路面冷再生機泡沫瀝青發生裝置智能控制系統制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種路面冷再生機泡沫瀝青發生裝置智能控制系統，屬筑路機械領域。主要由控制器主機、車速傳感器、銑拌深度傳感器、比例放大器、電液比例閥、泵轉速傳感器、瀝青加熱裝置、溫度傳感器、電源以及人機交互模塊等組成。各傳感器測量車輛速度、泵轉速、銑拌深度和瀝青溫度，控制器主機根據測得的量和輸入的參數自動調節發泡水和瀝青的流量以及熱瀝青的溫度。運行時控制器主機根據傳感器采集到的車速、銑拌深度、瀝青溫度和輸入的氣溫濕度以及混合料的干密度等參數，制定出合理的發泡水噴灑量和瀝青噴灑量，調節泡沫瀝青水油混合比，得到高質量的泡沫瀝青。有益效果是自動實現準確的油水混合比，操作方便快捷，智能化程度高。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于筑路機械
，具體是一種路面冷再生機泡沫浙青發生裝置智能控制系統。
技術介紹
浙青路面冷再生施工過程中，銑拌混合料中泡沫浙青的混合質量直接影響新路面的成型質量。然而泡沫浙青的發泡質量是控制浙青混合料質量的一個關鍵因素。泡沫浙青的發泡質量用膨脹率和半衰期來評價，高的膨脹率和長的半衰期可以使泡沫浙青在最佳發泡狀態下泡沫保持的時間較長而且比較多，可以有充分的時間和銑拌料混合，可以得到高質量的浙青混合路面。因此，嚴格的控制路面冷再生機泡沫浙青發泡裝置的發泡質量，確保 有良好的膨脹率和半衰期，具有非常重要的意義。在目前使用浙青路面冷再生的粘接劑主要有泡沫浙青和乳化浙青。乳化浙青是通過使用乳化劑的化學方法改變浙青的狀態，這種方法不僅成本較高而且化學試劑易對環境產生污染。泡沫浙青則是通過水遇高溫汽化的物理方法獲得的。但是泡沫浙青的發生裝置也多為像浙青供應站的大型機械，泡沫浙青的性能和利用率都得不到提高，生產效率也不高。因此設計出一個針對車載泡沫浙青發生裝置的智能控制系統，對實現泡沫浙青車載精確控制提高工作效率和路面質量具有很重要的意義。
技術實現思路
為克服已有技術的上述不足，本技術提供一種操作方便快捷、智能化程度高、可靠性高、控制精度高的路面冷再生機泡沫浙青發生裝置智能控制系統。本技術是以如下技術方案實現的它包括信號采集部分，控制器主機，系統控制信號驅動模塊；供電電源以及人機交互模塊；信號采集部分和系統控制信號驅動模塊分別與控制器主機的IO 口連接；所述的信號采集部分包括車速傳感器、銑拌深度傳感器、發泡水泵轉速傳感器、浙青泵轉速傳感器和測量浙青溫度的溫度傳感器；所述的系統控制信號驅動模塊包括控制發泡水泵轉速的比例放大器A和電液比例閥A，控制浙青泵轉速的比例放大器B和電液比例閥B，伴熱電纜驅動電路；上述各傳感器輸出的脈沖信號分別經過對應的信號處理電路與控制器主機的IO 口連接；控制器主機接收來自信號采集部分的車輛速度信號、轉子銑拌深度信號以及浙青泵和發泡水泵轉速信號進行分析處理并通過相應的比例放大器和電液比例閥控制浙青泵、發泡水泵的轉速調節浙青和發泡水的混合比例，產生高質量的泡沫浙青；控制器主機接收浙青溫度信號，分析處理控制浙青管伴熱電纜，實現對發泡浙青溫度的控制。控制原理是車速傳感器輸出脈沖信號經過信號處理電路輸入到控制器主機上；銑拌深度測量傳感器輸出的電壓信號經過放大、濾波、阻抗變化處理后連接到控制器主機的模擬量輸入口上；浙青泵、發泡水泵的轉速測量傳感器輸出脈沖信號經過信號處理電路后連接到控制器主機IO 口上；溫度傳感器輸出的電信號經過冷端補償、放大、濾波、阻抗變換后接入到控制器主機模擬量輸入口上。浙青泵、發泡水泵轉速的控制采用將控制信號通過控制器主機經過鎖存器和兩路數/模轉換和信號調理電路分別接入到兩個電液比例閥的比例放大器上，來分別控制浙青泵和發泡水泵液壓回路的流量進而控制浙青泵和發泡水泵的轉速精確控制流量，并通過泵轉速傳感器對流量進行反饋。浙青溫度控制采用控制器主機輸出的數字信號經過光電耦合器和繼電器驅動連接到伴熱電纜上，控制伴熱電纜的啟停來達到控制浙青溫度的目的。本技術的有益效果是采用了現代電子控制技術和反饋閉環控制方法，大大提高了控制系統的精度和穩定性?？刂破鲗崟r對車輛速度，轉子銑拌深度和浙青、發泡水的流量以及浙青的溫度進行監測，確保發泡質量?？刂葡到y還可根據路面實際情況設置修改控制參數，自動實現準確的油水混合比，操作方便快捷，智能化程度高。附圖說明圖I是本技術的測控原理框圖； 圖2是本技術的電路框圖；圖3是電源模塊電路圖；圖4是銑拌深度傳感器處理電路圖；圖5是熱電偶溫度處理電路圖；圖6是車輛速度脈沖信號采集電路圖；圖7是浙青泵轉速傳感器信號處理電路圖；圖8是發泡水泵轉速傳感器信號處理電路圖；圖9是伴熱電纜驅動電路圖；圖10是控制信號驅動模塊電路圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。如圖I所示，路面冷再生機泡沫浙青發生裝置智能控制系統由控制主機、車速度傳感器，銑拌深度傳感器、發泡水泵轉速傳感器、浙青泵轉速傳感器、測量浙青溫度的溫度傳感器、比例放大器、電液比例閥、供電電源以及人機交互模塊組成。如圖2所示，整個控制系統的主電路由電源模塊、熱電偶傳感器調理電路、銑拌深度傳感器調理電路、車輛速度傳感器脈沖信號采集電路、浙青泵速度脈沖信號采集電路、發泡水泵速度脈沖信號采集電路、LCD液晶顯示模塊、浙青泵和發泡水泵的比例放大器驅動電路以及浙青管路伴熱電纜驅動電路組成。控制器主機采用單片機電路，單片機選用AVR的ATmegal28,單片機擴展有IXD12864液晶顯示和4位獨立按鍵鍵盤，還有LED報警指示燈和蜂鳴器。所述的車輛速度采用霍爾速度傳感器，通過霍爾傳感器利用霍爾電磁效應產生的電脈沖來測量速度。所述的銑拌深度傳感器采用旋轉電位計，安裝在銑拌轉子搖臂上，具體為高精密鎧裝角度傳感器，來實現對冷再生機銑拌搖臂的偏轉角的測量，之后再利用三角函數關系計算出轉子的統拌深度。計算公式如d=d2-dl=l (cosm-cosn),其中I為搖臂的長度，m、n為偏轉前后搖臂與水平方向的角度。所述的發泡水泵轉速測量傳感器和浙青泵轉速測量傳感器均采用光電編碼器，具體選用增量式旋轉編碼器，編碼器為增量式五線制。所述的測量浙青溫度的溫度傳感器采用熱電偶，具體選用了固定法蘭盤熱電偶。由于霍爾傳感器需要+12V直流電源供電，而光電編碼器需要+5V直流電源供電，因此需要分別設計24V轉12V，24V轉5V兩套電源模塊來給整個系統供電。供電電源采用24V車載蓄電池供電，通過24V轉+12V和24V轉+5V的電源模塊對系統的電子元器件進行供電。所述的電源模塊由TIP32和7805穩壓芯片組成。熱電偶傳感器調理電路輸出模擬量接在單片機的ADCO模數轉換引腳，銑拌深度傳感器調理電路輸出的模擬量接在單片機的ADCl引腳。車輛速度、浙青泵速度和發泡水泵速度三個速度信號的傳感器輸出的都是數字脈沖信號，由單片機的外部中斷來捕捉，分別接在單片機的INT0、INT2和INT4管腳。單片機的PA 口用來作為LCD的數據輸出端，PC 口則通過兩個鎖存器分別控制浙青泵和發泡水泵的比例放大器的驅動電路。PE2 口通過輸出高低電平來控制伴熱電纜的開啟和停止。電液比例閥A 和電液比例閥B采用16通徑的三位四通先導式高性能電液比例方向閥，與之配套的是相應型號的比例放大器A和比例放大器B?？刂葡到y采用IXD12864液晶屏顯示控制信息，采用4個獨立按鍵用作參數設置，還用兩個LED指示燈和一個蜂鳴器提示系統報警信息。本系統電源采用車載24V電源，并配有24V轉5V直流電源模塊，24V轉12V直流電源轉換模塊。伴熱電纜的供電采用發動機軸帶發電機輸出的交流電來實現。其中，電源模塊分為24V轉+5V電源模塊和24V轉+12V電源模塊，由于兩個電源模塊的使用原理相同僅僅是使用的一塊穩壓芯片型號不一樣，所以在這里只介紹24V轉+5V電源模塊。如圖3所示，TIP32是一塊大功率PNP型三極管，該三極管的集電極和發射極分別連接電源系統的VCC端和GND接地端。L7805是一塊+5V的穩壓芯片，其中芯片的I腳IN輸入端接在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種路面冷再生機泡沫瀝青發生裝置智能控制系統，其特征在于：它包括信號采集部分，控制器主機，系統控制信號驅動模塊；供電電源以及人機交互模塊；信號采集部分和系統控制信號驅動模塊分別與控制器主機的IO口連接；所述的信號采集部分包括車速傳感器、銑拌深度傳感器、發泡水泵轉速傳感器、瀝青泵轉速傳感器和測量瀝青溫度的溫度傳感器；所述的系統控制信號驅動模塊包括控制發泡水泵轉速的比例放大器A和電液比例閥A，控制瀝青泵轉速的比例放大器B和電液比例閥B，伴熱電纜驅動電路；上述各傳感器輸出的脈沖信號分別經過對應的信號處理電路與控制器主機的IO口連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊海，李威，孫文忠，麻栩松，楊成，
申請(專利權)人：徐州銳馬重工機械有限公司，中國礦業大學，
類型：實用新型
國別省市：