动作开始时刻,摆动油缸17的动作到位点即可以理解为摆动油缸17推动分配阀19换向动作结束时刻。
99.图4示意性示出了根据本发明实施例的摆动油缸的缓冲压力曲线图,可参见图4,摆动油缸17的动作启动点以及动作到位时间点主要可以通过换向状态以及摆动油缸17的压力特征(例如压力变化斜率)进行识别。如图4所示,摆缸缓冲压力曲线在摆动油缸17启动时会出现压力陡减,在摆动油缸17到位时会出现一个尖峰值,可以通过压力曲线斜率的突变与尖峰值识别出摆缸启动点和摆缸到位点,摆动油缸17可以简称为摆缸17。图5示意性示出了根据本发明实施例的摆缸启动点和摆缸到位点的识别流程图,可参见图5。泵送换向状态可以理解为,其中一个泵送油缸11推料结束,另外一个泵送油缸11吸料结束,摆动油缸17推动分配阀19换向动作开始的状态。
100.下面介绍预先建立的原始映射关系中泵送油缸11的推料启动点以及推料结束点的识别方式,泵送油缸11的推料启动点即可以理解为泵送油缸11推料动作开始时刻,泵送油缸11的推料结束点即可以理解为泵送油缸11推料动作结束时刻。
101.在图1中,泵送油缸11包括远离导管19的第一端以及靠近导管19的第二端,可以看到,位移传感器10安装在泵送油缸11的第一端,油缸活塞12从第一端运动到第二端可以理解为推料运动,油缸活塞12从第二端运动到第一端可以理解为吸料运动。
102.图6示意性示出了根据本发明实施例的泵送油缸中活塞的位移曲线图,可参见图6。主要通过位移曲线识别位移斜率变化的特征以及确定的阈值范围,识别泵送油缸11的启停时间点,确保控制器识别泵送油缸11启停时间点的效率及准确性。泵送油缸11在推料及吸料过程中位移变化曲线可参见图6,当位移小于阈值且位移斜率由负值变为0时可以认为泵送油缸11停止,这时候意味着其中一个泵送油缸11刚刚吸料结束,另外一个泵送油缸11刚刚推料结束;当位移小于阈值且位移斜率由0变为正值可以认为泵送油缸11启动,这时候意味着其中一个泵送油缸11推料动作开始,另外一个泵送油缸11吸料动作开始。因此可以通过位移曲线识别出泵送油缸11停止点和启动点。图7示意性示出了本发明实施例的泵送油缸停止点和启动点的识别流程图,可参见图7。
103.在识别到摆缸17的启动时间点以及到位时间点、泵送油缸11的停止时间点和启动时间点之后,可以通过主缸与摆缸的逻辑匹配关系计算出两个匹配时间(第一初值时间和第二初值时间),计算公式如公式(1)和公式(2)所示,通过通讯终端上传至平台预先建立泵送工况信息与初值参数的原始映射关系。
104.在一实施例中,目标工况信息包括以下中的至少一者:
105.底盘的工作信息、传感器的采集信号以及控制器的控制信息。
106.在一实施例中,底盘的工作信息包括发动机的转速,传感器的采集信号包括泵送压力和/或泵送油缸的位移,控制器的控制信息包括泵送速度和/或排量档位。
107.在实际泵送过程中,主控制器用于控制、输出、采集和计算泵送设备的泵送信息,并将泵送设备的工况信息打上时间戳发送至平台。工况信息包括但不限于底盘工作信息(例如发动机转速)、传感器采集信号(例如泵送压力,主油缸位移)和控制器的控制信息(排量档位)等等。通过主控制器识别实际混凝土泵送中的匹配时间(即第一初值时间和第二初值时间),将识别的匹配时间结果和匹配参数原始值也同时上传到平台。
108.图8示意性示出了根据本发明实施例的泵送工况与目标初值参数的映射关系示意图,可参见图8。在平台中到泵送工况信息与初值参数的原始映射关系,将匹配到的目标初值参数发送到泵送系统的控制器中。其中建立原始映射关系的方法包括但不仅限于利用专家库、数据驱动算法、机器学习算法以及模式识别算法等等。本发明实施例中以建立专家库为例进行说明,在实际泵送过程中,平台通过建立专家库的方式向外提供预设值查询服务,当控制器识别具体泵送工况后,能够向平台调用对应的匹配参数预设初值(即目标初值参数)进行参数粗调,完成泵送系统性能的阶段性提升,并且根据产品的使用年限逐步修正地图,保证产品的运行效率保持在较高状态。
109.综上,以一个具体实施例来对本发明实施例中泵送系统的控制方法进行总结性说明。
110.(1)根据泵送过程中分配摆缸摆动时的压力曲线特征以及主缸运动位移变化规律,提取曲线特征,建立换向时间点识别模型,用以识别主缸启动、停止时间点和摆缸启动、到位时间点,计算出匹配时间t1和t2。
111.(2)将泵送工况信息、匹配时间t1及t2(及初值参数)发送到远程端,在远程端利用
历史数据预先建立好泵送工况信息与匹配时间预设初值(及初值参数)的原始映射关系。远程端包括但不限于工控机、物联网平台等具有数据存储计算能力的设备或者平台。需要说明的是,泵送工况信息与初值参数的原始映射关系模型具备自更新能力。
112.需要说明的是,一方面,可以利用具有数据存储及计算能力的本地设备,本地存储泵送系统的历史泵送数据,在本地预先建立泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;另一方面,可以利用物联网平台(或者是云平台等具有数据存储、计算能力的平台)来远程存储泵送系统的历史泵送数据,在远程端预先建立泵送工况信息与初值参数的原始映射关系,物联网平台可以存储多台或多种型号泵送设备(即理解为包含泵送系统)的历史泵送数据,在远程端预先建立多台或多种型号泵送设备中泵送工况信息与初值参数的原始映射关系。
113.因此,当需要调用泵送工况信息与初值参数的原始映射关系时,可以调用本地预先建立的原始映射关系,也可以调用远程端(例如云平台)预先建立的原始映射关系。进一步地,当需要调用单台泵送设备(即理解为包含泵送系统)的历史泵送数据时,可以使用本地方式实现,也可以使用云端方式来实现。为了实现大数据的准确性及科学性,当需要调用多台泵送设备(这多台泵送设备可以是同型号的)的历史泵送数据时,可以在云端调用,进而获取到更准确更科学的原始映射关系。
114.(3)由于预先建立好了泵送工况信息与初值参数的原始映射关系,所以在泵送系统实际工作与运行时,控制端只需要通过识别到当前的目标工况信息,然后根据目标工况信息以及原始映射关系,就可以直接从远程端获取到对应的匹配时间预设初值(即目标初值参数),这样可以减少泵送系统的运算压力,保证快速响应性能,也简化了泵送系统的调试要求。控制系统再根据匹配时间预设初值对泵送油缸11与摆动油缸的动作进行调整,实现匹配时间t1=0,t2=0,或者t1和t2均小于预设值,确保较佳的匹配效果以提升泵送效率,实现对泵送系统的完整闭环控制。图9示意性示出了根据本发明实施例的泵送系统的控制架构图,可参见图9,图9中的预设值理解为匹配时间预设初值(即目标初值参数)。
115.根据目标工况信息以及原始映射关系,匹配与目标工况信息对应的目标初值参数;根据目标初值参数调整摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点,这个过程可以理解为参数初步粗调。在根据目标初值参数调整摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点之后,泵送系统还可以进行参数实时微调。具体地,在一实施例中,控制方法还包括:
116.在根据目标初值参数调整摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点之后,根据摆动油缸17的压力变化特征确定摆动油缸17的动作启动点以及动作到位点;
117.根据泵送油缸11中活塞的位移变化特征确定泵送油缸11的推料启动点以及推料结束点;
118.将动作启动点与推料结束点的差值确定为第三初值时间;
119.将推料启动点与动作到位点的差值确定为第四初值时间;
120.在第三初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据第三初值时间对摆动油缸17的动作启动点进行调整;
121.在第四初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据第四初值时间对泵送油缸11的推料启动点进行调整。
122.物料泵送系统的换向控制方法包括:主控制器根据主缸活塞实时位移变化特征进行位置判断并识别主缸(即泵送油缸11)停止和启动时的时间点,主控制器根据分配液压系统的压力变化特征识别分配油缸(即摆动油缸17)的启动和到位时间点。
123.泵送启动,主油缸11开始动作,主控制器实时记录油缸活塞12的位移值并根据预设换向位置位移值进行位置判断,当油缸活塞12运动到换向位置时,主控制器经过预设时间t5后发出分配系统换向信号、经过预设时间t6后发出主油缸换向信号,待分配油缸17和主油缸11换向动作完成以后,主控制器根据分配液压系统的压力变化趋势识别分配油缸17的开始和停止的时间点、根据主缸活塞12位移值识别主缸11的停止和开始时间点,按照公式(1)和公式(2)计算主缸11动作与分配油缸17动作之间的匹配性时间t1和t2以及分配换向时间t3。
124.取前3个泵送周期内t1的平均值作为判断依据,在第3个换向动作完成以后,将t1和预设值k进行比较,当t1《-k时,主控制器将分配延时t51调整为t5+|t1|作为第4个周期分配油缸17的延时时间;当t1》预设值k时,主控制器将分配延时t51调整为t5-t1作为第4个周期分配油缸17的延时时间;当|t1|《预设值k时,主控制器保持分配延时t5不变作为第4个周期分配油缸17的延时时间,即摆动油缸17推动分配阀19换向动作开始时刻不变。
125.主控制器经过预设时间t6后发出主油缸换向信号完成第4个周期的换向动作,取前4个泵送周期内t2的平均值作为判断依据,在第4个换向动作完成以后,将t2和预设值k进行比较,当t2《-k时,主控制器将分配延时t61调整为t6+|t2|作为第5个周期主油缸11的换向延时时间;当t2》预设值k时,主控制器将分配延时t61调整为t6-t2作为第5个周期主油缸11的换向延时时间;当|t2|《预设值k时,主控制器保持分配延时t6不变作为第5个周期主油缸11的换向延时时间,即泵送油缸11推料动作开始时刻不变。
126.完成主缸换向延时时间t5和分配延时时间t6的初步粗调以后,在之后的泵送周期内实时判断主油缸11和分配油缸17动作的匹配性,并对主缸换向延时时间和分配延时时间再进行微调,即对摆动油缸17推动分配阀19换向动作开始时刻以及泵送油缸11推料动作开始时刻再进行微调,初步粗调和实时微调的目的都是使得泵送油缸11推料停止时刻与摆动油缸17推动分配阀19换向开始时刻的时间差为0(或接近0),且摆动油缸17推动分配阀19换向结束时刻与泵送油缸11推料开始时刻的时间差为0(或接近0),以提高泵送效率。图10示意性示出了根据本发明实施例的物料泵送系统换向控制的微调流程图,可参见图10。
127.需要说明的是,由于多种不同的泵送工况信息都有各自对应的初值参数,在当前泵送系统完成泵送之后,需要将摆动油缸17的动作启动点以及泵送油缸11的推料启动点恢复至调整前的参数,不然下次在不同的泵送工况下进行泵送时,原始映射关系中的初值参数可能就会乱套了。
128.在本发明实施例中,自动识别分配换向时间和主缸启停时间,并将识别数据上传到云平台存储,识别的数据来源包括不限于分配压力数据(连续压力数据),分配位置检测装置(开关量),主缸活塞位置传感器(开关信号),位移传感器采集的位移量等。云平台将接收到的匹配数据计算建立完整工况和匹配参数预设初值的映射关系(即泵送工况信息与初值参数的原始映射关系),建立映射关系的方法包括不限于专家库,模式识别算法以及数据驱动算法等等。在本发明实施例中,利用工业互联网平台在产品整个工作年限以内进行数据更新,能够实现产品匹配性能的全程管理。在参数调整上采用根据工况数据进行初步粗
调加上实时识别数据微调的方法,保证产品的稳定性的同时也能保证参数的适应性。
129.在本发明实施例中,能够对主油缸11和分配油缸17动作的匹配性进行实时判断和调整,简化了泵送系统的调试要求,提升了泵送系统的工作效率。根据分配液压系统的压力变化趋势和主缸位移的变化趋势自动识别分配换向时间和主缸启停时间,然后上传到平台,能够在产品整个工作年限以内跟踪数据变化,以保持泵送的高效性。
130.在本发明实施例中,与实时不断调整增加较少预设延时的方案不一样,本发明是利用不同泵送工况对应不同初值参数初步微调之后,再进行微调,在保证整个泵送系统的稳定性同时还能保证产品的实时适应性。充分利用了云平台数据存储与快速处理的特性,弥补了控制器本身的缺点,通过云平台的方案减少泵送系统控制器的运算压力,保证控制器程序对其他功能的快速响应性能。
131.本发明实施例提供了一种处理器,该处理器被配置成执行上述实施例中的任意一项用于泵送系统的控制方法。
132.泵送系统包括摆动油缸和至少两个泵送油缸,摆动油缸用于推动泵送换向,泵送油缸用于将物料推送出。
133.具体地,处理器可以被配置成:
134.确定泵送系统的目标工况信息;
135.获取预先建立的泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;
136.根据目标工况信息以及原始映射关系,匹配与目标工况对应的目标初值参数;
137.根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点。
138.在本发明实施例中,目标初值参数包括第一初值时间以及第二初值时间,处理器被配置成:
139.原始映射关系是通过以下方式预先建立的:
140.确定泵送系统的泵送工况信息;
141.根据摆动油缸的压力变化特征确定摆动油缸的动作启动点以及动作到位点;
142.根据泵送油缸中活塞的位移变化特征确定泵送油缸的推料启动点以及推料结束点;
143.将动作启动点与推料结束点的差值确定为第一初值时间;
144.将推料启动点与动作到位点的差值确定为第二初值时间;
145.建立泵送工况、第一初值时间以及第二初值时间的原始映射关系。
146.在本发明实施例中,处理器被配置成:
147.根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点包括:
148.在第一初值时间为正值且大于预设值的情况下,将摆动油缸的动作启动点提前第一初值时间;
149.在第二初值时间为正值且大于预设值的情况下,将泵送油缸的推料启动点提前第二初值时间。
150.在本发明实施例中,处理器被配置成:
151.根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点还包括:
152.在第一初值时间为负值且绝对值大于预设值的情况下,将摆动油缸的动作启动点
延后第一初值时间;
153.在第二初值时间为负值且绝对值大于预设值的情况下,将泵送油缸的推料启动点延后第二初值时间。
154.在本发明实施例中,处理器被配置成:
155.根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点包括:
156.在第一初值时间以及第二初值时间的绝对值均小于预设值的情况下,禁止对摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点进行调整。
157.在本发明实施例中,处理器被配置成:
158.目标工况信息包括以下中的至少一者:
159.底盘的工作信息、传感器的采集信号以及控制器的控制信息。
160.在本发明实施例中,处理器被配置成:
161.底盘的工作信息包括发动机的转速,传感器的采集信号包括泵送压力和/或泵送油缸的位移,控制器的控制信息包括泵送速度和/或排量档位。
162.在本发明实施例中,处理器还被配置成:
163.在根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点之后,根据摆动油缸的压力变化特征确定摆动油缸的动作启动点以及动作到位点;
164.根据泵送油缸中活塞的位移变化特征确定泵送油缸的推料启动点以及推料结束点;
165.将动作启动点与推料结束点的差值确定为第三初值时间;
166.将推料启动点与动作到位点的差值确定为第四初值时间;
167.在第三初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据第三初值时间对摆动油缸的动作启动点进行调整;
168.在第四初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据第四初值时间对泵送油缸的推料启动点进行调整。
169.在本发明实施例中,处理器还被配置成:
170.在泵送系统完成泵送之后,将摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点恢复至调整前的参数。
171.本发明实施例提供一种泵送系统,包括:
172.摆动油缸,用于推动泵送换向;
173.泵送油缸,用于将物料推送出;
174.云平台,用于预先建立以及存储泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;以及
175.上述的控制器。
176.本发明实施例提供了一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质上存储有指令,该指令被机器执行时实现上述用于泵送系统的控制方法。
177.本领域内的技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
178.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
179.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
180.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
181.在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
182.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
183.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
184.还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
185.以上仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征:


1.一种用于泵送系统的控制方法,其特征在于,泵送系统包括摆动油缸和至少两个泵送油缸,所述摆动油缸用于推动泵送换向,所述泵送油缸用于将物料推送出;所述控制方法包括:确定所述泵送系统的目标工况信息;获取预先建立的泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;根据所述目标工况信息以及所述原始映射关系,匹配与所述目标工况信息对应的目标初值参数;根据所述目标初值参数调整所述摆动油缸的动作启动点以及所述泵送油缸的推料启动点。2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述目标初值参数包括第一初值时间以及第二初值时间,所述原始映射关系是通过以下方式预先建立的:确定所述泵送系统的泵送工况信息;根据所述摆动油缸的压力变化特征确定所述摆动油缸的动作启动点以及动作到位点;根据所述泵送油缸中活塞的位移变化特征确定所述泵送油缸的推料启动点以及推料结束点;将所述动作启动点与所述推料结束点的差值确定为所述第一初值时间;将所述推料启动点与所述动作到位点的差值确定为所述第二初值时间;建立所述泵送工况、所述第一初值时间以及所述第二初值时间的原始映射关系。3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述目标初值参数调整所述摆动油缸的动作启动点以及所述泵送油缸的推料启动点包括:在所述第一初值时间为正值且大于预设值的情况下,将所述摆动油缸的动作启动点提前所述第一初值时间;在所述第二初值时间为正值且大于所述预设值的情况下,将所述泵送油缸的推料启动点提前所述第二初值时间。4.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述目标初值参数调整所述摆动油缸的动作启动点以及所述泵送油缸的推料启动点还包括:在所述第一初值时间为负值且绝对值大于预设值的情况下,将所述摆动油缸的动作启动点延后所述第一初值时间;在所述第二初值时间为负值且绝对值大于所述预设值的情况下,将所述泵送油缸的推料启动点延后所述第二初值时间。5.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述目标初值参数调整所述摆动油缸的动作启动点以及所述泵送油缸的推料启动点包括:在所述第一初值时间以及所述第二初值时间的绝对值均小于预设值的情况下,禁止对所述摆动油缸的动作启动点以及所述泵送油缸的推料启动点进行调整。6.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述目标工况信息包括以下中的至少一者:底盘的工作信息、传感器的采集信号以及控制器的控制信息。7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述底盘的工作信息包括发动机的转速,所述传感器的采集信号包括泵送压力和/或泵送油缸的位移,所述控制器的控制信息包
括泵送速度和/或排量档位。8.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,还包括:在所述根据所述目标初值参数调整所述摆动油缸的动作启动点以及所述泵送油缸的推料启动点之后,根据所述摆动油缸的压力变化特征确定所述摆动油缸的动作启动点以及动作到位点;根据所述泵送油缸中活塞的位移变化特征确定所述泵送油缸的推料启动点以及推料结束点;将所述动作启动点与所述推料结束点的差值确定为第三初值时间;将所述推料启动点与所述动作到位点的差值确定为第四初值时间;在所述第三初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据所述第三初值时间对所述摆动油缸的动作启动点进行调整;在所述第四初值时间的绝对值大于预设值的情况下,根据所述第四初值时间对所述泵送油缸的推料启动点进行调整。9.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,还包括:在所述泵送系统完成泵送之后,将所述摆动油缸的动作启动点以及所述泵送油缸的推料启动点恢复至调整前的参数。10.一种控制器,其特征在于,被配置成执行根据权利要求1至10中任一项所述的用于泵送系统的控制方法。11.一种泵送系统,其特征在于,包括:摆动油缸,用于推动泵送换向;泵送油缸,用于将物料推送出;云平台,用于预先建立以及存储泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;以及根据权利要求10所述的控制器。

技术总结


本发明涉及工程机械技术领域,公开了一种用于泵送系统的控制方法、控制器及泵送系统。泵送系统包括摆动油缸和至少两个泵送油缸,摆动油缸用于推动泵送换向,泵送油缸用于将物料推送出;控制方法包括:确定泵送系统的目标工况信息;获取预先建立的泵送工况信息与初值参数的原始映射关系;根据目标工况信息以及原始映射关系,匹配与目标工况对应的目标初值参数;根据目标初值参数调整摆动油缸的动作启动点以及泵送油缸的推料启动点。本技术方案中,既可以减少泵送系统的运算压力,保证快速响应性能;还能够对泵送油缸和摆动油缸的动作匹配性进行实时判断和调整,简化了泵送系统的调试要求,提升了泵送系统的工作效率。提升了泵送系统的工作效率。提升了泵送系统的工作效率。


技术研发人员:

王泽龙 郝鹏永 谭明 尹君 赵佩珩

受保护的技术使用者:

中联重科股份有限公司

技术研发日:

2022.08.23

技术公布日:

2023/1/17


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来源:专利查询检索下载-实用文体写作网版权所有,转载请保留出处。本站文章发布于 2023-01-24 10:10:58

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