一種管樁布料控制設備、系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及混凝土管樁技術領域，尤其涉及一種管樁布料控制設備、系統及方法。
【背景技術】
[0002] 目前，為了解決混凝土管樁生產過程中存在的自動化程度低以及勞動強度大等制 約其發展的問題，常采用混凝土泵送裝置進行自動布料的方法來代替人工布料進行管樁的 生產。具體地，在自動布料方法中，通常會采用由管樁模運輸裝置裝載管樁模運行的方法， 艮P，由一輛電機驅動的管樁模運輸裝置裝載管樁模運行，在開始布料前，管樁模運輸裝置往 混凝土泵送裝置所在位置方向運行，直至混凝土泵送裝置的輸送管末端靠近管樁模底部， 開始布料后，在混凝土泵送裝置的輸送管輸送混凝土的同時，管樁模運輸裝置往遠離混凝 土泵送裝置所在位置的方向運行，以使混凝土均勻地涂布在管樁模內。
[0003] 但是，由于目前，管樁生產普遍采用C80甚至強度更高的混凝土，導致可泵性較 差，進而使得實際泵送時混凝土出料極不連續，常會出現布料時混凝土重量時而不變時而 劇增的情況，因此，為了保證管樁生產質量需對泵送速度和管樁模運輸裝置的移動速度進 行相應地協調控制。
[0004] 具體地，目前，業界常采用以下兩種管樁自動布料方式來對混凝土泵送裝置的泵 送速度和管樁模運輸裝置的移動速度進行相應地協調控制：
[0005] 方式一：根據已布料重量對管樁模運輸裝置的移動速度進行分段調速，即將整個 布料長度以混凝土泵送裝置的泵送換向作為分界點分成多個小段，針對每一小段，根據已 布料重量、目標重量和上一沖程的布料重量來確定下一個小段的管樁模運輸裝置的運行速 度。
[0006] 但是，在采用該方式一時，由于通常需要成套的稱重傳感器（至少4個以上）等儀 表設備，導致成本較高。另外，由于稱重傳感器所輸出的信號為模擬信號，因而，在工作環境 有變頻器以及變頻電源等的情況下，其輸出的信號極易被干擾，使得最終所得到的信號并 不準確，降低布料控制的準確性。再有，由于在布料過程中，混凝土泵送裝置的輸送管需要 伸入管樁模內，而輸送管的剛性有限，不可避免地會壓在管樁模上，從而會使得對已布料混 凝土重量的稱量產生較大誤差，會進一步降低布料控制的準確性。此外，由于混凝土泵送裝 置的泵送出口壓力較大，實際泵送出來的混凝土進入管樁模時都是先沖起再下落，因而還 會產生一個向下的沖力干擾，同樣影響稱重的精度，使得布料控制的準確性進一步降低。
[0007] 方式二：采用分段停車布料的方法，即將整個布料長度均勻分成多個小段，開始布 料后，通過旋轉編碼器計算管樁模運輸裝置的運行位移，每當管樁模運輸裝置走完一小段 時即停下來等待布料，直到當前布料重量達到該小段所需布料的目標重量后，管樁模運輸 裝置再繼續運行；其中，與方式一類似，所涉及到的當前布料重量常通過設置的稱重傳感器 來獲取。
[0008] 也就是說，在采用該方式二時，仍會存在方式一所存在的各種問題。并且，除了存 在方式一所存在的上述問題之外，在采用該方式二時，還會存在以下問題：由于管樁模運輸 裝置的電機需要頻繁地帶載啟動和緊急制動，因而會降低電機的使用壽命，并且，由于電機 啟動時的電流遠大于其額定電流，因而在其頻繁啟動時，還會對電網造成沖擊，影響其他用 電設備的正常工作。另外，由于在采用行進-停止-布料-行進-停止的布料模式時，管樁 模運輸裝置的速度變化極不平滑，因而還會極易導致布料的不均勻、進而影響管樁布料質 量。再有，在采用分段布料的方式進行布料時，由于當前面布料重量出現偏差時，無法對其 進行補償，因而還會極易出現較大的累計偏差，使得管樁整體布料重量達不到要求，影響管 樁布料的質量。
[0009] 綜上所述，目前存在的管樁自動布料方式并不佳，導致管樁布料質量以及控制準 確性均不高，因此，亟需提供一種新的管樁自動布料方法以解決上述問題。
【發明內容】
[0010] 本發明實施例提供了一種管樁布料控制設備、系統及方法，用以解決目前存在的 管樁自動布料方式不佳導致的布料質量不高以及布料控制準確性低等問題。
[0011] 具體地，本發明實施例提供了一種管樁布料控制設備，應用于包括混凝土泵送裝 置、管樁模以及管樁模運輸裝置在內的管樁泵送布料系統中，包括：
[0012] 處理單元，用于確定管樁每單位布料長度所需布料的方量；并在布料過程中，在混 凝土泵送裝置的每次泵送換向周期結束之時，根據每單位布料長度所需布料的方量以及管 樁模運輸裝置在本次泵送換向周期內的運行位移，確定管樁模運輸裝置在本次泵送換向周 期內的目標方量，以及，根據確定的本次泵送換向周期內的目標方量以及混凝土泵送裝置 在每次泵送換向周期內的實際泵送方量，確定本次泵送換向周期內所產生的方量偏差，并 根據確定的本次泵送換向周期內所產生的方量偏差、混凝土泵送裝置的泵送換向周期以及 混凝土泵送裝置在每次泵送換向周期內的實際泵送方量，確定管樁模運輸裝置在下一泵送 換向周期內的目標速度，以及，生成與所述目標速度相對應的速度控制信號；
[0013] 控制單元，用于根據所述處理單元生成的速度控制信號，調整管樁模運輸裝置在 下一泵送換向周期內的運行速度。
[0014] 進一步地，本發明實施例還提供了一種管樁布料控制系統，應用于包括混凝土泵 送裝置、管樁模以及管樁模運輸裝置在內的管樁泵送布料系統中，其中，所述管樁布料控制 系統包括本發明實施例中所述的管樁布料控制設備。
[0015] 進一步地，本發明實施例還提供了一種管樁布料控制方法，應用于包括混凝土泵 送裝置、管樁模以及管樁模運輸裝置在內的管樁泵送布料系統中，所述方法包括：
[0016] 管樁布料控制設備確定管樁每單位布料長度所需布料的方量；并
[0017] 在布料過程中，在混凝土泵送裝置的每次泵送換向周期結束之時，根據每單位布 料長度所需布料的方量以及管樁模運輸裝置在本次泵送換向周期內的運行位移，確定管樁 模運輸裝置在本次泵送換向周期內的目標方量，并根據確定的本次泵送換向周期內的目標 方量以及混凝土泵送裝置在每次泵送換向周期內的實際泵送方量，確定本次泵送換向周期 內所產生的方量偏差，以及，根據確定的本次泵送換向周期內所產生的方量偏差、混凝土泵 送裝置的泵送換向周期以及混凝土泵送裝置在每次泵送換向周期內的實際泵送方量，確定 管樁模運輸裝置在下一泵送換向周期內的目標速度；以及，
[0018] 生成與所述目標速度相對應的速度控制信號，并根據所述速度控制信號調整管樁 模運輸裝置在下一泵送換向周期內的運行速度。
[0019] 本發明有益效果如下：
[0020] 本發明實施例提供了一種管樁布料控制設備、系統及方法，在本發明實施例所述 技術方案中，在布料過程中，可在混凝土泵送裝置每次泵送換向周期結束之時，根據泵送情 況和方量偏差不斷修正管樁模運輸裝置的目標速度并對之前的布料方量偏差進行補償，從 而可在無需停車等待的基礎上，達到較好地保護電機以減少對電網的沖擊、以及使得管樁 模運輸裝置的速度變化相對較平滑以使得布料更為均勻的效果。另外，由于可對之前布料 產生的方量偏差進行補償，從而還可達到避免出現較大累積誤差，使得對管樁布料的控制 更加精確的效果。再有，由于無需增加額外的稱重傳感器，因而，還可達到降低成本以及避 免受到變頻器等的干擾、以進一步提高布料控制的準確性的目的。
【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本 領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。
[0022] 圖1為本發明實施例一中所述管樁布料控制設備的結構示意圖；
[0023] 圖2為本發明實施例二中所述管樁布料控制系統的結構示意圖；
[0024] 圖3為本發明實施例三中所述管樁布料控制方法的流