一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法，包括主控制器、电子监控器、发动机控制器、转速传感器、主泵压力传感器和主泵比例阀，所述电子监控器和发动机控制器均通过总线与所述主控制器相连；所述转速传感器用于监测挖掘机中的发动机的转速，其输出端与所述发动机控制器的输入端相连；所述主泵压力传感器设于挖掘机上主泵的出油口处，检测主泵的出油口压力，其的输出端与所述主控制器的输入端相连；所述主泵比例阀与所述主控制器的控制输出端相连，用于与破碎锤的液压泵相连，控制液压泵的排量。本发明专利技术能够实现精准高效的功率匹配，提升装置的节能效果。

A Self-optimizing Control Device and Method Based on Crushing Conditions

The invention discloses a self-optimizing control device and method based on crushing condition, including a main controller, an electronic monitor, an engine controller, a speed sensor, a main pump pressure sensor and a main pump proportional valve. The electronic monitor and an engine controller are connected with the main controller through a bus, and the speed sensor is used to monitor the rotation of the engine in a excavator. Speed, its output end is connected with the input end of the engine controller; the main pump pressure sensor is located at the oil outlet of the main pump on the excavator to detect the oil outlet pressure of the main pump, and its output end is connected with the input end of the main controller; the proportional valve of the main pump and the control output end of the main controller are connected to the hydraulic pump of the crushing hammer to control the hydraulic pump. Displacement. The invention can achieve accurate and efficient power matching and energy saving effect of the lifting device.

【技术实现步骤摘要】
一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法
本专利技术属于挖掘机电液控制
，具体涉及一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法。
技术介绍
液压破碎锤是一种以液压能作为动力源，在运动过程中将液压能转换为机械打击动能，从而使活塞推动钎杆进行破碎作业的装置。它作为一种新型的破碎工具，具有噪声小，破碎性能优越，节能环保等特点。液压挖掘机是一种移动灵活应用广泛的工程机械设备，其前端工作装置可灵活搭载多种机具，实现一机多能的效果。进入21世纪，我国经济高速发展，基础建设和矿山开采等发展迅猛，国内挖掘机保有量持续攀升。从衡量破碎锤行业发展的关键技术指标挖掘机配锤率来看，2006年以来我们破碎锤率仅为6.2％，到2016年仅仅十年的时间中国的挖掘机破碎锤率发展到20％，据统计欧美等发达国家挖掘机破碎锤率达到35％，日韩等国高达60％，因此我国液压破碎锤发展空间巨大。国家相关职能部门开始加强对环保的督查力度，严格控制工程炸药的使用量，挖掘机搭载破碎锤在工程建设和矿山开采中的扮演着越来越重要的作用。目前，国内对破碎锤控制技术的研究尚不充分，破碎锤功率设定不合理，匹配上不能实现精准匹配造成能量损耗，因此应加强对破碎技术的研究与应用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法，通过破碎功率自寻优或者频率自寻优的方法，根据发动机油耗特性曲线在预定的几个转速下寻找某一转速下最佳油耗值及对应主泵比例阀电流值，并将寻优的控制参数分别存储在不同的破碎模式下，从而实现精准高效的功率匹配，提升系统节能效果；同时本专利技术还可以通过破碎关键参数的监控，提升对机器的运营管理。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种基于破碎工况的自寻优控制装置，包括：主控制器；电子监控器和发动机控制器，所述电子监控器和发动机控制器均通过总线与所述主控制器相连；所述电子监控器用于进行自寻优控制装置的参数设置以及寻优控制模式选择；所述发动机控制器的输出端用于与挖掘机中的发动机的控制端相连；转速传感器，所述转速传感器用于监测挖掘机中的发动机的转速，其输出端与所述发动机控制器的输入端相连；主泵压力传感器，所述主泵压力传感器设于挖掘机上主泵的出油口处，检测主泵的出油口压力，其的输出端与所述主控制器的输入端相连；主泵比例阀，所述主泵比例阀与所述主控制器的控制输出端相连，用于与破碎锤的液压泵相连，控制液压泵的排量。优选地，所述基于破碎工况的自寻优控制装置还包括氮气压力传感器，所述氮气压力传感器用于安装在破碎锤上，检测破碎锤的氮气室中氮气的压力，其输出端与所述主控制器的输入端相连。优选地，所述基于破碎工况的自寻优控制装置还包括：设于破碎锤破碎先导油路上的破碎先导压力传感器，用于检测破碎先导油路中的压力，其输出端与所述主控制器的输入端相连；所述主泵压力传感器、破碎先导压力传感器和氮气压力传感器均为电压型传感器，输出0.5-4.5V的电压信号；或者所述主泵压力传感器、破碎先导压力传感器和氮气压力传感器均为电流型传感器，输出4-20mA的电流信号。优选地，所述自寻优控制装置还包括GPS控制器，所述GPS控制器与主控制器相连，用于进行远程数据监控。第二方面，本专利技术提供了一种基于破碎工况的自寻优控制装置的控制方法，包括：(1)在主控制器中预先设置至少一个寻优控制模式，各寻优控制模式下分别设置至少一种破碎功率模式，各破碎功率模式均设有对应的目标值；(2)利用电子监控器设置破碎锤的最大流量Q及压力值P，用于计算出破碎锤的最大输入功率Wmax；(3)利用电子监控器选中某一寻优控制模式，自寻优控制装置进入某一破碎功率模式；(4)自寻优控制装置中的主控制器在预定的转速下不断调整主泵比例阀的电流值直至寻找到与该破碎功率模式所对应的目标值；(5)当寻找到目标值后，自寻优控制装置以该目标值运转设定时间后，由主控制器获取转速传感器中发动机转速、主泵比例阀的电流值以及发动机平均油耗值；(6)改变预定的转速值，重复步骤(4)和(5)，使得自寻优控制装置在各预定转速下分别进行目标值的寻找，并由主控制器记录对应的发动机转速、主泵比例阀的电流值以及发动机平均油耗值；(6)比较各预定转速下的发动机平均油耗值，并将发动机平均油耗值最小的发动机转速、主泵比例阀设定为该破碎功率模式的参数，完成该破碎功率模式的参数标定；(7)重复步骤(3)-(6)，直至完成所有破碎功率模式的参数标定。优选地，所述在主控制器中预先设置至少一个寻优控制模式，各寻优控制模式下分别设置至少一种破碎功率模式，各破碎功率模式均设有对应的目标值具体为：在主控制器中预先设置两个寻优控制模式，分别为频率寻优控制模式和功率寻优控制模式；各寻优控制模式下均设置三种破碎功率模式，分别为轻载模式、标准模式和重载模式；在频率寻优控制模式下，三种破碎功率模式对应的目标值分别为第一目标频率值、第二目标频率值和第三目标频率值；在功率寻优控制模式下，三种破碎功率模式对应的目标值分别为第一目标功率值、第二目标功率值和第三目标功率值。优选地，所述第一目标频率值、第二目标频率值和第三目标频率值的关系为：第一目标频率值<第二目标频率值<第三目标频率值；所述第一目标功率值、第二目标功率值和第三目标功率值的关系为：第一目标功率值<第二目标功率值<第三目标功率值，其中，所述第三目标功率值小于或者等于破碎锤的最大输入功率Wmax。优选地，所述步骤(4)中还包括：当自寻优控制装置中的主控制器检测到来自破碎先导压力传感器的信号后，则开始采集主泵压力传感器的信号。优选地，所述步骤(4)中还包括：利用主控制器获取氮气压力传感器中的充氮压力Pn0；当主控制器判定出所述充氮压力值Pn0与预先设定的压力值Pn的差值超过设定阈值时，则产生氮气室低压或者超压提示信号，并将所述氮气室低压或者超压提示信号传输给电子监控器，由电子监控器做相应的氮气压力异常提示，供操作人员调整相应的充氮压力，当自寻优控制装置中的主控制器检测到来自破碎先导压力传感器的信号，且充氮压力符合设定的要求后，则开始采集主泵压力传感器的信号，当主泵压力值超过设定值进行超压报警。优选地，所述基于破碎工况的自寻优控制装置的控制方法还包括：(8)利用主控制器将破碎锤的相关运行参数发送至GPS控制器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术通过破碎功率自寻优或者频率自寻优的方法，根据发动机油耗特性曲线在预定的几个转速下寻找某一转速下最佳油耗值(即发动机平均油耗值最小)及对应主泵比例阀电流值，并将寻优的控制参数分别存储在不同的破碎功率模式下，从而实现精准高效的功率匹配，提升系统节能效果；同时本专利技术还可以通过破碎关键参数的监控，提升对机器的运营管理。本专利技术简化了破碎锤的功率设定，将破碎锤的工作简化为三种功率模式，用户可以根据不同的需求选择自己的工作模式。本专利技术可以实现在不同的破碎模式对破碎锤控制参数的快速精准标定。本专利技术可以实现充氮压力、破碎运行时间、锤打击频率等参数的监控及上传，提升对机器的运营监控及管理。附图说明图1为本专利技术一种实施例的基于破碎工况的自寻优控制装置的电原理框图；图2为本专利技术一种实施例的频率寻优控制流程；图3为本专利技术一种实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于破碎工况的自寻优控制装置，其特征在于，包括：主控制器；电子监控器和发动机控制器，所述电子监控器和发动机控制器均通过总线与所述主控制器相连；所述电子监控器用于进行自寻优控制装置的参数设置以及寻优控制模式选择；所述发动机控制器的输出端用于与挖掘机中的发动机的控制端相连；转速传感器，所述转速传感器用于监测挖掘机中的发动机的转速，其输出端与所述发动机控制器的输入端相连；主泵压力传感器，所述主泵压力传感器设于挖掘机上主泵的出油口处，检测主泵的出油口压力，其的输出端与所述主控制器的输入端相连；主泵比例阀，所述主泵比例阀与所述主控制器的控制输出端相连，用于与破碎锤的液压泵相连，控制液压泵的排量。

【技术特征摘要】
1.一种基于破碎工况的自寻优控制装置，其特征在于，包括：主控制器；电子监控器和发动机控制器，所述电子监控器和发动机控制器均通过总线与所述主控制器相连；所述电子监控器用于进行自寻优控制装置的参数设置以及寻优控制模式选择；所述发动机控制器的输出端用于与挖掘机中的发动机的控制端相连；转速传感器，所述转速传感器用于监测挖掘机中的发动机的转速，其输出端与所述发动机控制器的输入端相连；主泵压力传感器，所述主泵压力传感器设于挖掘机上主泵的出油口处，检测主泵的出油口压力，其的输出端与所述主控制器的输入端相连；主泵比例阀，所述主泵比例阀与所述主控制器的控制输出端相连，用于与破碎锤的液压泵相连，控制液压泵的排量。2.根据权利要求1所述的一种基于破碎工况的自寻优控制装置，其特征在于：所述基于破碎工况的自寻优控制装置还包括氮气压力传感器，所述氮气压力传感器用于安装在破碎锤上，检测破碎锤的氮气室中氮气的压力，其输出端与所述主控制器的输入端相连。3.根据权利要求2所述的一种基于破碎工况的自寻优控制装置，其特征在于：所述基于破碎工况的自寻优控制装置还包括：设于破碎锤破碎先导油路上的破碎先导压力传感器，用于检测破碎先导油路中的压力，其输出端与所述主控制器的输入端相连；所述主泵压力传感器、破碎先导压力传感器和氮气压力传感器均为电压型传感器，输出0.5-4.5V的电压信号；或者所述主泵压力传感器、破碎先导压力传感器和氮气压力传感器均为电流型传感器，输出4-20mA的电流信号。4.根据权利要求1所述的一种基于破碎工况的自寻优控制装置，其特征在于：所述自寻优控制装置还包括GPS控制器，所述GPS控制器与主控制器相连，用于进行远程数据监控。5.一种基于破碎工况的自寻优控制装置的控制方法，其特征在于，包括：(1)在主控制器中预先设置至少一个寻优控制模式，各寻优控制模式下分别设置至少一种破碎功率模式，各破碎功率模式均设有对应的目标值；(2)利用电子监控器设置破碎锤的最大流量Q及压力值P，用于计算出破碎锤的最大输入功率Wmax；(3)利用电子监控器选中某一寻优控制模式，自寻优控制装置进入某一破碎功率模式；(4)自寻优控制装置中的主控制器在预定的转速下不断调整主泵比例阀的电流值直至寻找到与该破碎功率模式所对应的目标值；(5)当寻找到目标值后，自寻优控制装置以该目标值运转设定时间后，由主控制器获取转速传感器中发动机转速、主泵比例阀的电流值以及发动机平均油耗值；(6)改变预定的转速值，重复步骤(4)和(5)，使得自寻优控制装置在各预定转速下分别进行目标值的寻找，并由主控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚东，耿家文，费树辉，孟凡建，秦满义，简立瑞，张敬剑，邢泽成，
申请(专利权)人：徐州徐工挖掘机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32