RU2398929C1

RU2398929C1 - Method of operating control system for mobile distributor of road coat processing materials and control system to this end

Info

Publication number: RU2398929C1
Application number: RU2009116823/11A
Authority: RU
Inventors: Григорий Михайлович Белоцерковский (RU); Григорий Михайлович Белоцерковский; Эдуард Викторович Ахрамеев (RU); Эдуард Викторович Ахрамеев; Сергей Борисович Карякин (RU); Сергей Борисович Карякин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Экомтех-Трейдинг"
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2010-09-10
Also published as: CN101881011A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: in compliance with proposed method, experimental or designed method is used to obtain dependence of material distributor actuator hydraulic drive rpm upon type of used materials and current of pulse-width modulators drawn in circuits of proportional electromagnets incorporated with controllers of said actuators. Then dependencies are entered in tabular form in ACS programmable microcontroller memory. Then said tabular data are selectively retrieved from microcontroller memory depending upon preset operating conditions of materials distributor and type of distributed materials. Then signals are generated to control pulse-width modulator current. Note here that constant flow rate work fluid is fed to hydraulic controllers of drive rpm. Proposed system comprises control board arranged on vehicle, control unit that incorporates programmable controller, and vehicle speed electronic transducer.

EFFECT: ACS versatility and higher reliability.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам и средствам, применяемым при зимнем содержании автомобильных дорог, а также при выполнении ремонтов дорожных покрытий. Изобретение может быть использовано в конструкциях мобильных машин для распределения различных технологических материалов, в том числе твердых и жидких реагентов для противогололедной обработки дорог, а также битумных эмульсий при ремонтах дорожных покрытий.The invention relates to methods and means used in the winter maintenance of roads, as well as when performing repairs of road surfaces. The invention can be used in the construction of mobile machines for the distribution of various technological materials, including solid and liquid reagents for deicing processing of roads, as well as bitumen emulsions in the repair of road surfaces.

Известна система управления мобильным распределителем противогололедных материалов, содержащая пульт управления, электронный датчик скорости транспортного средства, блок управления с микроконтроллером, в который введена программа управления, широтно-импульсные модуляторы, которые подключены к пропорциональным электромагнитам гидравлических регуляторов частоты вращения привода исполнительных органов распределителя - подающего конвейера и разбрасывающего диска (RU 18280, опубл. 06.10.2001; DT 2504725 A1, 05.02.1975, опубл. 19.08.1976).A known control system for a mobile distributor of anti-icing materials, comprising a control panel, an electronic vehicle speed sensor, a control unit with a microcontroller, into which a control program is introduced, pulse-width modulators that are connected to proportional electromagnets of hydraulic speed controllers of the drive speed of the actuator of the distributor - feed conveyor and the spreading disk (RU 18280, publ. 10/06/2001; DT 2504725 A1, 02/05/1975, publ. 08/19/1976).

Процесс управления работой известных распределителей заключается в необходимости поддерживать постоянные значения выходных параметров работы исполнительных органов при изменении скорости движения транспортного средства, мгновенное значение которой определяются электронным датчиком скорости. В известных устройствах к каждому гидравлическому регулятору привода исполнительного органа подводится рабочая жидкость от отдельного гидравлического насоса двухконтурной гидравлической системы.The process of controlling the work of known distributors consists in the need to maintain constant values of the output parameters of the executive bodies when the vehicle speed changes, the instantaneous value of which is determined by an electronic speed sensor. In known devices, each hydraulic regulator of the actuator drive is supplied with a working fluid from a separate hydraulic pump of a dual-circuit hydraulic system.

Существенным недостатком двухконтурной системы является ее сравнительная сложность и высокая стоимость, поскольку для такой системы, помимо двух гидравлических насосов высокого давления, необходимо также удвоенное количество рабочей жидкости. Работа известной системы управления обеспечивается наличием датчиков обратной связи, которые вырабатывают электрические сигналы, характеристики которых пропорциональны частоте вращения приводов исполнительных органов. Эти сигналы поступают в микроконтроллер, сравниваются с эталонными значениями для заданных параметров управления и, в случае, если имеется различие, вырабатываются корректирующие импульсы, которые поступают на широтно-импульсные модуляторы. Вследствие этого происходит коррекция тока, протекающего в цепях пропорциональных регуляторов, и частота вращения приводов исполнительных органов изменяется в необходимом направлении.A significant drawback of the dual-circuit system is its comparative complexity and high cost, since for such a system, in addition to two high-pressure hydraulic pumps, it is also necessary to double the amount of working fluid. The operation of the known control system is provided by the presence of feedback sensors that generate electrical signals whose characteristics are proportional to the speed of the actuators. These signals are sent to the microcontroller, compared with the reference values for the given control parameters and, if there is a difference, correcting pulses are generated, which are fed to pulse-width modulators. As a result of this, the current flowing in the circuits of the proportional controllers is corrected, and the speed of the actuator drives changes in the necessary direction.

Как показывают многочисленные практические примеры применения систем регулирования с обратной связью, они обладают серьезными недостатками. Поскольку датчики обратной связи устанавливаются снаружи приводов исполнительных органов, они подвержены негативному влиянию агрессивной окружающей среды, в которой присутствуют соли натрия, кальция и других металлов, вызывающих ускоренную коррозию элементов датчиков, их разгерметизацию и выход из строя. Исполнительные органы распределителей, например, противоголоденых материалов имеют различные динамические характеристики, и требуются различные подходы к осуществлению процессов регулирования, что трудно осуществить на практике в рамках одной системы управления. Это приводит к тому, что, например, разбрасывающий диск, на который поступает противогололедный материал, меняет свои динамические характеристики и обладает высокой инерционностью вращения. При этом зачастую происходит переход верхней и нижней границ установленного диапазона регулирования, и разбрасывающий диск может начать спорадически уменьшать и увеличивать частоту своего вращения. Этот процесс подобен процессу возникновения автоколебаний в динамических системах, полностью исключить который в системах регулирования с обратной связью возможно только при значительном снижении чувствительности системы. Применяемое на практике так называемое "загрубление" сигналов датчиков обратной связи приводит к уменьшению точности регулирования и, соответственно, к уменьшению точности распределения материалов на дорожном покрытии.As numerous practical examples of the application of feedback control systems show, they have serious drawbacks. Since the feedback sensors are installed outside the actuators, they are exposed to the negative effects of the aggressive environment, in which sodium, calcium and other metals are present, which cause accelerated corrosion of the sensor elements, their depressurization and failure. The executive bodies of dispensers, for example, anti-cold materials, have different dynamic characteristics, and different approaches to the implementation of regulatory processes are required, which is difficult to put into practice within the framework of a single control system. This leads to the fact that, for example, the spreading disc, on which the anti-icing material is supplied, changes its dynamic characteristics and has a high inertia of rotation. In this case, the upper and lower boundaries of the established control range often pass, and the spreading disk can sporadically decrease and increase its rotation frequency. This process is similar to the process of the occurrence of self-oscillations in dynamic systems, which can be completely eliminated in control systems with feedback only with a significant decrease in the sensitivity of the system. The so-called "roughening" of the feedback sensor signals used in practice leads to a decrease in the accuracy of regulation and, consequently, to a decrease in the accuracy of the distribution of materials on the road surface.

Описанные известные системы управления используются в распределителе, предназначенном для распределения одного вида материала, при этом для применения системы управления распределителем, который предназначен для распределения другого вида материалов, необходимо перепрограммирование микроконтроллера, что существенно ограничивает универсальность системы в случае смены одного рабочего оборудования распределителя материалов на другое рабочее оборудование, например, при переходе с твердых материалов на жидкие материалы.The described known control systems are used in a distributor designed to distribute one type of material, while to use a control system of a distributor that is designed to distribute another type of material, it is necessary to reprogram the microcontroller, which significantly limits the versatility of the system in case of changing one of the working equipment of the material distributor to another working equipment, for example, when switching from solid materials to liquid materials.

Система автоматического управления, приведенная в источнике DT 2439046 А1, опубл. 26.02.1976, предназначена для обеспечения работы распределителя материалов, имеющих одноконтурную гидравлическую систему. Данная система управления имеет вышеуказанные недостатки в виду наличия датчиков обратной связи, при этом система управления не может также использоваться для различных видов применяемых материалов без существенной ее переработки, в частности перепрограммирования.The automatic control system provided in the source DT 2439046 A1, publ. 02/26/1976, is designed to ensure the operation of the distributor of materials having a single-circuit hydraulic system. This control system has the above disadvantages in view of the presence of feedback sensors, while the control system cannot also be used for various types of materials used without significant processing, in particular reprogramming.

Кроме упомянутых недостатков известные системы управления при их эксплуатации на мобильных распределителях материалов требуют регулярной проверки и настройки. Проверка заключается в том, что опытным путем устанавливают соответствие между задаваемыми с пульта управления параметрами распределения и фактически получаемыми значениями. Проблема, возникающая при такой проверке, состоит в том, что она должна проводиться либо при движении транспортного средства, либо во время его стоянки на месте с поднятым (отключенным) ведущим мостом транспортного средства. Это вызвано необходимостью обязательного получения сигнала от электронного датчика скорости. Выполнение проверки в таких условиях представляет собой трудоемкую, дорогостоящую и, зачастую, небезопасную задачу.In addition to the aforementioned drawbacks, well-known control systems during their operation on mobile material distributors require regular checking and adjustment. The check consists in the fact that empirically establish a correspondence between the distribution parameters set from the control panel and the actual values obtained. The problem arising from such a check is that it must be carried out either when the vehicle is moving or when it is parked in place with the drive axle of the vehicle raised (off). This is due to the need to obtain a signal from an electronic speed sensor. Performing an audit under such conditions is a time-consuming, expensive, and often unsafe task.

Кроме того, в современных условиях эксплуатации мобильных распределителей возникает необходимость контролировать фактические режимы работы мобильных распределителей как после окончания рабочей смены, так и в режиме реального времени, используя системы спутниковой навигации и передачу информации с помощью мобильного GPRS на удаленные устройства, например диспетчерский компьютер. В известных устройствах отсутствует возможность подключения к пульту управления дополнительных внешних устройств, таких как дисковые накопители информации и системы спутниковой навигации в сочетании с системой передачи данных на удаленное устройство. Это сужает функциональные возможности известных систем автоматического управления.In addition, in the current operating conditions of mobile dispensers, it becomes necessary to monitor the actual operating modes of mobile dispensers both after the end of the shift and in real time, using satellite navigation systems and transmitting information using mobile GPRS to remote devices, such as a dispatch computer. In known devices there is no possibility of connecting additional external devices, such as disk storage devices and satellite navigation systems in combination with a data transmission system to a remote device, to the control panel. This limits the functionality of the known automatic control systems.

Техническим результатом изобретения является повышение универсальности системы управления и надежности ее работы.The technical result of the invention is to increase the versatility of the control system and the reliability of its operation.

Другим результатом является снижение трудоемкости и повышение безопасности контроля или проверки работы системы управления, а также расширение функциональных возможностей системы управления.Another result is a decrease in labor intensity and an increase in the security of control or verification of the operation of the control system, as well as an expansion of the functionality of the control system.

Указанные результаты получены способом обеспечения работы системы автоматического управления рабочим процессом мобильного распределителя материалов, например противогололедных реагентов, на дорожное покрытие, который характеризуется тем, что сначала получают опытным или расчетным путем зависимости частот вращения регулируемых гидравлических приводов исполнительных органов распределителя материалов от вида применяемого материала и от силы тока широтно-импульсных модуляторов, протекающего в цепях пропорциональных электромагнитов регуляторов указанных приводов, затем помещают полученные зависимости в виде табличных данных в память программируемого микроконтроллера системы автоматического управления, далее выборочно используют из памяти микроконтроллера хранящиеся в ней табличные данные в зависимости от установленных режимов работы распределителя и вида распределяемого на дорожное покрытие материала, после этого формируют сигналы управления силой тока широтно-импульсных модуляторов, при этом подводят к гидравлическим регуляторам частоты вращения приводов рабочую жидкость с постоянным расходом.These results were obtained by the method of ensuring the operation of the automatic process control system for the mobile distributor of materials, for example anti-icing reagents, on the road surface, which is characterized by the fact that first they are obtained experimentally or by calculating the speed of the adjustable hydraulic drives of the executive organs of the distributor of materials on the type of material used and on current strength of pulse-width modulators flowing in circuits proportional to electromagnet regulators of these drives, then place the obtained dependencies in the form of tabular data in the memory of the programmable microcontroller of the automatic control system, then selectively use the tabular data stored in it in the microcontroller’s memory depending on the set operating modes of the distributor and the type of material distributed on the road surface, then form control signals for the current strength of pulse-width modulators, while connecting to the hydraulic speed controllers dow working fluid with a constant flow rate.

Указанные результаты получены устройством управления рабочим процессом мобильного распределителя материалов, характеризующимся тем, что оно содержит установленный на транспортном средстве пульт управления, электронный датчик скорости движения транспортного средства, подключенный к пульту управления, широтно-импульсные модуляторы, с выходами которых электрически связаны обмотки пропорциональных электромагнитов гидравлических регуляторов частоты вращения исполнительных органов распределителя, регулируемый гидравлический клапан постоянного расхода рабочей жидкости, который сообщен с входами указанных гидравлических регуляторов, соединенный с пультом управления блок управления, содержащий программируемый микроконтроллер со встроенной в него программой для управления работой распределителя, при этом микроконтроллер содержит табличные данные зависимостей частоты вращения соответствующего исполнительного органа распределителя для, по меньшей мере, двух видов распределяемого материала, от силы тока каждого широтно-импульсного модулятора, протекающего в цепях пропорциональных электромагнитов, а пульт управления оснащен средством для выбора необходимых данных в зависимости от установленных режимов работы распределителя и вида применяемых материалов.The indicated results were obtained by the workflow control device of a mobile material distributor, characterized in that it contains a control panel mounted on the vehicle, an electronic vehicle speed sensor connected to the control panel, pulse-width modulators, the outputs of which are electrically connected to the windings of proportional hydraulic electromagnets regulators of frequency of rotation of executive bodies of the distributor, adjustable hydraulic valve n constant flow rate of the working fluid, which is connected to the inputs of the specified hydraulic controllers, a control unit connected to the control panel, containing a programmable microcontroller with a built-in program for controlling the operation of the distributor, while the microcontroller contains tabular data of the dependences of the rotational speed of the corresponding distributor actuator for of at least two types of material to be distributed, from the current strength of each pulse-width modulator flowing in the center ryah proportional electromagnets, and the control panel is equipped with a means for selecting the necessary data depending on the established operating modes of the distributor and the type of materials used.

Пульт управления оснащен электронным симулятором скорости движения транспортного средства, подключенный параллельно к электронному датчику скорости движения транспортного средства.The control panel is equipped with an electronic vehicle speed simulator, connected in parallel to an electronic vehicle speed sensor.

Пульт управления оснащен средством связи с внешними устройствами, например дисковыми накопителями информации и/или устройствами для спутникового позиционирования транспортного средства и передачи данных на удаленное устройство.The control panel is equipped with a means of communication with external devices, for example, disk storage devices and / or devices for satellite positioning of a vehicle and transmitting data to a remote device.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан мобильный распределитель твердых противогололедных материалов, вид сбоку.Figure 1 shows a mobile distributor of solid deicing materials, side view.

на фиг.2 показан мобильный распределитель жидких противогололедных материалов, вид сбоку.figure 2 shows a mobile dispenser of liquid deicing materials, side view.

на фиг.3. показана структурная схема устройства для осуществления способа или система управления работой мобильного распределителя материалов.figure 3. shows a structural diagram of a device for implementing the method or system for controlling the operation of a mobile material dispenser.

Способ поясняется устройством системы автоматического управления рабочим процессом мобильного распределителя материалов для обработки дорожных покрытий. Устройство содержит пульт 1 управления с дисплеем, который установлен на транспортном средстве 2, специальное оборудование распределителя материалов, например бункер 3 для твердых противогололедных материалов (фиг.1) или цистерны 4 для жидких противогололедных материалов (фиг.2). На транспортном средстве 2 распределителя твердых противогололедных материалов (фиг.1) установлен конвейер 5 и разбрасывающий диск 6, которые являются исполнительными органами распределителя твердых материалов. На транспортном средстве 2 распределителя жидких противогололедных материалов (фиг.2) установлен химический насос 7 и разбрасывающий диск 8, которые являются исполнительными органами распределителя жидких материалов.The method is illustrated by the device of the automatic workflow control system of a mobile material dispenser for the processing of pavements. The device comprises a control panel 1 with a display that is mounted on the vehicle 2, special equipment of the material distributor, for example, a hopper 3 for solid deicing materials (Fig. 1) or a tank 4 for liquid deicing materials (Fig. 2). On the vehicle 2 of the distributor of solid deicing materials (Fig. 1), a conveyor 5 and a spreading disc 6 are installed, which are the executive bodies of the distributor of solid materials. On the vehicle 2 dispenser of liquid anti-icing materials (figure 2) installed a chemical pump 7 and a spreading disc 8, which are the executive bodies of the dispenser of liquid materials.

К пульту 1 управления (фиг.3) подключен электронный датчик 9 скорости движения транспортного средства. Блок 10 управления соединен с пультом 1 и содержит программируемый микроконтроллер 11, в который встроена программа управления работой распределителя. Микроконтроллер 11 имеет встроенную оперативную память, в которую помещают необходимые данные для взаимодействия с программой управления. Параллельно электронному датчику 9 к пульту 1 подключен так называемый симулятор 12 скорости движения транспортного средства, представляющий собой генератор электрических импульсов, соответствующих сигналам датчика 9. Пульт 1 управления оснащен средством 13 связи с внешними устройствами, например дисковыми накопителями информации 14 и/или устройством 15 для спутникового позиционирования транспортного средства 2 и передачи данных на удаленное устройство.An electronic sensor 9 of the vehicle speed is connected to the control panel 1 (Fig. 3). The control unit 10 is connected to the remote control 1 and contains a programmable microcontroller 11, in which the control program for the operation of the distributor is integrated. The microcontroller 11 has a built-in random access memory, in which the necessary data is placed for interaction with the control program. In parallel with the electronic sensor 9, a so-called vehicle speed simulator 12 is connected to the console 1, which is an electric pulse generator corresponding to the signals of the sensor 9. The control console 1 is equipped with a means 13 for communication with external devices, for example, disk storage devices 14 and / or a device 15 for satellite positioning of vehicle 2 and transmitting data to a remote device.

Средство 13 связи представляет собой, например, устройство, в котором производится обработка данных, получаемых от микроконтроллера 11, и передача этих данных на внешнее устройство с использованием необходимого интерфейса.The communication device 13 is, for example, a device in which the data received from the microcontroller 11 is processed and these data are transmitted to an external device using the necessary interface.

Устройство или система автоматического управления включает в себя также широтно-импульсные модуляторы 16 и 17. С выходом модулятора 16 электрически связана обмотка пропорционального электромагнита 18 гидравлического регулятора 19, который подключен к исполнительным органам - конвейеру 5 или к насосу 7. С выходом модулятора 17 электрически связана обмотка пропорционального электромагнита 20 гидравлического регулятора 21, который подключен к исполнительным органам - разбрасывающему диску 6 или к разбрасывающему диску 8. Данные, помещаемые в оперативную память микроконтроллера 11, являются табличными данными зависимостей частоты вращения исполнительных органов - конвейера 5 (n_к=f(I_к) или насоса 7 (n_н=f(I_н), а также исполнительных органов - разбрасывающих дисков 6 (n_∂=f(I_∂) или 8 (n_∂1=f(I_∂1) от силы тока широтно-импульсных модуляторов 16 и 17, протекающего в цепях пропорциональных электромагнитов 18 и 20. Указанные зависимости могут быть получены предварительно опытным путем тарировкой и/или расчетным путем. В любом случае табличные данные могут быть получены для различных видов распределяемого материала, отличающихся друг от друга физическими и химическими свойствами и имеющих различное агрегатное состояние - твердое или жидкое. Такими материалами могут быть твердые противогололедные материалы: пескосоляные смеси, химические реагенты или инертные материалы, а также жидкие противогололедные материалы, к которым относятся растворы хлоридов кальция, натрия, магния. Поскольку каждый из видов применяемых материалов оказывает различное воздействие на снежно-ледяные образования на дорожных покрытиях, то режимы их применения значительно отличаются друг от друга и это находит свое отражение при получении указанных выше зависимостей.The automatic control device or system also includes pulse-width modulators 16 and 17. The output of the modulator 16 is electrically connected to the winding of the proportional electromagnet 18 of the hydraulic controller 19, which is connected to the actuators - conveyor 5 or to the pump 7. Electrically connected to the output of the modulator 17 winding of the proportional electromagnet 20 of the hydraulic controller 21, which is connected to the actuators - the spreading disk 6 or to the spreading disk 8. Data placed in the opera The active memory of the microcontroller 11 are tabular data of the dependences of the rotational speed of the actuators - conveyor 5 (n _k = f (I _k ) or pump 7 (n _n = f (I _n ), as well as the actuators - spreading disks 6 (n _∂ = f (I _∂ ) or 8 (n _∂1 = f (I _∂1 ) of the current strength of the pulse-width modulators 16 and 17 flowing in the proportional electromagnet circuits 18 and 20. These dependencies can be obtained previously empirically by calibration and / or by calculation. In any case, tabular data can be obtained for various types of material distributed, differing in physical and chemical properties and having a different state of aggregation - solid or liquid. Such materials can be solid anti-icing materials: sand-salt mixtures, chemicals or inert materials, as well as liquid anti-icing materials, which include solutions of calcium, sodium, and magnesium chlorides. Since each of the types of materials used has a different effect on snow-ice formations on road surfaces, the modes of their use are significantly different from each other and this is reflected in the receipt of the above dependencies.

Пульт 1 оснащен средством для выбора необходимых данных в зависимости от установленных режимов работы и вида применяемых материалов. Таким средством выбора может быть подпрограмма в программе управления работой распределителя, имеющая меню выбора, отражающееся на дисплее пульта 1, или, например, электрические переключатели (не показаны).The console 1 is equipped with a means for selecting the necessary data depending on the established operating modes and the type of materials used. Such a means of selection may be a subprogram in the control program of the distributor, having a selection menu that appears on the display of the console 1, or, for example, electrical switches (not shown).

Гидравлическая часть системы управления содержит гидравлический насос 22 высокого давления, к напорной магистрали которого подключены параллельно предохранительный клапан 23 и перепускной клапан 24. К напорной магистрали насоса присоединен вход регулируемого гидравлического клапана 25 постоянного расхода рабочей жидкости. В клапан 25 встроен регулятор расхода, позволяющий сбрасывать излишек рабочей жидкости в масляный бак 26 при увеличении подачи рабочей жидкости насосом 22, частота вращения которого может изменяться при изменениях частоты вращения коленчатого вала двигателя транспортного средства 2. При этом на выходе клапана 25 формируется постоянный расход Q рабочей жидкости (Q=const), который поступает на вход гидравлического регулятора 19. Регуляторы 19 и 21 имеют соответствующие им байпасные линии 27 и 28, а также приоритетные линии 29 и 30. Между байпасной линией 27 и приоритетной линией 29 включен гидромотор 31 привода исполнительного органа 5 или 7, при этом байпасная линия 27 присоединена к входу гидравлического регулятора 20. Таким же образом к байпасной линии 28 и к приоритетной линии 30 присоединен гидромотор 32 привода исполнительного органа 6 или 8. Байпасная линия 28 сообщена с масляным баком 26.The hydraulic part of the control system contains a high pressure hydraulic pump 22, the pressure relief valve 23 and the bypass valve 24 are connected in parallel to the pressure line 24. The input of the adjustable hydraulic valve 25 of a constant flow rate of the working fluid is connected to the pressure line of the pump. A flow regulator is built into the valve 25, which allows the excess fluid to be discharged into the oil tank 26 when the flow of the working fluid is increased by the pump 22, the rotational speed of which can change with changes in the rotational speed of the crankshaft of the vehicle engine 2. A constant flow rate Q is formed at the output of the valve 25 working fluid (Q = const), which is fed to the input of the hydraulic regulator 19. Regulators 19 and 21 have their corresponding bypass lines 27 and 28, as well as priority lines 29 and 30. Between the bypass line 2 7 and the priority line 29 includes an actuator actuator hydraulic motor 31 5 or 7, while the bypass line 27 is connected to the input of the hydraulic regulator 20. In the same way, the actuator actuator motor 32 32 or 6 is connected to the bypass line 28 and the priority line 30. line 28 is in communication with the oil tank 26.

Способ обеспечения работы системы управления распределителей поясняется работой устройства системы управления. Для работы системы управления сначала получают опытным (тарированием) или расчетным путем для различных видов распределяемого материала зависимости частоты вращения гидромоторов 31 и 32 от силы тока широтно-импульсных модуляторов 16 и 17, протекающего, соответственно, в цепях пропорциональных электромагнитов 18 и 20. Полученные зависимости в виде табличных данных помещают (вводят) в оперативную память 11, например, путем программирования микроконтроллера. При этом в память микроконтроллера 11 вводят, по крайней мере, две указанные зависимости, например (n_к=f(I_к) и (n_н=f(I_н), а также (n_∂=f(I_∂) и (n_∂1=f(I_∂1) для двух видов (твердого и жидкого) материала.The way to ensure the operation of the control system of the valves is illustrated by the operation of the control system device. For the control system to work, they first obtain empirically (taring) or by calculation for various types of distributed material the dependences of the rotational speed of the hydraulic motors 31 and 32 on the current strength of the pulse-width modulators 16 and 17, flowing, respectively, in the chains of the proportional electromagnets 18 and 20. The dependences in the form of tabular data is placed (entered) in the RAM 11, for example, by programming a microcontroller. At the same time, at least two of these dependencies are entered into the memory of microcontroller 11, for example, (n _k = f (I _k ) and (n _n = f (I _n ), as well as (n _∂ = f (I _∂ ) and ( n _∂1 = f (I _∂1 ) for two types of (solid and liquid) material.

Перед началом работы при помощи пульта 1 производят выбор вида применяемого материала и устанавливают требуемые по технологии его применения в конкретных условиях режимы распределения, например плотность и ширину распределения. При этом из памяти микроконтроллера 11 программой управления будут извлекаться только те находящиеся в ней данные, которые относятся к выбранному виду применяемого материала и установленным режимам распределения.Before starting work, using the remote control 1, a choice is made of the type of material used and the distribution modes, for example, density and distribution width, required by the technology of its application, are set in specific conditions. In this case, only those data contained in it that relate to the selected type of material used and the established distribution modes will be extracted from the memory of the microcontroller 11 by the control program.

Для распределения материалов на дорожное покрытие транспортное средство 2 с включенным насосом 22 начинает движение. При отключении перепускного клапана 24 рабочая жидкость поступает на клапан 25, который заранее отрегулирован на подачу необходимого расхода, требуемого для работы гидромоторов 31 и 32. Рабочий объем насоса 22 подобран таким образом, чтобы во всем диапазоне частоты его вращения при движении транспортного средства 2 всегда обеспечивалось превышение расхода насоса над необходимым расходом рабочей жидкости. Излишек рабочей жидкости, представляющий собой разницу между расходом насоса 22 и необходимым расходом рабочей жидкости, сливается из клапана 25 в бак 26. Таким образом, на гидравлический регулятор 19 всегда поступает постоянный расход рабочей жидкости. На вход гидравлического регулятора 21 поступает суммарный поток рабочей жидкости, прошедшей через гидромотор 5 или 7 и прошедшей через байпасную линию 27. Этот суммарный поток рабочей жидкости также имеет постоянный расход, равный расходу рабочей жидкости, проходящей через гидравлический регулятор 19.To distribute materials to the road surface, the vehicle 2 with the pump 22 turned on begins to move. When the bypass valve 24 is turned off, the working fluid enters the valve 25, which is pre-adjusted to supply the required flow rate required for the operation of the hydraulic motors 31 and 32. The displacement of the pump 22 is selected so that throughout the entire range of its rotation speed when the vehicle 2 is moving, it is always ensured excess pump flow rate over the required flow rate of the working fluid. The excess working fluid, which is the difference between the flow rate of the pump 22 and the required flow rate of the working fluid, is discharged from the valve 25 into the tank 26. Thus, a constant flow of the working fluid always flows to the hydraulic regulator 19. The input of the hydraulic controller 21 receives the total flow of the working fluid passing through the hydraulic motor 5 or 7 and passing through the bypass line 27. This total flow of the working fluid also has a constant flow rate equal to the flow rate of the working fluid passing through the hydraulic regulator 19.

При движении транспортного средства 2 электронный датчик 9 скорости движения вырабатывает импульсы, количество которых пропорционально измеряемой скорости движения. Импульсы датчика 9 поступают в пульт 1 и передаются в микроконтроллер 11, в котором программа управления работой распределителя, используя поступающие сигналы датчика 9 и извлекаемые из памяти помещенные в нее данные зависимостей, производит вычисление параметров для формирования сигналов управления силой тока широтно-импульсных модуляторов 16 и 17.When the vehicle 2 is moving, the electronic speed sensor 9 generates pulses, the number of which is proportional to the measured speed. The pulses of the sensor 9 are received in the remote control 1 and transmitted to the microcontroller 11, in which the control program of the distributor, using the incoming signals of the sensor 9 and the dependency data retrieved from the memory, calculates the parameters for generating current control signals of the pulse-width modulator 16 and 17.

При работе распределителя материалов требуется постоянство установленных режимов распределения: плотности и ширины распределения материала на дороге, независимо от скорости движения транспортного средства 2. Очевидно, что при увеличении скорости движения транспортного средства 2 необходимо увеличивать количество подаваемого на разбрасывающий диск 6 или 8 материала, что обеспечивается увеличением скорости вращения гидромотора 31. При уменьшении скорости движения транспортного средства 2 необходимо уменьшать количество материала, поступающего на разбрасывающий диск 6 или 8, что достигается снижением частоты вращения гидромотора 31. Такое регулирование производится в автоматическом режиме, поскольку программа управления реагирует на любые изменения скорости движения и изменяет управляющие сигналы для широтно-импульсного модулятора 16. Реагируя на эти изменения, сила тока в цепи обмотки пропорционального электромагнита 18 также изменяется. Сердечник пропорционального электромагнита 18 перемещается на величину, пропорциональную проходящему через обмотку электромагнита тока, чем обеспечивается регулирование потока рабочей жидкости, протекающей через гидромотор 31, увеличивая или уменьшая частоту его вращения. Поскольку на вход регуляторов 19 и 21 поступает рабочая жидкость постоянного расхода, то частота вращения гидромоторов 31 и 32 зависит только от силы тока, протекающего в обмотках пропорциональных электромагнитов 18 и 20, принадлежащих регуляторам 19 и 21, и не зависит от других параметров. То есть фактическое значение частоты вращения гидромоторов 31 и 32 всегда однозначно определяется данными от заранее полученных тарировочных или расчетных вышеуказанных зависимостей параметров.When the material distributor is working, the constancy of the established distribution modes is required: the density and width of the material distribution on the road, regardless of the speed of the vehicle 2. It is obvious that with an increase in the speed of the vehicle 2 it is necessary to increase the amount of material fed to the spreading disc 6 or 8, which an increase in the speed of rotation of the hydraulic motor 31. When reducing the speed of the vehicle 2, it is necessary to reduce the amount of material falling to the spreading disc 6 or 8, which is achieved by reducing the rotational speed of the hydraulic motor 31. This regulation is automatic, since the control program responds to any changes in speed and changes the control signals for the pulse-width modulator 16. In response to these changes, the current in the winding circuit of the proportional electromagnet 18 also changes. The core of the proportional electromagnet 18 moves by an amount proportional to the current passing through the winding of the electromagnet, thereby controlling the flow of the working fluid flowing through the hydraulic motor 31, increasing or decreasing its rotation frequency. Since the working fluid has a constant flow rate input to the regulators 19 and 21, the rotational speed of the hydraulic motors 31 and 32 depends only on the current flowing in the windings of the proportional electromagnets 18 and 20 belonging to the regulators 19 and 21 and does not depend on other parameters. That is, the actual value of the rotational speed of the hydraulic motors 31 and 32 is always uniquely determined by the data from the previously obtained calibration or calculated above dependencies of the parameters.

Поскольку ширина распределения материала на дорожной поверхности пропорциональна частоте вращения разбрасывающего диска 6 или 8 и практически не зависит от других факторов, то для обеспечения постоянства значения ширины распределения, установленного на пульте 1, необходимо поддерживать постоянной лишь силу тока широтно-импульсного модулятора 17 через обмотку пропорционального электромагнита 20. Для этого программа управления выбирает из данных тарировочных или расчетных зависимостей необходимое значение тока и формирует для него постоянный управляющий сигнал широтно-импульсного модулятора 17. В результате отпадает необходимость постоянного контроля частоты вращения валов гидромоторов 31 и 32 и, следовательно, нет необходимости в использовании датчиков обратной связи для получения информации об истинных значениях частоты вращения дисков 31 и 32.Since the width of the distribution of material on the road surface is proportional to the rotational speed of the spreading disc 6 or 8 and practically independent of other factors, to ensure that the distribution width installed on the console 1 is constant, only the current of the pulse-width modulator 17 through the proportional winding must be kept constant electromagnet 20. For this, the control program selects the required current value from the data of calibration or design dependences and generates a current for it oyanny control signal pulse width modulator 17. As a result, there is no need for constant monitoring shaft speed of hydraulic motors 31 and 32 and, therefore, not necessary to use feedback sensors to obtain information about the real values of the rotational speed of disks 31 and 32.

При этом повышается надежность работы системы управления в целом, так как в ней отсутствует подверженный агрессивному воздействию агрессивной среды элемент - датчик обратной связи. Повышается также точность регулирования, так как в работе системы управления исключается возникновение автоколебаний и система работает устойчиво.At the same time, the reliability of the control system as a whole is increased, since it lacks an element, a feedback sensor, subject to aggressive influence of an aggressive environment. The accuracy of regulation also increases, since the operation of the control system eliminates the occurrence of self-oscillations and the system works stably.

Система управления универсальна и может применяться на разных распределителях материалов, при этом количество видов применяемых материалов практически не ограничено, так как возможности оперативной памяти микроконтроллера 11 позволяют хранить в ней значительные по объему массивы информации. Особенно целесообразно применение описываемой системы автоматического управления в случаях, когда одно и то же транспортное средство 2 используется для установки на нем сменного оборудования для различных видов применяемых материалов, например для твердых и жидких противогололедных материалов.The control system is universal and can be used on different material distributors, while the number of types of materials used is practically unlimited, since the capabilities of the RAM of the microcontroller 11 allow it to store large amounts of information in it. It is especially advisable to use the described automatic control system in cases where the same vehicle 2 is used to install replaceable equipment on it for various types of materials used, for example, for solid and liquid deicing materials.

Во время эксплуатации распределителей материалов периодически возникает необходимость в проведении проверок работы системы управления и внесения в нее необходимых коррективов, например изменений в программе управления. Для проведения такой проверки транспортное средство 2 устанавливают на площадке и включают насос 22. Электронный датчик скорости 9 не функционирует на стоянке и поэтому включают симулятор 12 скорости, который вырабатывает электрические импульсы, аналогичные сигналам датчика 9. При помощи пульта 1 задают параметры распределения материала и его вид, а симулятором 12 скорости движения задают определенное имитационное значение скорости движения транспортного средства 2. После этого, используя необходимые инструменты, измеряют частоты вращения валов гидромоторов 31 и 32 и сравнивают полученные значения со значениями, характерными для установленных режимов распределения и вида применяемого материала. При наличии значительных расхождений производят корректировку программы управления, добиваясь максимального совпадения указанных параметров. Описанную процедуру проверки проводят во время стоянки транспортного средства 2, что не требует применения специальных дорогостоящих устройств, имеет низкую трудоемкость и высокую безопасность проведения работ.During the operation of material distributors, the need periodically arises to conduct checks of the control system and make the necessary adjustments to it, for example, changes to the control program. To carry out such a test, the vehicle 2 is installed on the site and the pump 22 is turned on. The electronic speed sensor 9 does not function in the parking lot and therefore turn on the speed simulator 12, which generates electrical impulses similar to those of the sensor 9. Using the remote control 1, the distribution parameters of the material and its view, and the simulator 12 speeds set a certain simulation value of the speed of the vehicle 2. After that, using the necessary tools, measure the speed shafts of hydraulic motors 31 and 32 and the values obtained are compared with values characteristic of the installed distribution modes and type of material used. If there are significant discrepancies, the control program is adjusted to achieve the maximum coincidence of the specified parameters. The described verification procedure is carried out during the parking of the vehicle 2, which does not require the use of special expensive devices, has low labor intensity and high safety of work.

В настоящее время все большее применение в практике работы распределителей материалов находят различные способы накопления текущей информации о функционировании системы управления. Такая информация может содержать данные о значениях устанавливаемых параметров распределения материалов, скорости движения транспортного средства 2, а также диагностическую информацию и т.п. Средство 13 связи с внешними устройствами может передавать эту информацию на дисковый накопитель 14, например на флэш-диск. Записываемая в течение рабочей смены информация может использоваться после ее окончания для анализа работы конкретного распределителя. Кроме того, информация о работе распределителя материалов может передаваться на удаленные устройства, например, через мобильный GPRS на компьютер диспетчерской службы эксплуатационной организации совместно с информацией от устройства 15 для спутникового позиционирования транспортного средства 2 о его текущих координатах. Обработка полученной информации в реальном времени позволяет диспетчеру оперативно руководить работой распределителей материалов, что крайне важно для обеспечения безопасности дорожного движения.At present, various methods of accumulating current information on the functioning of the control system find more and more application in the practice of the work of material distributors. Such information may contain data on the values of the set parameters of the distribution of materials, the speed of the vehicle 2, as well as diagnostic information, etc. Means 13 of communication with external devices can transfer this information to disk drive 14, such as a flash drive. Information recorded during a work shift can be used after its completion to analyze the operation of a specific dispenser. In addition, information about the work of the material distributor can be transmitted to remote devices, for example, via mobile GPRS to the computer of the dispatching service of the operating organization together with information from the device 15 for satellite positioning of the vehicle 2 about its current coordinates. Processing of the received information in real time allows the dispatcher to quickly manage the work of material distributors, which is extremely important for ensuring road safety.

Claims

1. The method of ensuring the operation of the workflow control system of a mobile distributor of materials, for example, anti-icing reagents, on the road surface, characterized in that they are first obtained experimentally or by calculating the dependence of the rotational speeds of the adjustable hydraulic actuators of the executive organs of the distributor of materials on the type of material used and on the amperage pulse-width modulators flowing in the proportional electromagnets circuits of the regulators of these drives, then place the floor the studied dependencies in the form of tabular data in the memory of a programmable microcontroller of the automatic control system, then selectively use the tabular data stored in it from the microcontroller’s memory depending on the set operating modes of the distributor and the type of material distributed to the road surface, then form pulse-width current control signals modulators, at the same time, a hydraulic fluid with a constant flow rate is connected to the hydraulic speed controllers of the drives.

2. A device for controlling the working process of a mobile distributor of materials, for example, anti-icing reagents for pavement, characterized in that the device for controlling the working process of a mobile distributor of materials contains a control panel mounted on the vehicle, an electronic vehicle speed sensor connected to the control panel, -pulse modulators, with the outputs of which the windings of proportional electromagnets are electrically connected hydraulically x regulators of the rotational speed of the actuators of the distributor, an adjustable hydraulic valve for constant flow of working fluid, which is connected to the inputs of these hydraulic regulators, connected to the control panel, a control unit containing a programmable microcontroller with a built-in program for controlling the operation of the material distributor, while the microcontroller contains tabular data of the dependences of the rotational speed of the corresponding actuator of the distributor for at least it least two kinds of material dispensed from each of current pulse-width modulator circuits flowing in the proportional solenoid and the control unit is equipped with means for selecting the required data according to the adjusted mode of the distributor and the type of materials used.

3. The device according to claim 2, characterized in that the control panel is equipped with an electronic simulator of vehicle speed, connected in parallel to an electronic sensor of vehicle speed.

4. The device according to claim 2, characterized in that the control panel is equipped with means for communicating with external devices, for example, disk storage devices and / or devices for satellite positioning of a vehicle and transmitting data to a remote device.