路面冷再生机泡沫沥青发生装置智能控制系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种路面冷再生机泡沫沥青发生装置智能控制系统，属筑路机械领域。主要由控制器主机、车速传感器、铣拌深度传感器、比例放大器、电液比例阀、泵转速传感器、沥青加热装置、温度传感器、电源以及人机交互模块等组成。各传感器测量车辆速度、泵转速、铣拌深度和沥青温度，控制器主机根据测得的量和输入的参数自动调节发泡水和沥青的流量以及热沥青的温度。运行时控制器主机根据传感器采集到的车速、铣拌深度、沥青温度和输入的气温湿度以及混合料的干密度等参数，制定出合理的发泡水喷洒量和沥青喷洒量，调节泡沫沥青水油混合比，得到高质量的泡沫沥青。有益效果是自动实现准确的油水混合比，操作方便快捷，智能化程度高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于筑路机械
，具体是一种路面冷再生机泡沫浙青发生装置智能控制系统。
技术介绍
浙青路面冷再生施工过程中，铣拌混合料中泡沫浙青的混合质量直接影响新路面的成型质量。然而泡沫浙青的发泡质量是控制浙青混合料质量的一个关键因素。泡沫浙青的发泡质量用膨胀率和半衰期来评价，高的膨胀率和长的半衰期可以使泡沫浙青在最佳发泡状态下泡沫保持的时间较长而且比较多，可以有充分的时间和铣拌料混合，可以得到高质量的浙青混合路面。因此，严格的控制路面冷再生机泡沫浙青发泡装置的发泡质量，确保 有良好的膨胀率和半衰期，具有非常重要的意义。在目前使用浙青路面冷再生的粘接剂主要有泡沫浙青和乳化浙青。乳化浙青是通过使用乳化剂的化学方法改变浙青的状态，这种方法不仅成本较高而且化学试剂易对环境产生污染。泡沫浙青则是通过水遇高温汽化的物理方法获得的。但是泡沫浙青的发生装置也多为像浙青供应站的大型机械，泡沫浙青的性能和利用率都得不到提高，生产效率也不高。因此设计出一个针对车载泡沫浙青发生装置的智能控制系统，对实现泡沫浙青车载精确控制提高工作效率和路面质量具有很重要的意义。
技术实现思路
为克服已有技术的上述不足，本技术提供一种操作方便快捷、智能化程度高、可靠性高、控制精度高的路面冷再生机泡沫浙青发生装置智能控制系统。本技术是以如下技术方案实现的它包括信号采集部分，控制器主机，系统控制信号驱动模块；供电电源以及人机交互模块；信号采集部分和系统控制信号驱动模块分别与控制器主机的IO 口连接；所述的信号采集部分包括车速传感器、铣拌深度传感器、发泡水泵转速传感器、浙青泵转速传感器和测量浙青温度的温度传感器；所述的系统控制信号驱动模块包括控制发泡水泵转速的比例放大器A和电液比例阀A，控制浙青泵转速的比例放大器B和电液比例阀B，伴热电缆驱动电路；上述各传感器输出的脉冲信号分别经过对应的信号处理电路与控制器主机的IO 口连接；控制器主机接收来自信号采集部分的车辆速度信号、转子铣拌深度信号以及浙青泵和发泡水泵转速信号进行分析处理并通过相应的比例放大器和电液比例阀控制浙青泵、发泡水泵的转速调节浙青和发泡水的混合比例，产生高质量的泡沫浙青；控制器主机接收浙青温度信号，分析处理控制浙青管伴热电缆，实现对发泡浙青温度的控制。控制原理是车速传感器输出脉冲信号经过信号处理电路输入到控制器主机上；铣拌深度测量传感器输出的电压信号经过放大、滤波、阻抗变化处理后连接到控制器主机的模拟量输入口上；浙青泵、发泡水泵的转速测量传感器输出脉冲信号经过信号处理电路后连接到控制器主机IO 口上；温度传感器输出的电信号经过冷端补偿、放大、滤波、阻抗变换后接入到控制器主机模拟量输入口上。浙青泵、发泡水泵转速的控制采用将控制信号通过控制器主机经过锁存器和两路数/模转换和信号调理电路分别接入到两个电液比例阀的比例放大器上，来分别控制浙青泵和发泡水泵液压回路的流量进而控制浙青泵和发泡水泵的转速精确控制流量，并通过泵转速传感器对流量进行反馈。浙青温度控制采用控制器主机输出的数字信号经过光电耦合器和继电器驱动连接到伴热电缆上，控制伴热电缆的启停来达到控制浙青温度的目的。本技术的有益效果是采用了现代电子控制技术和反馈闭环控制方法，大大提高了控制系统的精度和稳定性。控制器实时对车辆速度，转子铣拌深度和浙青、发泡水的流量以及浙青的温度进行监测，确保发泡质量。控制系统还可根据路面实际情况设置修改控制参数，自动实现准确的油水混合比，操作方便快捷，智能化程度高。附图说明图I是本技术的测控原理框图； 图2是本技术的电路框图；图3是电源模块电路图；图4是铣拌深度传感器处理电路图；图5是热电偶温度处理电路图；图6是车辆速度脉冲信号采集电路图；图7是浙青泵转速传感器信号处理电路图；图8是发泡水泵转速传感器信号处理电路图；图9是伴热电缆驱动电路图；图10是控制信号驱动模块电路图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图I所示，路面冷再生机泡沫浙青发生装置智能控制系统由控制主机、车速度传感器，铣拌深度传感器、发泡水泵转速传感器、浙青泵转速传感器、测量浙青温度的温度传感器、比例放大器、电液比例阀、供电电源以及人机交互模块组成。如图2所示，整个控制系统的主电路由电源模块、热电偶传感器调理电路、铣拌深度传感器调理电路、车辆速度传感器脉冲信号采集电路、浙青泵速度脉冲信号采集电路、发泡水泵速度脉冲信号采集电路、LCD液晶显示模块、浙青泵和发泡水泵的比例放大器驱动电路以及浙青管路伴热电缆驱动电路组成。控制器主机采用单片机电路，单片机选用AVR的ATmegal28,单片机扩展有IXD12864液晶显示和4位独立按键键盘，还有LED报警指示灯和蜂鸣器。所述的车辆速度采用霍尔速度传感器，通过霍尔传感器利用霍尔电磁效应产生的电脉冲来测量速度。所述的铣拌深度传感器采用旋转电位计，安装在铣拌转子摇臂上，具体为高精密铠装角度传感器，来实现对冷再生机铣拌摇臂的偏转角的测量，之后再利用三角函数关系计算出转子的统拌深度。计算公式如d=d2-dl=l (cosm-cosn),其中I为摇臂的长度，m、n为偏转前后摇臂与水平方向的角度。所述的发泡水泵转速测量传感器和浙青泵转速测量传感器均采用光电编码器，具体选用增量式旋转编码器，编码器为增量式五线制。所述的测量浙青温度的温度传感器采用热电偶，具体选用了固定法兰盘热电偶。由于霍尔传感器需要+12V直流电源供电，而光电编码器需要+5V直流电源供电，因此需要分别设计24V转12V，24V转5V两套电源模块来给整个系统供电。供电电源采用24V车载蓄电池供电，通过24V转+12V和24V转+5V的电源模块对系统的电子元器件进行供电。所述的电源模块由TIP32和7805稳压芯片组成。热电偶传感器调理电路输出模拟量接在单片机的ADCO模数转换引脚，铣拌深度传感器调理电路输出的模拟量接在单片机的ADCl引脚。车辆速度、浙青泵速度和发泡水泵速度三个速度信号的传感器输出的都是数字脉冲信号，由单片机的外部中断来捕捉，分别接在单片机的INT0、INT2和INT4管脚。单片机的PA 口用来作为LCD的数据输出端，PC 口则通过两个锁存器分别控制浙青泵和发泡水泵的比例放大器的驱动电路。PE2 口通过输出高低电平来控制伴热电缆的开启和停止。电液比例阀A 和电液比例阀B采用16通径的三位四通先导式高性能电液比例方向阀，与之配套的是相应型号的比例放大器A和比例放大器B。控制系统采用IXD12864液晶屏显示控制信息，采用4个独立按键用作参数设置，还用两个LED指示灯和一个蜂鸣器提示系统报警信息。本系统电源采用车载24V电源，并配有24V转5V直流电源模块，24V转12V直流电源转换模块。伴热电缆的供电采用发动机轴带发电机输出的交流电来实现。其中，电源模块分为24V转+5V电源模块和24V转+12V电源模块，由于两个电源模块的使用原理相同仅仅是使用的一块稳压芯片型号不一样，所以在这里只介绍24V转+5V电源模块。如图3所示，TIP32是一块大功率PNP型三极管，该三极管的集电极和发射极分别连接电源系统的VCC端和GND接地端。L7805是一块+5V的稳压芯片，其中芯片的I脚IN输入端接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路面冷再生机泡沫沥青发生装置智能控制系统，其特征在于：它包括信号采集部分，控制器主机，系统控制信号驱动模块；供电电源以及人机交互模块；信号采集部分和系统控制信号驱动模块分别与控制器主机的IO口连接；所述的信号采集部分包括车速传感器、铣拌深度传感器、发泡水泵转速传感器、沥青泵转速传感器和测量沥青温度的温度传感器；所述的系统控制信号驱动模块包括控制发泡水泵转速的比例放大器A和电液比例阀A，控制沥青泵转速的比例放大器B和电液比例阀B，伴热电缆驱动电路；上述各传感器输出的脉冲信号分别经过对应的信号处理电路与控制器主机的IO口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海，李威，孙文忠，麻栩松，杨成，
申请(专利权)人：徐州锐马重工机械有限公司，中国矿业大学，
类型：实用新型
国别省市：