[发明专利]一种隧道衬砌台车用布料小车的控制系统和控制方法

说明书

本发明涉及一种隧道衬砌台车用布料小车的控制系统，包括控制层、操作层、清洗动作执行层、对接动作执行层、信号采集层；所述信号采集层包括轨道接近传感器、柱塞式压力继电器、限位座压力传感器、对接口压力传感器和浇筑压力传感器；各组传感器实时采集各信号，并输出于控制层，所述控制层对所述清洗动作执行层和对接动作执行层进行控制；所述对接动作执行层包括行走电机、变频器、伸缩油缸、伸缩油缸电磁换向阀、泵向切换油缸、泵向切换油缸电磁换向阀和泵向切换速度电磁节流阀；所述清洗动作执行层，包括水洗和/或气洗。本发明还提供一种采用上述控制系统进行控制的控制方法。本发明不仅自动化程度高；而且对接精确，稳定性好。

技术领域

本发明涉及隧道衬砌台车领域，具体说是一种隧道衬砌台车用布料小车的控制系统和控制方法。

背景技术

隧道衬砌台车在隧道的二次衬砌过程中，已经被广泛应用。随着隧道二次衬砌技术的日渐成熟，多种新型台车也层出不穷，其中包括一种分层浇筑台车。分层浇筑台车是一种采取多窗口分层浇筑方式的台车，其中，台车上的布料小车(简称小车)，是分层浇筑台车的核心部分。在传统的布料小车应用过程中，小车首先需要由电机带动，行走至台车上各个浇筑口所对应的位置，再启动液压油泵驱动泵向切换油缸和伸缩油缸，用于调整小车上浆料出料口与分层浇筑台车上的浆料进料口的相对位置，来完成两者泵管的对接动作。对接完成后，再进行浆料泵送，泵送过程中，操作工人通过浇筑窗口对浇筑进度进行观察，待当前段的浇筑量达到要求时，再由操作工人拆卸对接处，并对管道内部进行清洗，清洗完成后，当前段的一端即浇筑完成，然后再由液压泵驱动泵向切换油缸进行换向，在当前位置的另一个方向开始下一个循环。

在布料小车的工作过程中，关键步骤是小车浆料出料口与台车浆料进料口的对接，小车出料口的位置必须准确能与进料口的位置重合，而传统的小车的对接主要由人工进行判断，并不断调整，过程繁琐，耗费时间长。在小车动作时，由于自重较大，导致稳定性降低，尤其在泵向切换时，伸缩机构的设计使得作用力臂较长，动作若过大，小车倾覆性增加，机械性磨损加剧，动作若过小，则泵向切换时间过长。

另外，现场的浇筑情况需要人员反复确认，分层浇筑的进行与终止时间以及浇筑完成后所需要的泵管清洗时间、清洗所需要的水用量，都需要根据人员的经验来确定，使得不同段之间的浇筑质量参差不齐，智能化与自动化程度低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自动化程度高、对接精确、效率极高的隧道衬砌台车用布料小车的控制系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种隧道衬砌台车用布料小车的控制系统，包括控制层和分别与控制层通信的操作层、清洗动作执行层、对接动作执行层、信号采集层；

所述信号采集层包括用于采集布料小车行走位置信号的轨道接近传感器、用于采集液压油路信号的柱塞式压力继电器、用于泵向切换监测的限位座压力传感器、用于伸缩对接监测的对接口压力传感器和用于浇筑监测的浇筑压力传感器；各组传感器实时采集泵管内压力信息、布料小车行程信息以及对接口处接触情况，并输出于控制层，所述控制层对所述清洗动作执行层和对接动作执行层进行控制；

所述对接动作执行层包括行走电机、变频器、伸缩油缸、伸缩油缸电磁换向阀、泵向切换油缸、泵向切换油缸电磁换向阀和泵向切换速度电磁节流阀，所述变频器、伸缩油缸电磁换向阀、泵向切换油缸电磁换向阀、泵向切换速度电磁节流阀分别通过接收控制层信号，控制行走电机输出频率、液压油路通断以及油路流量大小，从而控制行走电机、伸缩油缸和泵向切换油缸的运行；

所述清洗动作执行层，包括水洗和/或气洗，水洗通过水用常闭电磁换向阀与控制层通信，所述气洗通过气用常闭电磁换向阀与控制层通信。

所述操作层包含了触摸屏上位机和无线手持遥控器；触摸屏上位机可进行实时操作、数据监控以及参数修改，可用于初期调试，在初期调试完成后可将参数保存，再使用无线手持遥控器在实际工作过程中遥控使用。