一种管桩布料控制设备、系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土管桩技术领域，尤其涉及一种管桩布料控制设备、系统及方法。
【背景技术】
[0002] 目前，为了解决混凝土管桩生产过程中存在的自动化程度低以及劳动强度大等制 约其发展的问题，常采用混凝土泵送装置进行自动布料的方法来代替人工布料进行管桩的 生产。具体地，在自动布料方法中，通常会采用由管桩模运输装置装载管桩模运行的方法， 艮P，由一辆电机驱动的管桩模运输装置装载管桩模运行，在开始布料前，管桩模运输装置往 混凝土泵送装置所在位置方向运行，直至混凝土泵送装置的输送管末端靠近管桩模底部， 开始布料后，在混凝土泵送装置的输送管输送混凝土的同时，管桩模运输装置往远离混凝 土泵送装置所在位置的方向运行，以使混凝土均匀地涂布在管桩模内。
[0003] 但是，由于目前，管桩生产普遍采用C80甚至强度更高的混凝土，导致可泵性较 差，进而使得实际泵送时混凝土出料极不连续，常会出现布料时混凝土重量时而不变时而 剧增的情况，因此，为了保证管桩生产质量需对泵送速度和管桩模运输装置的移动速度进 行相应地协调控制。
[0004] 具体地，目前，业界常采用以下两种管桩自动布料方式来对混凝土泵送装置的泵 送速度和管桩模运输装置的移动速度进行相应地协调控制：
[0005] 方式一：根据已布料重量对管桩模运输装置的移动速度进行分段调速，即将整个 布料长度以混凝土泵送装置的泵送换向作为分界点分成多个小段，针对每一小段，根据已 布料重量、目标重量和上一冲程的布料重量来确定下一个小段的管桩模运输装置的运行速 度。
[0006] 但是，在采用该方式一时，由于通常需要成套的称重传感器（至少4个以上）等仪 表设备，导致成本较高。另外，由于称重传感器所输出的信号为模拟信号，因而，在工作环境 有变频器以及变频电源等的情况下，其输出的信号极易被干扰，使得最终所得到的信号并 不准确，降低布料控制的准确性。再有，由于在布料过程中，混凝土泵送装置的输送管需要 伸入管桩模内，而输送管的刚性有限，不可避免地会压在管桩模上，从而会使得对已布料混 凝土重量的称量产生较大误差，会进一步降低布料控制的准确性。此外，由于混凝土泵送装 置的泵送出口压力较大，实际泵送出来的混凝土进入管桩模时都是先冲起再下落，因而还 会产生一个向下的冲力干扰，同样影响称重的精度，使得布料控制的准确性进一步降低。
[0007] 方式二：采用分段停车布料的方法，即将整个布料长度均匀分成多个小段，开始布 料后，通过旋转编码器计算管桩模运输装置的运行位移，每当管桩模运输装置走完一小段 时即停下来等待布料，直到当前布料重量达到该小段所需布料的目标重量后，管桩模运输 装置再继续运行；其中，与方式一类似，所涉及到的当前布料重量常通过设置的称重传感器 来获取。
[0008] 也就是说，在采用该方式二时，仍会存在方式一所存在的各种问题。并且，除了存 在方式一所存在的上述问题之外，在采用该方式二时，还会存在以下问题：由于管桩模运输 装置的电机需要频繁地带载启动和紧急制动，因而会降低电机的使用寿命，并且，由于电机 启动时的电流远大于其额定电流，因而在其频繁启动时，还会对电网造成冲击，影响其他用 电设备的正常工作。另外，由于在采用行进-停止-布料-行进-停止的布料模式时，管桩 模运输装置的速度变化极不平滑，因而还会极易导致布料的不均匀、进而影响管桩布料质 量。再有，在采用分段布料的方式进行布料时，由于当前面布料重量出现偏差时，无法对其 进行补偿，因而还会极易出现较大的累计偏差，使得管桩整体布料重量达不到要求，影响管 桩布料的质量。
[0009] 综上所述，目前存在的管桩自动布料方式并不佳，导致管桩布料质量以及控制准 确性均不高，因此，亟需提供一种新的管桩自动布料方法以解决上述问题。
【发明内容】
[0010] 本发明实施例提供了一种管桩布料控制设备、系统及方法，用以解决目前存在的 管桩自动布料方式不佳导致的布料质量不高以及布料控制准确性低等问题。
[0011] 具体地，本发明实施例提供了一种管桩布料控制设备，应用于包括混凝土泵送装 置、管桩模以及管桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，包括：
[0012] 处理单元，用于确定管桩每单位布料长度所需布料的方量；并在布料过程中，在混 凝土泵送装置的每次泵送换向周期结束之时，根据每单位布料长度所需布料的方量以及管 桩模运输装置在本次泵送换向周期内的运行位移，确定管桩模运输装置在本次泵送换向周 期内的目标方量，以及，根据确定的本次泵送换向周期内的目标方量以及混凝土泵送装置 在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定本次泵送换向周期内所产生的方量偏差，并 根据确定的本次泵送换向周期内所产生的方量偏差、混凝土泵送装置的泵送换向周期以及 混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定管桩模运输装置在下一泵送 换向周期内的目标速度，以及，生成与所述目标速度相对应的速度控制信号；
[0013] 控制单元，用于根据所述处理单元生成的速度控制信号，调整管桩模运输装置在 下一泵送换向周期内的运行速度。
[0014] 进一步地，本发明实施例还提供了一种管桩布料控制系统，应用于包括混凝土泵 送装置、管桩模以及管桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，其中，所述管桩布料控制 系统包括本发明实施例中所述的管桩布料控制设备。
[0015] 进一步地，本发明实施例还提供了一种管桩布料控制方法，应用于包括混凝土泵 送装置、管桩模以及管桩模运输装置在内的管桩泵送布料系统中，所述方法包括：
[0016] 管桩布料控制设备确定管桩每单位布料长度所需布料的方量；并
[0017] 在布料过程中，在混凝土泵送装置的每次泵送换向周期结束之时，根据每单位布 料长度所需布料的方量以及管桩模运输装置在本次泵送换向周期内的运行位移，确定管桩 模运输装置在本次泵送换向周期内的目标方量，并根据确定的本次泵送换向周期内的目标 方量以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定本次泵送换向周期 内所产生的方量偏差，以及，根据确定的本次泵送换向周期内所产生的方量偏差、混凝土泵 送装置的泵送换向周期以及混凝土泵送装置在每次泵送换向周期内的实际泵送方量，确定 管桩模运输装置在下一泵送换向周期内的目标速度；以及，
[0018] 生成与所述目标速度相对应的速度控制信号，并根据所述速度控制信号调整管桩 模运输装置在下一泵送换向周期内的运行速度。
[0019] 本发明有益效果如下：
[0020] 本发明实施例提供了一种管桩布料控制设备、系统及方法，在本发明实施例所述 技术方案中，在布料过程中，可在混凝土泵送装置每次泵送换向周期结束之时，根据泵送情 况和方量偏差不断修正管桩模运输装置的目标速度并对之前的布料方量偏差进行补偿，从 而可在无需停车等待的基础上，达到较好地保护电机以减少对电网的冲击、以及使得管桩 模运输装置的速度变化相对较平滑以使得布料更为均匀的效果。另外，由于可对之前布料 产生的方量偏差进行补偿，从而还可达到避免出现较大累积误差，使得对管桩布料的控制 更加精确的效果。再有，由于无需增加额外的称重传感器，因而，还可达到降低成本以及避 免受到变频器等的干扰、以进一步提高布料控制的准确性的目的。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，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。
[0022] 图1为本发明实施例一中所述管桩布料控制设备的结构示意图；
[0023] 图2为本发明实施例二中所述管桩布料控制系统的结构示意图；
[0024] 图3为本发明实施例三中所述管桩布料控制方法的流