沥青摊铺机电控节能控制方法及控制系统与流程

本发明涉及摊铺机，具体而言，涉及一种沥青摊铺机电控节能控制方法及控制系统。

背景技术：

1、沥青摊铺机是高速公路、城市道路等建设中不可或缺的重要工具，它能够将沥青混合料均匀地铺设在路基上，形成平整、密实的路面。摊铺机的熨平板在施工浮动状态下，保证摊铺速度稳定为前提，充分利用发动机功率和摊铺机的各个部件间联动配合，摊铺出其达到厚度、宽度、密实度和平整度要求的路面，并发挥出摊铺机的最大生产率。国家生态环境局规定，非道路移动机械国家第四阶段排放标准，于2022年12月1日起正式实施，所有生产、进口和销售的560kw以下（含560kw）非道路移动机械及其装用的柴油机须满足国家第四阶段排放标准要求。摊铺机属于非道路机械，也必须严格执行政策。国四发动机的电控系统由专业的emr电脑控制，可通过控制发动机转速，实现输出规定扭矩和功率。其所指的emr内部参数，如发动机扭矩百分比可体现当前转速下发动机的实际带载能力；扭矩百分比低，说明发动机输出功率过大，能耗浪费；扭矩百分比高，说明发动机输出功率过小，不能满足当前转速工况。只有控制扭矩百分比在一个相对平衡的位置，才能达到既满足施工工况，又达到节能降耗的目的。

2、摊铺机在实际工况中，往往没有工作在额定负载下，实际对发动机的输出功率需求并不高。布料器、刮板等功能随料位高低启动或停止，而非一直触发；振动和夯锤也基本工作在一个较低的频率，远没有达到最大频率。但实际摊铺作业中，操作手因没有相关参考依据，为保证施工效率，往往是控制发动机转速至最大速，确保了发动机功率和扭矩的输出，却使得发动机工作在燃油消耗率很高的区间，燃油消耗非常大，丧失燃油经济性，不经济环保，施工成本过高。

3、专利（申请号200610136984.1）公开了一种摊铺机的节能控制方法，将摊铺工作时的预设摊铺厚度、摊铺宽度、摊铺速度输入控制器单元的发动机工作点配置单元中，控制器单元依此得到发动机预设转速值，控制器单元根据所得到的发动机预设转速值对摊铺机发动机进行调节，从而使摊铺机的实际转速等于预设转速值。该申请未考虑不同配比下沥青物料的材料份子间阻尼，对摊铺机熨平板负载的判断，缺乏有力支撑，控制误差很大，同时对操作人员的要求过高，不适于具体摊铺机控制应用。

4、专利（申请号201020553094.2）提供了一种摊铺机发动机转速控制系统及具有其的摊铺机，该摊铺机发动机转速控制系统包括：发动机转速模式选择装置，包括：发动机转速模式选择触发件；发动机转速模式选择感应件，在发动机转速模式选择触发件的触发下产生发动机转速模式信号；发动机转速控制器，根据发动机转速模式信号控制发动机在相应的转速模式下以相应转速工作。该申请所提供资料中并未具体公布摊铺机工作负载检测装置的专利保护内容，过于笼统概述；且该申请操作系统设置了多种模式下的转速控制方案，对操作操作人员的主观经验判断依赖过多，控制判断失误的话，起不到节约能耗的目的。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种沥青摊铺机电控节能控制方法及控制系统，以至少解决现有技术中的沥青摊铺机的发动机转速调整依靠人工且不能节能降耗的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种沥青摊铺机电控节能控制方法及控制系统。

3、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种沥青摊铺机电控节能控制方法，包括：

4、步骤s102：获取沥青摊铺机的发动机参数；

5、步骤s104：将发动机功率与油耗的最经济比的发动机转速设置为节能模式转速起点值；

6、步骤s106：实时获取沥青摊铺机各分系统电流值和发动机扭矩百分比；

7、步骤s108：当发动机转速大于节能模式转速起点值时，比较各分系统电流值和标定最大驱动电流；

8、步骤s110：若各分系统电流值其中一项大于等于标定最大驱动电流，则提升发动机转速直至各分系统电流值均小于标定最大驱动电流；

9、步骤s112：若各分系统电流值均小于标定最大驱动电流，则根据发动机扭矩百分比调整发动机转速。

10、进一步地，步骤s110若各分系统电流值其中一项大于等于标定最大驱动电流，则提升发动机转速直至各分系统电流值均小于标定最大驱动电流，包括：

11、若提升发动机转速至最大转速后仍存在各分系统电流值其中一项大于等于标定最大驱动电流，则发动机转速保持为最大转速。

12、进一步地，步骤s112若各分系统电流值均小于标定最大驱动电流，则根据发动机扭矩百分比调整发动机转速，包括：

13、发动机扭矩百分比小于65%或在高转时保持小于65%超过30s，调整发动机转速至1600rpm；

14、发动机扭矩百分比处于65%~90%之间，调整发动机转速至1600rpm~1800rpm之间；

15、发动机扭矩百分比大于90%超过3s，调整发动机保持在1800rpm。

16、根据本发明的另一方面，提供了一种沥青摊铺机电控节能控制系统，包括：行走单元、布料单元、刮板单元、振捣单元、夯锤单元、电加热单元、反馈单元以及控制单元；行走单元与摊铺机的液压行走马达连接，行走单元用于调节液压行走马达的驱动电流；布料单元与摊铺机的螺旋布料器连接，布料单元用于调节螺旋布料器的驱动电流；刮板单元与摊铺机的刮板连接，刮板单元用于调节刮板的驱动电流；振捣单元与摊铺机的振捣泵连接，振捣单元用于调节振捣泵的驱动电流；夯锤单元与摊铺机的夯锤泵连接，夯锤单元用于调节振捣泵的驱动电流；电加热单元与摊铺机的电加热熨平板连接，电加热单元用于调节电加热熨平板的驱动电流；反馈单元与液压行走马达、螺旋布料器、刮板、振捣泵、夯锤泵以及电加热熨平板均连接，反馈单元设置有反馈电路；控制单元与行走单元、布料单元、刮板单元、振捣单元、夯锤单元、电加热单元以及反馈单元均连接以控制调节，控制单元还与摊铺机的电喷发动机连接以调节电喷发动机的转速。

17、进一步地，沥青摊铺机电控节能控制系统还包括：操作面板，操作面板与控制单元连接，操作面板用于编辑并发送控制指令至控制单元。

18、进一步地，行走单元设置有行走速度传感器；布料单元设置有布料器超声波传感器；刮板单元设置有刮板料位角度传感器；振捣单元设置有振捣转速传感器；夯锤单元设置有夯锤转速传感器。

19、进一步地，反馈单元包括：液压行走马达电流反馈电路、螺旋布料器电磁阀电流反馈电路、刮板电磁阀电流反馈电路、振捣泵电流反馈电路以及夯锤泵电流反馈电路；液压行走马达电流反馈电路与液压行走马达和控制单元均连接，液压行走马达电流反馈电路用于检测液压行走马达的反馈电流并发送至控制单元；螺旋布料器电磁阀电流反馈电路与螺旋布料器和控制单元均连接，螺旋布料器电磁阀电流反馈电路用于检测螺旋布料器的反馈电流并发送至控制单元；刮板电磁阀电流反馈电路与刮板和控制单元均连接，刮板电磁阀电流反馈电路用于检测刮板的反馈电流并发送至控制单元；振捣泵电流反馈电路与振捣泵和控制单元均连接，振捣泵电流反馈电路用于检测振捣泵的反馈电流并发送至控制单元；夯锤泵电流反馈电路与夯锤泵和控制单元均连接，夯锤泵电流反馈电路用于检测夯锤泵的反馈电流并发送至控制单元。

20、进一步地，控制单元与电喷发动机采用can总线连接。

21、本发明技术方案的一种沥青摊铺机电控节能控制方法及控制系统，控制方法包括：获取沥青摊铺机的发动机参数；将发动机功率与油耗的最经济比的发动机转速设置为节能模式转速起点值；实时获取沥青摊铺机各分系统电流值和发动机扭矩百分比；当发动机转速大于节能模式转速起点值时，比较各分系统电流值和标定最大驱动电流；若各分系统电流值其中一项大于等于标定最大驱动电流，则提升发动机转速直至各分系统电流值均小于标定最大驱动电流；若各分系统电流值均小于标定最大驱动电流，则根据发动机扭矩百分比调整发动机转速。本发明在保证沥青摊铺机路面正常施工的前提下，结合电喷发动机的燃油消耗比，做数据曲线拟合，采用动态卡尔曼滤波算法，输出稳定的发动机转速。