用于泵送设备的控制方法、处理器、控制装置及泵送设备与流程

1.本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种用于泵送设备的控制方法、处理器、控制装置及泵送设备。


背景技术：

2.在建筑机械行业，常用的泵送设备的动力源一般采用柴油机或者电机。搭载电机的泵送设备在进行泵送工作的过程中，由于物料的解析、不均匀等原因，负载压力往往会发生突变，主缸换向过程中由于方向的突变，液压系统中的压力也会急剧下降再上升，以上现象都有可能导致电流发生急剧变化。因交流电网的特性，在电流发生急剧变化时，电网会受到一定冲击，引起电网电源环境的波动，严重时可能导致用电设备损坏等情况发生。现有技术通常采用的方法是监控柴油机泵的转速或电机泵的电流，从而计算得出当前输出的功率，再与额定功率进行比较，根据比较结果形成闭环控制。然而，现有技术并不能解决由于电流突变带来的对电网冲击过大的问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种用于泵送设备的控制方法、处理器、控制装置、泵送设备以及存储介质，以解决现有技术存在的由于电流突变带来的对电网冲击过大的问题。
4.为了实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种用于泵送设备的控制方法，泵送设备包括电机和泵送主油泵，电机与泵送主油泵连接以向泵送主油泵提供动力，控制方法包括：
5.获取电机的电机电流和泵送主油泵的泵送压力；
6.确定电机电流的变化率；
7.在变化率超过预设阈值的情况下，根据电机电流的变化率确定功率控制系数；
8.根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流；
9.根据排量电流控制排量阀的开度以调节泵送主油泵的排量，以将泵送主油泵的功率调节至预设功率。
10.在本发明实施例中，根据电机电流的变化率确定功率控制系数，包括：根据电机电流的变化率确定电流补偿系数；确定电流补偿系数与预先设置的主动调整系数的乘积值，以得到功率控制系数，其中主动调整系数与泵送设备相关。
11.在本发明实施例中，根据电机电流的变化率确定电流补偿系数，包括：根据电机电流的变化率和预设参数区间确定被动补偿系数；确定被动补偿系数和预先设置的主动补偿系数的乘积值，以得到电流补偿系数，其中主动补偿系数与电机相关。
12.在本发明实施例中，根据电机电流的变化率和预设参数区间确定被动补偿系数，包括：基于预先存储的电机电流的变化率与预设参数区间中的参数的对应关系，根据电机电流的变化率确定电机电流的变化率对应的参数；确定电机电流的变化率与参数的乘积，
以得到被动补偿系数。
13.在本发明实施例中，根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，包括：根据预设功率、电机的预设转速以及泵送主油泵的最大排量，确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力；根据最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
14.在本发明实施例中，根据最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流包括：根据排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流以及排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流确定第一参数；根据第一参数、最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
15.在本发明实施例中，根据排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流以及排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流确定第一参数，包括根据公式(1)确定第一参数：
[0016][0017]
其中，为第一参数，i
max
为排量阀的最大开度对应的最大排量电流，i
min
为排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流，a为排量阀的实际最小开度。
[0018]
在本发明实施例中，根据第一参数、最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，包括根据公式(2)确定排量电流：
[0019][0020]
其中，i为排量电流，为第一参数，f
min
为最小压力，k为功率控制系数，f
主
为泵送压力，a为排量阀的实际最小开度，i
min
为排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流。
[0021]
在本发明实施例中，根据预设功率、电机的预设转速以及泵送主油泵的最大排量，确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力，包括：确定电机的预设转速与泵送主油泵的最大排量的第一乘积值；确定预设功率与第一乘积值的商，以确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力。
[0022]
在本发明实施例中，排量阀的实际最小开度的确定包括：根据预先设置的排量阀的最小控制压力、排量阀的最大控制压力以及排量阀的理论最小控制压力确定排量阀的实际最小开度。
[0023]
在本发明实施例中，根据预先设置的排量阀的最小控制压力、排量阀的最大控制压力以及排量阀的理论最小控制压力确定排量阀的实际最小开度，包括：确定最小控制压力与理论最小控制压力之间的第一差值；确定最大控制压力与理论最小控制压力之间的第二差值；确定第一差值与第二差值之间的比值，以得到实际最小开度。
[0024]
在本发明实施例中，泵送设备还包括泵送主缸；确定电机电流的变化率之前还包括：确定泵送主缸内的活塞到达预设位置。
[0025]
在本发明实施例中，泵送设备还包括接近传感器，设置于泵送主缸上；确定泵送主缸内的活塞到达预设位置包括：获取接近传感器检测到的指示泵送主缸内的活塞到达预设位置的触发信号。
[0026]
在本发明实施例中，预设参数区间的数值范围包括0.3至0.8。
[0027]
在本发明实施例中，主动补偿系数的数值范围包括0.8至1.2。
[0028]
在本发明实施例中，主动调整系数的数值范围包括0至50。
[0029]
本发明实施例第二方面提供一种处理器，被配置成执行根据上述的用于泵送设备的控制方法。
[0030]
本发明实施例第三方面提供一种用于泵送设备的控制装置，包括：电流检测装置，用于检测电机的电机电流；压力检测装置，用于检测泵送主油泵的泵送压力；以及根据上述的处理器。
[0031]
本发明实施例第四方面提供一种泵送设备，包括：泵送主油泵；电机，与泵送主油泵连接以向泵送主油泵提供动力；以及根据上述的用于泵送设备的控制装置。
[0032]
在本发明实施例中，泵送设备还包括：泵送主缸；以及接近传感器，设置于泵送主缸上，用于检测泵送主缸内的活塞的位置。
[0033]
在本发明实施例中，泵送设备还包括：开关阀组，分别与处理器、泵送主缸电连接，用于控制泵送主缸的换向；处理器还被配置成接收接近传感器检测到的指示泵送主缸内的活塞到达预设位置的触发信号，从而根据触发信号控制开关阀组的通断。
[0034]
在本发明实施例中，泵送设备还包括：人机交互装置和/或远程监控平台。
[0035]
本发明实施例第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器执行根据上述的用于泵送设备的控制方法。
[0036]
上述技术方案，通过获取电机的电机电流和泵送主油泵的泵送压力，并确定电机电流的变化率，在变化率超过预设阈值的情况下，根据电机电流的变化率确定功率控制系数，进而根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，从而根据排量电流控制排量阀的开度以调节泵送主油泵的排量，以将泵送主油泵的功率调节至预设功率。上述技术方案根据电流突变程度得到功率控制系数，并根据该功率控制系数和泵送压力确定排量电流，以进行恒功率的控制，不仅将泵送系统(或液压系统)的输出功率调节至预设功率，同时还减少了电流突变的互感作用对电网的冲击影响，解决了由于电流突变带来的对电网冲击过大的问题，起到保护电网、电机以及延长电机使用寿命的效果。
[0037]
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0038]
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
[0039]
图1示意性示出了本发明一实施例中用于泵送设备的控制方法的流程示意图；
[0040]
图2示意性示出了本发明一实施例中用于泵送设备的控制装置的结构框图；
[0041]
图3示意性示出了本发明一实施例中混凝土泵送液压系统的组成框图；
[0042]
图4示意性示出了本发明一实施例中主泵开度与控制压力的关系示意图；
[0043]
图5示意性示出了本发明一实施例中控制压力与排量的关系示意图；
[0044]
图6示意性示出了本发明一实施例中排量电流与实时压力的关系示意图；
[0045]
图7示意性示出了本发明一实施例中调整功率控制系数后的排量电流与实时压力的关系示意图；
[0046]
图8示意性示出了本发明一实施例中恒功率区域的示意图；
[0047]
图9示意性示出了本发明一实施例中主动调整系数的调试过程示意图；
[0048]
图10示意性示出了本发明一具体实施例中用于泵送设备的控制方法的逻辑框图；
[0049]
图11示意性示出了本发明一实施例中采用本发明的技术方案前的电机电流随压力变化趋势的示意图；
[0050]
图12示意性示出了本发明一实施例中采用本发明的技术方案后的电机电流随压力变化趋势的示意图。
[0051]
附图标记说明
[0052]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电流感应器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号转换与计算模块
[0053]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电机
[0054]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
泵送主油泵
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
泵送压力传感器
[0055]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
泵送流量阀
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开关阀组
[0056]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
泵送主缸
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接近传感器
[0057]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
人机交互界面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
远程监控平台
具体实施方式
[0058]
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
[0059]
图1示意性示出了本发明一实施例中用于泵送设备的控制方法的流程示意图。如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种用于泵送设备的控制方法，泵送设备包括电机和泵送主油泵，电机与泵送主油泵连接以向泵送主油泵提供动力，以该控制方法应用于处理器为例进行说明，该控制方法可以包括以下步骤：
[0060]
步骤s102，获取电机的电机电流和泵送主油泵的泵送压力。
[0061]
可以理解，泵送设备包括液压系统，液压系统的负载压力可以通过检测泵送主油泵的泵送压力得到，泵送主油泵的泵送压力可以通过相应的压力检测装置(如压力传感器)检测得到。进一步地，液压系统的负载压力可以等同于泵送主油泵的泵送压力。电机的电机电流可以通过相应的电流检测装置(如电流传感器)检测得到。
[0062]
具体地，处理器可以获取通过电流检测装置检测得到的电机的电机电流和通过电压检测装置检测得到的泵送主油泵的泵送压力。
[0063]
步骤s104，确定电机电流的变化率。
[0064]
可以理解，电机电流的变化率即电机电流在单位时间内的变化程度。
[0065]
具体地，处理器可以在获取到电机电流之后，确定电机电流的变化率，例如可以通过对电机电流进行微分计算得到电机电流的变化率。
[0066]
步骤s106，在变化率超过预设阈值的情况下，根据电机电流的变化率确定功率控制系数。
[0067]
可以理解，预设阈值为预先设置的电机电流的变化率阈值。功率控制系数为对液压系统(或泵送系统)的功率大小进行控制的系数。
[0068]
具体地，处理器可以将该电机电流的变化率与预设阈值进行比较，在该变化率超过预设阈值的时候，此时处理器可以根据电机电流的变化率确定功率控制系数。
[0069]
在一个实施例中，根据电机电流的变化率确定功率控制系数，包括：根据电机电流的变化率确定电流补偿系数；确定电流补偿系数与预先设置的主动调整系数的乘积值，以得到功率控制系数，其中主动调整系数与泵送设备相关。
[0070]
可以理解，主动调整系数(例如k1)与泵送设备的特性有关，其取值依据为泵送设备在调试过程中的排量电流与泵送压力的对应关系，由于排量电流与泵送次数相关，因此可以在泵送设备的调试过程中将排量电流i与泵送压力f的关系转化为泵送次数t与泵送压力f的关系，主动调整系数的具体数值可以根据泵送设备的调试实验过程得到。电流补偿系数(例如k2)与电流突变程度负相关。
[0071]
具体地，处理器可以根据电机电流的变化率确定电流补偿系数(例如k2)，例如可以通过对电机电流进行微分计算得到电机电流的变化率，从而根据该变化率的大小确定对应的电流补偿系数(例如k2)，从而计算电流补偿系数(例如k2)与预先设置的主动调整系数(例如k1)的乘积值，该乘积值即为功率控制系数(例如k)。
[0072]
步骤s108，根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0073]
可以理解，泵送主油泵包括排量阀，排量电流为与排量阀的排量大小相关的电流，排量电流的大小决定了泵送主油泵的开度大小，两者呈正相关的关系，即排量电流越大，泵送主油泵的开度越大。
[0074]
具体地，处理器可以根据功率控制系数(例如k)和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0075]
步骤s110，根据排量电流控制排量阀的开度以调节泵送主油泵的排量，以将泵送主油泵的功率调节至预设功率。
[0076]
可以理解，排量电流与排量阀的开度呈正相关的关系，排量阀的开度与泵送主油泵的排量呈正相关的关系，即排量电流越大，排量阀的开度越大，泵送主油泵的排量越大。泵送主油泵的功率(即输出功率)与液压系统(或泵送系统)的功率(即输出功率)相关，可以将液压系统(或泵送系统)的功率与泵送主油泵的功率的大小等同。预设功率为预先设置的液压系统(或泵送系统)的目标输出功率，可理解地，预设功率可以为某一恒定的功率值，也可以是某一功率区间，即包括输出功率控制下限和输出功率控制上限。
[0077]
具体地，处理器可以根据排量电流控制排量阀的开度，例如可以基于相应的算法或公式确定，从而调节泵送主油泵的排量，达到将泵送主油泵的功率调节至预设功率的目的。
[0078]
在一个实施例中，功率控制系数(例如k)与主动调整系数(例如k1)、电流补偿系数(例如k2)均为正相关的关系，即主动调整系数(例如k1)与电流补偿系数(例如k2)增大时，功率控制系数(例如k)增加，则泵送系统整体的输出功率提升。但当电流突变过大时，电流补偿系数(例如k2)减小，由于主动调整系数(例如k1)为固定值，则功率控制系数(例如k)同步减小，输出的排量电流与功率降低，从而达到控制电流突变程度的目的。
[0079]
上述用于泵送设备的控制方法，通过获取电机的电机电流和泵送主油泵的泵送压
力，并确定电机电流的变化率，在变化率超过预设阈值的情况下，根据电机电流的变化率确定功率控制系数，进而根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，从而根据排量电流控制排量阀的开度以调节泵送主油泵的排量，以将泵送主油泵的功率调节至预设功率。上述技术方案根据电流突变程度得到功率控制系数，并根据该功率控制系数和泵送压力确定排量电流，以进行恒功率的控制，不仅将泵送系统(或液压系统)的输出功率调节至预设功率，同时还减少了电流突变的互感作用对电网的冲击影响，解决了由于电流突变带来的对电网冲击过大的问题，起到保护电网、电机以及延长电机使用寿命的效果。
[0080]
在一个实施例中，主动调整系数的数值范围包括0至50。
[0081]
在一个实施例中，根据电机电流的变化率确定电流补偿系数，包括：根据电机电流的变化率和预设参数区间确定被动补偿系数；确定被动补偿系数和预先设置的主动补偿系数的乘积值，以得到电流补偿系数，其中主动补偿系数与电机相关。
[0082]
可以理解，预设参数区间为事先确定的参数范围，具体可以根据试验确定。被动补偿系数(例如k
β
)即电流突变系数，为根据电机电流的变化率确定的系数。主动补偿系数(例如k
α
)与电机的特性相关，可以人为设置，具体数值可以根据电机实验得出。
[0083]
具体地，处理器可以根据电机电流的变化率和预设参数区间确定被动补偿系数(例如k
β
)，从而确定被动补偿系数(例如k
β
)和预先设置的主动补偿系数(例如k
α
)的乘积值，该乘积值即为电流补偿系数(例如k2)。
[0084]
在本发明实施例中，电流补偿系数(例如k2)可以由主动补偿系数(例如k
α
)与被动补偿系数(例如k
β
)组成，主动补偿系数(例如k
α
)与主动调整系数(例如k1)可以人为设置，被动补偿系数(例如k
β
)与电流变化曲线的趋势有关，具体可以根据电流曲线的微分项(di/dt)和预设参数区间确定。
[0085]
在一个实施例中，主动补偿系数的数值范围包括0.8至1.2。
[0086]
在一个实施例中，根据电机电流的变化率和预设参数区间确定被动补偿系数，包括：基于预先存储的电机电流的变化率与预设参数区间中的参数的对应关系，根据电机电流的变化率确定电机电流的变化率对应的参数；确定电机电流的变化率与参数的乘积，以得到被动补偿系数。
[0087]
可以理解，电机电流的变化率与预设参数区间中的参数可以存在一一对应的关系，该关系的具体形式可以包括但不限于表格等。
[0088]
具体地，处理器可以基于预先存储的电机电流的变化率与预设参数区间中的参数的对应关系，根据电机电流的变化率确定电机电流的变化率对应的参数，从而确定电机电流的变化率与该参数的乘积，乘积结果即为被动补偿系数(例如k
β
)。
[0089]
在一个实施例中，预设参数区间的数值范围包括0.3至0.8。
[0090]
在一个实施例中，根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，包括：根据预设功率、电机的预设转速以及泵送主油泵的最大排量，确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力；根据最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0091]
可以理解，电机的转速通常为恒定转速，即预先设置的转速，也就是电机的预设转
速。泵送主油泵的最大排量为预先确定的固定值，与泵送主油泵的特性有关。泵送主油泵在预设功率下的最小压力即当泵送主油泵的功率为预设功率时泵送主油泵的最小压力。由于排量阀可能存在死区，故排量阀的最小控制压力不一定为理论最小控制压力(例如，6bar)，通常为大于该理论最小控制压力的数值(例如，8bar)，该数值对应的排量阀的开度为排量阀的实际最小开度(此时实际最小开度不为零，为大于零的百分数)，具体数值可以事先在调试过程中得到。在一个实施例中，若排量阀不存在死区，排量阀的最小控制压力为理论最小控制压力，此时该实际最小开度为零。排量阀的最大开度通常为100％。排量阀的最大开度对应的最大排量电流可以为预先设置的固定值，也可以是人为设置的数值。排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流可以事先通过调试或试验得到。
[0092]
具体地，处理器可以根据预设功率、电机的预设转速以及泵送主油泵的最大排量，确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力，进而根据最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0093]
在一个实施例中，根据最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流包括：根据排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流以及排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流确定第一参数；根据第一参数、最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0094]
可以理解，第一参数为与排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流以及排量阀的实际最小开度相关的参数。
[0095]
具体地，处理器可以根据排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流以及排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流确定第一参数，进而根据该第一参数、最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0096]
在一个实施例中，根据排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流以及排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流确定第一参数，可以包括根据以下公式(1)确定第一参数：
[0097][0098]
其中，为第一参数，i
max
为排量阀的最大开度对应的最大排量电流，i
min
为排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流，a为排量阀的实际最小开度。
[0099]
在一个实施例中，根据第一参数、最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，可以包括根据以下公式(2)确定排量电流：
[0100][0101]
其中，i为排量电流，为第一参数，f
min
为最小压力，k为功率控制系数，f
主
为泵送压力，a为排量阀的实际最小开度，i
min
为排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流。
[0102]
在一个实施例中，根据预设功率、电机的预设转速以及泵送主油泵的最大排量，确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力，包括：确定电机的预设转速与泵送主油泵的最大排量的第一乘积值；确定预设功率与第一乘积值的商，以确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力。
[0103]
具体地，可以参照以下公式(3)确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力：
[0104]
p＝v
max
×n主
×fmin
ꢀꢀꢀ
公式(3)
[0105]
其中，p为预设功率，v
max
为泵送主油泵的最大排量，n
主
为电机的预设转速，f
min
为泵送主油泵在预设功率下的最小压力。
[0106]
在一个实施例中，排量阀的实际最小开度的确定包括：根据预先设置的排量阀的最小控制压力、排量阀的最大控制压力以及排量阀的理论最小控制压力确定排量阀的实际最小开度。
[0107]
在一个实施例中，根据预先设置的排量阀的最小控制压力、排量阀的最大控制压力以及排量阀的理论最小控制压力确定排量阀的实际最小开度，包括：确定最小控制压力与理论最小控制压力之间的第一差值；确定最大控制压力与理论最小控制压力之间的第二差值；确定第一差值与第二差值之间的比值，以得到实际最小开度。
[0108]
具体地，可以参照以下公式(4)确定实际最小开度：
[0109][0110]
其中，a为实际最小开度，f
cmin
为最小控制压力，f
cmax
为最大控制压力，f
理
为理论最小控制压力。
[0111]
在一个实施例中，泵送设备还包括泵送主缸；确定电机电流的变化率之前还包括：确定泵送主缸内的活塞到达预设位置。
[0112]
具体地，当处理器确定泵送主缸内的活塞到达预设位置的时候，此时泵送主缸开始进入换向过程，此时处理器可以确定电机电流的变化率。
[0113]
在一个实施例中，泵送设备还包括接近传感器，设置于泵送主缸上；确定泵送主缸内的活塞到达预设位置包括：获取接近传感器检测到的指示泵送主缸内的活塞到达预设位置的触发信号。
[0114]
具体地，泵送主缸内的活塞到达预设位置的时候，接近传感器可以触发开关量信号并传输至处理器，从而处理器获取接近传感器检测到的指示泵送主缸内的活塞到达预设位置的触发信号。
[0115]
本发明实施例提供了一种处理器，该处理器被配置成执行根据上述实施方式中的用于泵送设备的控制方法。
[0116]
图2示意性示出了本发明一实施例中用于泵送设备的控制装置的结构框图。如图2所示，在本发明实施例中，提供了一种用于泵送设备的控制装置200，包括：电流检测装置210，用于检测电机的电机电流；压力检测装置220，用于检测泵送主油泵的泵送压力；以及处理器230，处理器230被配置成：获取电机的电机电流和泵送主油泵的泵送压力；确定电机电流的变化率；在变化率超过预设阈值的情况下，根据电机电流的变化率确定功率控制系数；根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流；根据排量电流控制排量阀的开度以调节泵送主油泵的排量，以将泵送主油泵的功率调节至预设功率。
[0117]
上述用于泵送设备的控制装置，处理器230通过电流检测装置210获取电机的电机电流，通过压力检测装置220获取泵送主油泵的泵送压力，并确定电机电流的变化率，在变化率超过预设阈值的情况下，根据电机电流的变化率确定功率控制系数，进而根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，从而根据排量电流控制排量阀的开度以调节泵送主油泵的排量，以将泵送主油泵的功率调节至预设功率。上述控制装置中，处理器230根据电流突变程度得到功率控制系数，并根据该功率控制系数和泵送压力确定排量电流，以进行恒功率的控制，不仅将泵送系统(或液压系统)的输出功率调节至预设功率，同时还减少了电流突变的互感作用对电网的冲击影响，解决了由于电流突变带来的对电网冲击过大的问题，起到保护电网、电机以及延长电机使用寿命的效果。
[0118]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据电机电流的变化率确定功率控制系数包括：处理器230被配置成：根据电机电流的变化率确定电流补偿系数；确定电流补偿系数与预先设置的主动调整系数的乘积值，以得到功率控制系数，其中主动调整系数与泵送设备相关。
[0119]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据电机电流的变化率确定电流补偿系数包括：处理器230被配置成：根据电机电流的变化率和预设参数区间确定被动补偿系数；确定被动补偿系数和预先设置的主动补偿系数的乘积值，以得到电流补偿系数，其中主动补偿系数与电机相关。
[0120]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据电机电流的变化率和预设参数区间确定被动补偿系数包括：处理器230被配置成：基于预先存储的电机电流的变化率与预设参数区间中的参数的对应关系，根据电机电流的变化率确定电机电流的变化率对应的参数；确定电机电流的变化率与参数的乘积，以得到被动补偿系数。
[0121]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据功率控制系数和泵送压力确定泵送主油泵的排量阀的排量电流包括：处理器230被配置成：根据预设功率、电机的预设转速以及泵送主油泵的最大排量，确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力；根据最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0122]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流包括：处理器230被配置成：根据排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流以及排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流确定第一参数；根据第一参数、最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流。
[0123]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据排量阀的实际最小开度、排量阀的最大开度对应的最大排量电流以及排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流确定第一参数，包括根据公式(1)确定第一参数：
[0124][0125]
其中，为第一参数，i
max
为排量阀的最大开度对应的最大排量电流，i
min
为排量阀
的实际最小开度对应的最小排量电流，a为排量阀的实际最小开度。
[0126]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据第一参数、最小压力、排量阀的实际最小开度、排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流、功率控制系数以及泵送压力，确定泵送主油泵的排量阀的排量电流，包括根据公式(2)确定排量电流：
[0127][0128]
其中，i为排量电流，为第一参数，f
min
为最小压力，k为功率控制系数，f
主
为泵送压力，a为排量阀的实际最小开度，i
min
为排量阀的实际最小开度对应的最小排量电流。
[0129]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据预设功率、电机的预设转速以及泵送主油泵的最大排量，确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力包括：处理器230被配置成：确定电机的预设转速与泵送主油泵的最大排量的第一乘积值；确定预设功率与第一乘积值的商，以确定泵送主油泵在预设功率下的最小压力。
[0130]
在一个实施例中，排量阀的实际最小开度的确定包括：处理器230被配置成：根据预先设置的排量阀的最小控制压力、排量阀的最大控制压力以及排量阀的理论最小控制压力确定排量阀的实际最小开度。
[0131]
在一个实施例中，处理器230被配置成根据预先设置的排量阀的最小控制压力、排量阀的最大控制压力以及排量阀的理论最小控制压力确定排量阀的实际最小开度，包括：处理器230被配置成：确定最小控制压力与理论最小控制压力之间的第一差值；确定最大控制压力与理论最小控制压力之间的第二差值；确定第一差值与第二差值之间的比值，以得到实际最小开度。
[0132]
在一个实施例中，泵送设备还包括泵送主缸；处理器230被配置成确定电机电流的变化率之前还包括：处理器230被配置成：确定泵送主缸内的活塞到达预设位置。
[0133]
在一个实施例中，泵送设备还包括接近传感器，设置于泵送主缸上；处理器230被配置成确定泵送主缸内的活塞到达预设位置包括：处理器230被配置成：获取接近传感器检测到的指示泵送主缸内的活塞到达预设位置的触发信号。
[0134]
在一个实施例中，预设参数区间的数值范围包括0.3至0.8。
[0135]
在一个实施例中，主动补偿系数的数值范围包括0.8至1.2。
[0136]
在一个实施例中，主动调整系数的数值范围包括0至50。
[0137]
本发明实施例提供了一种泵送设备，包括：泵送主油泵；电机，与泵送主油泵连接以向泵送主油泵提供动力；以及根据上述实施方式中的用于泵送设备的控制装置。
[0138]
在一个实施例中，泵送设备还包括：泵送主缸；以及接近传感器，设置于泵送主缸上，用于检测泵送主缸内的活塞的位置。
[0139]
在一个实施例中，泵送设备还包括：开关阀组，分别与处理器、泵送主缸电连接，用于控制泵送主缸的换向；处理器还被配置成接收接近传感器检测到的指示泵送主缸内的活塞到达预设位置的触发信号，从而根据触发信号控制开关阀组的通断。
[0140]
在一个实施例中，泵送设备还包括：人机交互装置和/或远程监控平台。
[0141]
在一个具体的实施例中，本发明实施例提供了一种混凝土泵送液压系统，该系统包括：电流感应器1，信号转换与计算模块2，控制器3，电机4，泵送主油泵5，压力传感器6，泵送流量阀7，开关阀组8，泵送主缸9，接近传感器10，人机交互界面11，远程监控平台12。本发
明实施例提供的混凝土泵送液压系统的组成框图可以如图3所示。
[0142]
可以理解，电流感应器1为电流大小采集元件，通过将检测到的与电机4所连接导线中电流产生的电磁强度，转化为弱电模拟量，转化获得的弱电模拟量，再通过信号转换与计算模块2进行滤波与数值还原处理，还原得到的数值即为实际电流大小，该数值发送给控制器3后，作为过载保护的负反馈依据。
[0143]
同时，本发明实施例提供的混凝土泵送液压系统中，电机4与泵送主油泵5相连，即动力由电机4传输给泵送主油泵5，而泵送逻辑由控制器3控制泵送流量阀7和开关阀组8实现。控制器3输出信号控制泵送流量阀7使泵送主油泵5的输出流量随要求改变，开关阀组8由控制器3根据接近传感器10的触发控制通断。接近传感器10安装在泵送主缸9上，当泵送主缸9内的活塞运动到指定位置时，接近传感器10会触发开关量信号传输至控制器3。
[0144]
在一个实施例中，电流的监控除可以使用电流互感器加独立的信号转换与计算模块外，也可以直接传输至控制器，由控制器进行转换。
[0145]
在一个具体的实施例中，本发明实施例提供了一种用于泵送设备的控制方法，主要是在原有混凝土泵送逻辑中的换向逻辑、排量控制以及功率控制的环节中增加了通过获取实时工作电流大小来调整排量控制和功率控制的环节，在本发明实施例中，这个环节可以称为电流反馈修正。
[0146]
在现有的泵送逻辑中，控制器(或处理器)首先对开关阀组输出，当泵送主缸达到指定位置时，触发接近开关信号并传输至控制器，控制器此时判断主缸到位，下一步进行换向，每完成一次换向，即可视为完成一次泵送工作。在理想状态下的持续泵送过程中，除换向瞬间外，负载会保持稳定，泵送压力变化小。但实际推进过程中，由于物料的离析、不均匀等原因，负载压力往往会发生突变，包括在换向过程中，由于方向的突变，液压系统中的压力也会急剧下降再上升，因此在实际的一个完成的泵送过程中，如果主泵开度不变的情况下，负载发生改变时，功率会同时突变。为了使主泵输出功率保持在一个动态稳定的过程，则需要对主泵流量进行控制，而流量为转速与排量的乘积，因此，泵送系统功率的控制，通常通过控制转速与排量来实现，如公式5所示，其中p
主
为主泵功率，v
主
为主泵排量，n
油泵
为转速，f
主
为泵送压力。
[0147]
p
主
＝v
主
×n油泵
×f主
ꢀꢀꢀꢀ
公式(5)
[0148]
由于本发明提供的电机动力泵送系统中，电机为恒定转速，因此恒功率的控制只能通过排量的变化来实现，即控制排量电流。在不考虑功率损失的情况下，若一个主泵已确定，且其最大排量为v
max
，则实时主泵功率与标定的恒功率相等，为
[0149]
p
主
＝p
恒
ꢀꢀꢀꢀ
公式(6)
[0150]
则有
[0151]vmax
×n主
×f起调
＝v
主
×n主
×f主
ꢀꢀꢀ
公式(7)
[0152]
其中，f
起调
为进入恒功率的最小压力，n
主
即转速n
油泵
。在不考虑功率损失的情况下，由主泵排量v与泵送压力f为线性关系，因此由式(7)可以得出
[0153][0154]
主泵形式确定时，其斜盘转动的角度与控制压力fc的关系确定，即主泵排量开度a确定。现以一个单180(即最大排量)的主泵为例，假定其最大开度值为100％时对应的控制
压力需要18bar，最小开度值为0％时对应的控制压力为6bar，则其主泵开度与控制压力的关系可以如图4所示。
[0155]
实际使用过程中，考虑到阀中含有死区的可能性，一般应用到的最小控制压力f
cmin
不为理论值(例如6)，而是在调试过程中根据实际情况人为设定最小排量电流i
min
来控制，最大控制压力f
max
则由最大排量电流i
max
来控制，通过设定获得的排量阀开度范围，得到实际最小开度a，a的计算式为
[0156][0157]
其中，f
cmin
为最小控制压力，f
cmax
为最大控制压力，a为实际最小开度。
[0158]
获得a值后，根据如图5所示的控制压力(排量比例阀控制电流)与排量的关系曲线，可得排量电流i、主泵排量以及开度的关系式为
[0159][0160]
将式(8)带入(10)中，求得当前需要输出的排量电流i为
[0161][0162]
其中，f
起调
、i
max
、i
min
已知，故系统进入电控恒功率后，主泵排量输出控制电流可根据泵送压力f
主
算得唯一解，且其与主泵排量最大值无关。
[0163]
在式(11)中，实际最小开度与最大开度分别对应排量电流i
min
与i
max
均为定值，因此设定这些变量的组成(i
max-i
min
)/(1-a)设为定值则式(11)中排量电流i的求法变为
[0164][0165]
从式(12)中可知，实时控制的排量电流i与实时压力f
主
负相关，排量电流i与实时压力f
主
的关系曲线如图6所示，图6所示的曲线关系即表示了排量电流i与实时压力f
主
之间存在唯一对应关系，不受其他参数影响，功率恒定。在实际的工作过程中，需要使动力源输出不同的功率。在转速恒定的条件下，要输出不同的功率，就需要改变上述的排量电流与实时压力间的曲线关系，因此本发明实施例的控制方案中，在原关系式(12)中引入了功率控制系数k作为曲线的控制变量，如下式所示：
[0166][0167]
引入控制变量后，排量电流i与实时压力f
主
的关系曲线可以通过k的调整产生如图7所示的变化。k的调整可以使系统输出不同的功率，但实际应用场合中，对功率的输出有使用要求，即应用场合对系统要求的功率输出范围，称为恒功率区域，如图8所示。
[0168]
功率控制系数k由参数k1与k2组成，k1称为主动调整系数，而k2则与电流突变程度负相关，可以称为电流补偿系数。其中k1可以通过人机交互界面或远程监控平台设置，k1的取值一般为0～50，取值依据为产品在调试过程中的排量电流i-泵送压力f的对应关系，由
于排量电流与泵送次数是直接相关，因此在调试的过程中，将排量电流i-泵送压力f的关系转化为泵送次数t-泵送压力f的关系。图9所示为一个k1值的调试的过程示意图。
[0169]
如图9所示，1与2、3与4、5与6为三个不同k1值时，泵送系统工作表现出的不同工作特性曲线。当k1过高时，在f1与f3处的泵送次数分别为t1与t2，表明当压力在f1时，泵送次数t1满足要求的功率输出范围，但当压力在f3时，泵送次数t2则超出了要求范围，这时的k1值不满足要求。同理，在k1值过低时，t5与t6也不满足。对k1值进行调整后，获得合适的输出曲线，如3、4点所示，均在功率输出范围内。
[0170]
功率控制系统k与k1、k2均为正相关的关系，即k1与k2增大时，k增加，则泵送系统整体输出功率提升，但当电流突变过大时，k2减小，由于k1固定，则k同步减小，输出的排量电流与功率降低，即达到控制了电流突变程度的目的。此外，k2系数由可设置的参数k
α
与被动补偿系数(即电流突变系数)k
β
组成，k
α
与k1一样，也可由人为设置，本发明中称为主动补偿系数k
α
，但被动补偿系数k
β
由电流变化曲线的趋势决定，也即电流曲线的微分项di/dt和试验得出的固定系数确定。固定系数(即预设参数区间)一般取0.3～0.8，即
[0171][0172]
主动补偿系数k
α
一般设置为1，变动范围可以为0.8～1.2。
[0173]
综上，k值的最终计算式为式(11)所示。
[0174][0175]
本发明实施例所提供的用于泵送设备的控制方法，引入功率控制系数k后，泵送系统的功率输出控制即可通过主动调整系数k1与电流补偿系数k2实现，其中k1是权重最大的系数，调节程度最高，k2权重相对较小。功率控制系数k在主动调整系数k1和主动补偿系数k
α
确定后，功率的控制即取决于被动补偿系数k
β
。被动补偿系数k
β
是根据电流突变程度实时变更的参数，与电流突变程度负相关，当电流突变程度超过所设置的阀值时，k
β
发生变更。理论上，该系数的变化随着电流变化而动态变化，但由于存在恒功率区域的控制要求，被动补偿系数k
β
的变化需要做出限制，即计算在最大与最小要求输出的功率下，对应的被动补偿系数k
βmax
与k
βmin
。
[0176]
在本发明实施例中，各个参数均可上传到人机交互界面与云平台。在获得足够的工作数据样本量后，k1与k
α
均可根据统计的数据进行进一步优化。本发明一具体实施例中用于泵送设备的控制方法的逻辑框图可以参考图10所示。具体地，当主缸到位的时候，接近开关信号触发，处理器或控制器实时监测并获取泵送压力和电机电流，并进行实时恒功率计算以得到排量电流，具体的恒功率计算过程可以如左边虚线框中的流程图所示，上述的方法实施例中也有记载，此处不予过多阐述，计算得出排量电流后输出排量电流，以控制主缸动作，具体地，可以根据排量电流控制排量阀的开度以调节泵送主油缸的排量，从而将泵送主油缸的功率调节至预设功率。采用本发明实施例的技术方案进行控制后，泵送过程中的电流曲线变化与未采用该方案控制时的电流曲线变化可以通过系统中的监控模块监控得到，对比可以如图11与图12所示。
[0177]
综上，与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案将电流变化趋势量化为电流突变系数k
β
，并将k
β
参与恒功率的控制，使得泵送系统的输出不仅可以在所要求的恒功率输出区域中，同时还减少了电流冲击。此外，与现有技术相比，上述技术方案将泵送系统的
各个参数均上传至人机交互界面与远程控制平台，可以根据检测产品不同的工况设计出不同的适配参数，实现系统的远程优化。
[0178]
本方案主要应用于建筑机械行业常用的电机动力混凝土泵送设备，与柴油机动力泵送设备不同的是，电机动力产品在泵送过程中，有电流的突变，对电网造成冲击，本方案对这种冲击采用了监控与控制方案，基于电感作用，将电感信号进行转换与滤波后得出电流大小，再将电流的突变程度量化为突变系数，作为控制系数的其中一环，最后实现输出功率保证在恒功率区域的基础上，减少电流突变的互感作用对电网的冲击。此外，采用上述技术方案的电机动力泵送设备在工作过程中可以根据负载剧变程度调节排量，最终起到保护电网、电机以及延长电机使用寿命的效果。
[0179]
本发明实施例提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器执行根据上述实施方式中的的用于泵送设备的控制方法。
[0180]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0181]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0182]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
[0183]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0184]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。