CN114482170A - 一种双轮铣槽机控制方法、***、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双轮铣槽机控制方法、***、电子设备和存储介质，属于工程机械技术领域，包括：S10：获取期望工况参数以及设备运行参数，根据设备运行参数计算实时工况参数；S20：根据期望工况参数和实时工况参数计算控制反馈量；S30：判断实时工况参数中的一个或多个是否超出期望工况参数，若是，则发出报警信号，并根据控制反馈量实时调整实时工况参数；若否，则直接根据控制反馈量实时调整实时工况参数。本发明提供的一种双轮铣槽机控制方法，利用控制反馈量对实时工况参数进行调整，满足双轮铣槽机的运行需求，当实时工况参数超出期望工况参数时进行报警，提醒工作人员关注设备的运行异常，保证设备安全运行。

Description

一种双轮铣槽机控制方法、***、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种双轮铣槽机控制方法、***、电子设备和存储介质。

背景技术

双轮铣槽机是一种地下连续墙施工专用设备，具有成槽施工效率高、成槽精度高、孔形规则、安全环保、适应地层地质范围广等优点。

目前，双轮铣槽机在施工过程中，大多采用手动设定施工控制参数或部分参数自动调节的控制方式，实现双轮铣槽机非自动或半自动化施工，容易造成双轮铣槽机控制不及时，并且，当设备运行参数超出预定参数时，不能报警提醒并自动调节参数，易造成设备损坏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的双轮铣槽机控制不及时，并且不能报警提醒并自动调节参数，易造成设备损坏的缺陷，从而提供一种双轮铣槽机控制方法、***、电子设备和存储介质。

为了解决上述问题，本发明提供了一种双轮铣槽机控制方法，包括步骤S10：获取期望工况参数以及设备运行参数，根据设备运行参数计算实时工况参数；S20：根据期望工况参数和实时工况参数计算控制反馈量；S30：判断实时工况参数中的一个或多个是否超出期望工况参数，若是，则发出报警信号，并根据控制反馈量实时调整实时工况参数；若否，则直接根据控制反馈量实时调整实时工况参数。

可选地，期望工况参数包括以下参数中的一个或多个：进给速度上限值、进给速度下限值、铣轮转速初始值、进给加速度预设值、进给力上限值和铣轮扭矩上限值；设备运行参数包括以下参数中的一个或多个：卷扬速度、卷扬拉力、铣轮转速和主泵压力；实时工况参数包括以下参数中的一个或多个：实时进给力、实时进给速度、实时进给加速度和实时铣轮扭矩。

可选地，步骤S30包括：判断实时进给力是否超出进给力上限值、实时进给加速度是否超出进给加速度预设值以及实时铣轮扭矩是否超出铣轮扭矩上限值，若是，则发出报警信号，并调整实时进给速度下降和实时铣轮转速下降；若否，判断实时进给速度是否超出进给速度上限值，若是超出进给速度上限值，则调整实时进给速度下降；若否，判断实时进给速度是否低于进给速度下限值，若是低于进给速度下限值，则调整实时进给速度上升，并调整实时进给速度趋于进给速度上限值。

可选地，在调整实时进给速度下降时，同步降低泥浆泵排量；在调整实时进给速度上升时，同步提升泥浆泵排量。

可选地，双轮铣槽机控制方法还包括步骤S00：选择双轮铣槽机自动控制模式，判断双轮铣槽机的实际工况是否满足自动施工条件，若是，则运行自动控制模式；若否，则自动对实际工况进行调整。

可选地，双轮铣槽机的实际工况包括卷扬拉力和刀架垂直度。

本发明还提供了一种双轮铣槽机控制***，包括：人机交互单元，用于输入期望工况参数；信号采集单元，用于采集设备运行参数；报警单元，用于发出警报；控制单元，用于接收期望工况参数和设备运行参数，计算实时工况参数和控制反馈量，控制报警单元报警，并对实时工况参数进行调整。

可选地，信号采集单元包括卷扬编码器、卷扬拉力传感器以及主泵压力传感器。

本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现上述的双轮铣槽机控制方法的步骤。

本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的双轮铣槽机控制方法的步骤。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的一种双轮铣槽机控制方法，设置有自动控制模式，在使用自动控制模式时，可以将采集到的设备运行参数转化为实时工况参数，并将实时工况参数与预先输入的期望工况参数进行对比计算，以得出控制反馈量，并利用控制反馈量对实时工况参数进行调整，以满足双轮铣槽机的运行需求，并且，当实时工况参数超出期望工况参数时进行报警，以提醒工作人员关注设备的运行异常，保证设备安全运行。

2.本发明提供的一种双轮铣槽机控制方法，通过双轮铣槽机的卷扬速度、卷扬拉力、铣轮转速和主泵压力计算获得双轮铣槽机的进给力、进给速度和铣轮扭矩，并通过进给速度计算出进给加速度，通过监测并调控进给力、进给速度、进给加速度以及铣轮扭矩，保证双轮铣槽机稳定运行。

3.本发明提供的一种双轮铣槽机控制方法，首先保证进给力、进给加速度和铣轮扭矩不超过预定上限，以保证双轮铣槽机在安全稳定的工况下运行，然后，再将进给速度控制在不超过进给速度上限但逐渐趋于上限，以提高施工效率。

4.本发明提供的一种双轮铣槽机控制方法，在调节实时进给速度的同时，同步调节泥浆泵排量，保证进给速度上升时，泥浆泵能将产生的泥浆完全排出，在进给速度下降时，泥浆产生少，降低泥浆泵的排量，以降低耗能，避免能源浪费。

5.本发明提供的一种双轮铣槽机控制方法，若是需要进行双轮铣槽机的自动控制，实际工况需要满足自动施工条件，或将实际工况自动调整至满足自动施工条件，保证双轮铣槽机施工的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的双轮铣槽机的控制流程图；

图2示出了本发明实施例2提供的双轮铣槽机控制***的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示的双轮铣槽机控制方法的一种具体实施方式，包括如下步骤：

S00：选择双轮铣槽机的控制模式。

其中，双轮铣槽机的控制模式包括自动控制模式和手动控制模式，自动控制模式即为双轮铣槽机自动进行调节，以满足运行需求，手动控制模式为工作人员手动对双轮铣槽机的运行进行调整。

当选择自动控制模式时，判断双轮铣槽机的实际工况是否满足自动施工条件，

若是，则运行自动控制模式；

若否，则自动对实际工况进行调整。

其中，双轮铣槽机的实际工况包括卷扬拉力和刀架垂直度等。也即，需要判断卷扬拉力是否处于合理范围、刀架是否垂直等。

若是需要进行双轮铣槽机的自动控制，实际工况需要满足自动施工条件，或将实际工况自动调整至满足自动施工条件，保证双轮铣槽机施工的安全性。

S10：获取期望工况参数以及设备运行参数，根据设备运行参数计算实时工况参数。

S20：根据期望工况参数和实时工况参数计算控制反馈量。

其中，期望工况参数包括以下参数：进给速度上限值、进给速度下限值、铣轮转速初始值、进给加速度预设值、进给力上限值和铣轮扭矩上限值；

设备运行参数包括以下参数：卷扬速度、卷扬拉力、铣轮转速和主泵压力；

实时工况参数包括以下参数：实时进给力、实时进给速度、实时进给加速度和实时铣轮扭矩。

值得说明的是，通过主泵压力可以换算得出铣轮扭矩。

通过双轮铣槽机的卷扬速度、卷扬拉力、铣轮转速和主泵压力计算获得双轮铣槽机的进给力、进给速度和铣轮扭矩，并通过进给速度计算出进给加速度，通过监测并调控进给力、进给速度、进给加速度以及铣轮扭矩，保证双轮铣槽机稳定运行。

具体的，对进给力、进给速度、进给加速度和铣轮扭矩，与卷扬速度、卷扬拉力、铣轮转速和主泵压力之间的关系进行说明：

进给力：F＝G-F_浮-F_拉，其中，G为刀架重力，F_浮为刀架浮力，F_拉为卷扬拉力；

进给速度，即为卷扬速度：V＝D/t，其中，D为进给深度，t为进给时间；

进给加速度，即为卷扬加速度：V＝D/t²，其中，D为进给深度，t为进给时间；

铣轮扭矩：T＝P*v/2π，其中，P为主泵压力，v为铣轮马达排量(v为铣轮马达的已知参数)。

值得说明的是，在理想工况下，进给加速度的期望值应该趋近于0，说明卷扬机构在平稳的下放刀架，刀架的下落过程不存在突变。当在施工过程中，铣轮遇到较硬的岩层时，通过降低铣轮转速来提升铣轮扭矩，避免憋压，保证施工效率，保证设备安全。

S30：判断实时工况参数中的一个或多个是否超出期望工况参数，若是，则发出报警信号，并根据控制反馈量实时调整实时工况参数；

若否，则直接根据控制反馈量实时调整实时工况参数。

在使用自动控制模式时，可以将采集到的设备运行参数转化为实时工况参数，并将实时工况参数与预先输入的期望工况参数进行对比计算，以得出控制反馈量，并利用控制反馈量对实时工况参数进行调整，以满足双轮铣槽机的运行需求，并且，当实时工况参数超出期望工况参数时进行报警，以提醒工作人员关注设备的运行异常，保证设备安全运行。

具体的，步骤S30包括：

判断实时进给力是否超出进给力上限值、实时进给加速度是否超出进给加速度预设值以及实时铣轮扭矩是否超出铣轮扭矩上限值，

若是，则发出报警信号，并调整实时进给速度下降和实时铣轮转速下降；

若否，判断实时进给速度是否超出进给速度上限值，若是超出进给速度上限值，则调整实时进给速度下降；

若否，判断实时进给速度是否低于进给速度下限值，若是低于进给速度下限值，则调整实时进给速度上升，并调整实时进给速度趋于进给速度上限值。

值得说明的是，在自动控制模式下，进给速度会实时调节，一般不会出现超出上限值的情况，因此，可以不对进给速度超出上限值进行报警设置，当然，也可以在进给速度超出上限值时设置报警提示或文字提示。当实时进给速度在进给速度的下限值和上限值之间时，可以适当调整提升实时进给速度，以使实时进给速度趋于进给速度上限值，从而提高施工效率。

需要进一步说明的是，通过调节实时进给速度，即可对实时进给力和实时进给加速度进行调节；通过调节实时铣轮转速，即可对实时铣轮扭矩进行调节。

首先保证进给力、进给加速度和铣轮扭矩不超过预定上限，以保证双轮铣槽机在安全稳定的工况下运行，然后，再将进给速度控制在不超过进给速度上限但逐渐趋于上限，以提高施工效率。

并且，在调整实时进给速度下降时，同步降低泥浆泵排量；在调整实时进给速度上升时，同步提升泥浆泵排量。

在调节实时进给速度的同时，同步调节泥浆泵排量，保证进给速度上升时，泥浆泵能将产生的泥浆完全排出，在进给速度下降时，泥浆产生少，降低泥浆泵的排量，以降低耗能，避免能源浪费。

值得说明的是，在施工过程中，泥浆的产生量与进给速度呈正相关，将进给速度与泥浆泵的排量同步进行调节，既能保证泥浆正常排出，又能节约能耗。

需要说明的是，在调整进给速度时，实际为调整卷扬电磁阀的排量；在调整铣轮转速时，实际为调整铣轮电磁阀的排量；在调整泥浆泵排量时，实际为调整泥浆泵电磁阀的排量。并且，电磁阀的排量与电磁阀的排量电流呈正相关，因此，通过平缓的提升或降低各个电磁阀的排量电流即可对各个电磁阀的排量进行调节。

双轮铣槽机控制方法还包括步骤S20’：运行手动控制模式。

实施例2

如图2所示的双轮铣槽机控制***的一种具体实施方式，包括：人机交互单元、信号采集单元、报警单元和控制单元，人机交互单元、信号采集单元以及报警单元均与控制单元电性连接。其中，

人机交互单元可以为触控显示屏，用于输入并显示期望工况参数，还可以显示报警文字提示；

信号采集单元用于采集设备运行参数，信号采集单元包括卷扬编码器、卷扬拉力传感器以及主泵压力传感器。

报警单元用于发出警报，报警单元可以为声光报警器；

控制单元为控制器，用于接收期望工况参数和设备运行参数，计算实时工况参数和控制反馈量，控制报警单元报警，并对实时工况参数进行调整。

具体的，控制单元发出阀控信号，以对双轮铣槽机的液压执行机构进行控制，液压执行机构包括卷扬电磁阀、铣轮电磁阀、泥浆泵排量电磁阀以及主泵排量电磁阀。

利用触控显示屏实现人机交互，不仅可以实现自动控制模式确认和期望参数设置等操作，而且能够实时显示当前施工状态信息和文字报警信息，提高***的可操作性和安全性。信号采集单元采用高速传感器，能够实时采集工况信息并传输至控制单元处理。声光报警器可在自动控制模式处于较危险的工况时发出声光报警提示，及时提醒工作人员，保证人员和设备安全。控制单元作为控制***的核心，实现与其他单元的实时通讯，实现双轮铣槽机平稳高效自动施工的控制目标。液压执行机构是控制***的执行机构，由液压泵、电磁阀、液压马达等组成，在本***中，接收控制器的阀控信号，以实现设备的具体施工。

在使用实施例1和实施例2的双轮铣槽机控制方法和***时，首先，设备自动检测判断是否满足自动施工工况，若是满足，触控显示屏显示“是否进入自动控制模式？”，工作人员点击屏幕确认进入自动控制模式；然后，触控显示屏跳转至参数设置界面，工作人员输入进给速度上限值、进给速度下限值、铣轮转速初始值、进给加速度预设值、进给力上限值和铣轮扭矩上限值，即可开始施工。在自动施工过程中，控制单元根据信号采集单元采集到的卷扬速度、卷扬拉力、铣轮转速和主泵压力计算实时进给力、实时进给速度、实时进给加速度和实时铣轮扭矩，并且计算控制反馈量以根据控制反馈量实时调整实时工况参数，并在实时进给力、实时进给加速度和实时铣轮扭矩超过上限时，通过声光报警器进行报警以及通过触控显示屏进行报警文字提示。若在自动控制模式下，控制单元根据采集到的实时工况信号判断当前设备不满足自动施工工况，则向触控显示屏发送指令，触控显示屏显示“当前设备不满足自动施工条件”文字提示，同时控制单元适当调节阀控信号，使设备施工尽量稳定。当出现提示或不需要设备自动施工时，工作人员可点击屏幕按键退出自动控制模式。

实施例3

本实施例提供了电子设备的一种具体实施方式，包括至少一个处理器以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行实施例1的双轮铣槽机控制方法。

在本实施例中，处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor)，DSP、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

在本实施例中，存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实施例4

本实施例提供了存储介质的一种具体实施方式，该存储介质上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现实施例1的双轮铣槽机控制方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

根据上述描述，本专利申请具有以下优点：

1.双轮铣槽机在施工过程中可以根据采集到的卷扬拉力、进给深度及主泵压力值进行判断，并自动调节进给速度、铣轮转速和泥浆泵排量，实现实时平稳控制，保证效率的同时避免因控制不平稳造成的设备损坏；

2.当双轮铣槽机施工进给力、进给加速度或铣轮扭矩超过上限时，发出警示，并及时降低进给速度和铣轮转速，实现对设备的保护。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种双轮铣槽机控制方法，其特征在于，包括步骤：

S10：获取期望工况参数以及设备运行参数，根据所述设备运行参数计算实时工况参数；

S20：根据所述期望工况参数和所述实时工况参数计算控制反馈量；

S30：判断所述实时工况参数中的一个或多个是否超出所述期望工况参数，

若是，则发出报警信号，并根据所述控制反馈量实时调整所述实时工况参数；

若否，则直接根据所述控制反馈量实时调整所述实时工况参数。

2.根据权利要求1所述的双轮铣槽机控制方法，其特征在于，所述期望工况参数包括以下参数中的一个或多个：进给速度上限值、进给速度下限值、铣轮转速初始值、进给加速度预设值、进给力上限值和铣轮扭矩上限值；

所述设备运行参数包括以下参数中的一个或多个：卷扬速度、卷扬拉力、铣轮转速和主泵压力；

所述实时工况参数包括以下参数中的一个或多个：实时进给力、实时进给速度、实时进给加速度和实时铣轮扭矩。

3.根据权利要求2所述的双轮铣槽机控制方法，其特征在于，步骤S30包括：

判断实时进给力是否超出进给力上限值、实时进给加速度是否超出进给加速度预设值以及实时铣轮扭矩是否超出铣轮扭矩上限值，

若是，则发出报警信号，并调整实时进给速度下降和实时铣轮转速下降；

若否，判断实时进给速度是否超出进给速度上限值，若是超出进给速度上限值，则调整实时进给速度下降；

若否，判断实时进给速度是否低于进给速度下限值，若是低于进给速度下限值，则调整实时进给速度上升，并调整实时进给速度趋于进给速度上限值。

4.根据权利要求3所述的双轮铣槽机控制方法，其特征在于，在调整实时进给速度下降时，同步降低泥浆泵排量；在调整实时进给速度上升时，同步提升泥浆泵排量。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的双轮铣槽机控制方法，其特征在于，所述双轮铣槽机控制方法还包括步骤S00：

选择双轮铣槽机自动控制模式，判断双轮铣槽机的实际工况是否满足自动施工条件，

若是，则运行自动控制模式；

若否，则自动对实际工况进行调整。

6.根据权利要求5所述的双轮铣槽机控制方法，其特征在于，双轮铣槽机的实际工况包括卷扬拉力和刀架垂直度。

7.一种双轮铣槽机控制***，其特征在于，包括：

人机交互单元，用于输入期望工况参数；

信号采集单元，用于采集设备运行参数；

报警单元，用于发出警报；

控制单元，用于接收期望工况参数和设备运行参数，计算实时工况参数和控制反馈量，控制报警单元报警，并对实时工况参数进行调整。

8.根据权利要求7所述的双轮铣槽机控制***，其特征在于，信号采集单元包括卷扬编码器、卷扬拉力传感器以及主泵压力传感器。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现如权利要求1-6中任意一项所述的双轮铣槽机控制方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-6中任意一项所述的双轮铣槽机控制方法的步骤。

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