一种融冰系统及其控制方法与流程

本发明涉及交通安全领域，尤其涉及一种融冰系统及其控制方法。

背景技术：

冬季出现的路面积雪、结冰等湿滑路面状况严重影响道路交通的正常运行和行车安全。相较于区域性的降雪、冻雨天气，因特殊地形地貌等因素导致的局地性路面/桥梁积雪凝冰现象更具危险性。

然而现有的公路管理手段中，对于特殊地形的路段一般采用人工除雪的方式进行，这种方式费时费力且不能及时有效的进行融冰雪作业。偶有一些路面采用融冰雪系统进行融冰雪作业，但是这些融冰雪系统经常因管道压力不足或者管道压力过大而无法使用，继而影响融冰雪效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种融冰系统及其控制方法。该发明能够布置在各种特殊地形进行实时融冰雪作业；并且能够自动调节输送泵输出压力，实现融冰系统的长时间作业。

一种融冰系统，包括泵房与输送管道；所述泵房内设有储料罐、连接管道和控制箱，所述输送管道上设有若干个喷洒终端和若干个反馈装置；所述储料罐、连接管道、输送管道和喷洒终端依次连通；所述连接管道上设有调控装置；所述控制箱与调控装置电连接，所述控制箱与反馈装置信号连接。

前述调控装置包括输送泵和泵站压力计，所述输送泵进口通过连接管道连通储料罐，所述输送泵出口通过连接管道连通输送管道；所述泵站压力计设置在输送泵出口处；所述输送泵和泵站压力计与控制箱电连接。

前述反馈装置为反馈压力计，所述反馈压力计与控制箱信号连接。

前述喷洒终端包括喷洒管道、喷洒电动阀和喷嘴，所述喷洒管道与输送管道连通，所述喷洒电动阀和喷嘴依次设置在喷洒管道上。

前述控制箱为控制主机或控制板卡。

一种控制前述的融冰系统的方法：通过在输送管道上设置与控制箱信号连接的反馈压力计，在输送泵出口设置与控制箱电连接的泵站压力计，使得控制箱能够获取输送管道内任意一个反馈压力计的压力pi与输送泵出口的压力pl，并通过pi与pl控制输送泵调整输出压力。

前述通过pi与pl控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱控制输送泵输出压力不变，否则控制箱控制输送泵调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]；其中ε为控制误差系数，[plmin，plmax]为输送泵出口压力的正常范围。

前述控制箱控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱控制输送泵以步进方式调整输出压力。

前述[plmin，plmax]为预设或首次启动系统时测定。

当前述[plmin，plmax]为首次启动系统时测定时，测定方法具体为：控制箱启动输送泵，并打开第1个反馈压力计处的喷嘴，然后多次步进调整输送泵输出压力使得第1个反馈压力计数值p1=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmin；控制箱启动输送泵，打开最远端反馈压力计处的喷嘴，并且多次步进调整输送泵输出压力使得最远端反馈压力计数值pn=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmax。

与现有技术相比，本发明通过设置输送管道连接泵房与喷洒终端，使得本发明的融冰系统能够布置在高山地区、隧道和盘山公路等各种特殊地形，适应性强。

本发明通过设置反馈装置能够实时监测输送管道内的压力，从而自动调节输送泵输出压力，实现融冰系统的长时间作业。并且本发明融冰系统的控制方法使用泵站压力计和反馈压力计两个基础原件就能够完成输送管内的压力实时监测与自动调节，在保证了整个融冰系统质量的同时还能保证喷洒装置的撒布一致性高，即融冰雪剂融雪喷洒距离、均匀性、用量都均保持一致。

本发明通过在首次开启系统时实测输送泵出口压力的正常范围，能够保证包括本发明融冰系统及控制方法能够适应各种不同的道路环境，特别适应高山地区、隧道和盘山公路等各种特殊地形，适应性强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记

1-储料罐，2-连接管道，3-控制箱，7-输送管道，41-喷洒管道，42-喷洒电动阀，43-喷嘴，51-反馈压力计，61-输送泵，62-泵站压力计。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种融冰系统，如图1所示，包括泵房与输送管道7；所述泵房内设有储料罐1、连接管道2和控制箱3，所述输送管道7上设有若干个喷洒终端和若干个反馈装置；所述储料罐1、连接管道2、输送管道7和喷洒终端依次连通；所述连接管道2上设有调控装置；所述控制箱3与调控装置电连接，所述控制箱3与反馈装置信号连接。

所述调控装置包括输送泵61和泵站压力计62，所述输送泵61进口通过连接管道2连通储料罐1，所述输送泵61出口通过连接管道2连通输送管道7；所述泵站压力计62设置在输送泵61出口处；所述输送泵61和泵站压力计62与控制箱3电连接。

所述反馈装置为反馈压力计51，所述反馈压力计51与控制箱3信号连接。

所述喷洒终端包括喷洒管道41、喷洒电动阀42和喷嘴43，所述喷洒管道41与输送管道7连通，所述喷洒电动阀42和喷嘴43依次设置在喷洒管道41上。

所述控制箱3为控制主机或控制板卡。

一种控制前述的融冰系统的方法：通过在输送管道7上设置与控制箱信号连接的反馈压力计，在输送泵出口设置与控制箱电连接的泵站压力计，使得控制箱能够获取输送管道7内任意一个反馈压力计的压力pi与输送泵出口的压力pl，并通过pi与pl控制输送泵调整输出压力。

所述通过pi与pl控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱控制输送泵输出压力不变，否则控制箱控制输送泵调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]；其中ε为控制误差系数，[plmin，plmax]为输送泵出口压力的正常范围。

所述控制箱控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱控制输送泵以步进方式调整输出压力。

所述[plmin，plmax]为预设或首次启动系统时测定。

当所述[plmin，plmax]为首次启动系统时测定时，测定方法具体为：控制箱启动输送泵，并打开第1个反馈压力计处的喷嘴，然后多次步进调整输送泵输出压力使得第1个反馈压力计数值p1=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmin；控制箱启动输送泵，打开最远端反馈压力计处的喷嘴，并且多次步进调整输送泵输出压力使得最远端反馈压力计数值pn=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmax。

使用时，将融冰系统布置完成后，根据现场环境选择预设的输送泵出口压力的正常范围或者重新测定输送泵出口压力的正常范围。

工作时，控制箱控制喷洒终端的喷洒电动阀42打开，融冰雪剂从储料罐1经连接管道2、输送管道7、喷洒管道41，自喷嘴43喷出。

工作过程中，控制箱3通过反馈压力计51和泵站压力计62得到输送管道7上任意一个反馈压力计51的压力pi与输送泵61出口的压力pl。然后将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱3控制输送泵61输出压力不变，否则控制箱3控制输送泵61调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]。

实施例2

一种融冰系统，如图1所示，设置在一般公路段旁，包括泵房与输送管道7；所述泵房内设有储料罐1、连接管道2和控制箱3，所述输送管道7上设有若干个喷洒终端和若干个反馈装置；所述储料罐1、连接管道2、输送管道7和喷洒终端依次连通；所述连接管道2上设有调控装置；所述控制箱3与调控装置电连接，所述控制箱3与反馈装置信号连接。所述储料罐1的容量为8-30m³，控制箱3的型号为采用stm32l432kbu6的终端控制板，输送管道7长200-1000m。

所述调控装置包括输送泵61和泵站压力计62，所述输送泵61进口通过连接管道2连通储料罐1，所述输送泵61出口通过连接管道2连通输送管道7；所述泵站压力计62设置在输送泵61出口处；所述输送泵61和泵站压力计62与控制箱3电连接。所述输送泵61的型号为，所述泵站压力计62的型号为mpm4780智能变送器

所述反馈装置为反馈压力计51，所述反馈压力计51与控制箱3信号连接。所述反馈压力计51的型号为yf-605压力变送器。

所述喷洒终端包括喷洒管道41、喷洒电动阀42和喷嘴43，所述喷洒管道41与输送管道7连通，所述喷洒电动阀42和喷嘴43依次设置在喷洒管道41上。所述喷洒电动阀42的型号为dn25带法兰316不锈钢电磁阀。

一种控制前述的融冰系统的方法：通过在输送管道7上设置与控制箱信号连接的反馈压力计，在输送泵出口设置与控制箱电连接的泵站压力计，使得控制箱能够获取输送管道7内任意一个反馈压力计的压力pi与输送泵出口的压力pl，并通过pi与pl控制输送泵调整输出压力。

所述通过pi与pl控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱控制输送泵输出压力不变，否则控制箱控制输送泵调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]；其中ε为控制误差系数，[plmin，plmax]为输送泵出口压力的正常范围。

所述控制箱控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱控制输送泵以步进方式调整输出压力。

所述[plmin，plmax]为预设的。[plmin，plmax]为0.5-1.8mpa，ε为0.004-0.006mpa、p0的范围为0.6~1.2mpa。

使用时，将融冰系统布置完成后，根据现场环境选择预设的输送泵出口压力的正常范围或者重新测定输送泵出口压力的正常范围。

工作时，控制箱控制喷洒终端的喷洒电动阀42打开，融冰雪剂从储料罐1经连接管道2、输送管道7、喷洒管道41，自喷嘴43喷出。

工作过程中，控制箱3通过反馈压力计51和泵站压力计63得到输送管道7上任意一个反馈压力计51的压力pi与输送泵61出口的压力pl。然后将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱3控制输送泵61输出压力不变，否则控制箱3控制输送泵61调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]。

实施例3

一种融冰系统，如图1所示，设置在高山地区、隧道或盘山公路旁，包括泵房与输送管道7；所述泵房内设有储料罐1、连接管道2和控制箱3，所述输送管道7上设有若干个喷洒终端和若干个反馈装置；所述储料罐1、连接管道2、输送管道7和喷洒终端依次连通；所述连接管道2上设有调控装置；所述控制箱3与调控装置电连接，所述控制箱3与反馈装置信号连接。所述储料罐1的容量为8-30m³，控制箱3的型号为采用stm32l432kbu6的终端控制板，输送管道（7）长200-1000m。

所述调控装置包括输送泵61和泵站压力计62，所述输送泵61进口通过连接管道2连通储料罐1，所述输送泵61出口通过连接管道2连通输送管道7；所述泵站压力计62设置在输送泵61出口处；所述输送泵61和泵站压力计62与控制箱3电连接。所述输送泵61的型号为，所述泵站压力计62的型号为mpm4780智能变送器

所述反馈装置为反馈压力计51，所述反馈压力计51与控制箱3信号连接。所述反馈压力计51的型号为yf-605压力变送器。

所述喷洒终端包括喷洒管道41、喷洒电动阀42和喷嘴43，所述喷洒管道41与输送管道7连通，所述喷洒电动阀42和喷嘴43依次设置在喷洒管道41上。所述喷洒电动阀42的型号为dn25带法兰316不锈钢电磁阀。

一种控制前述的融冰系统的方法：通过在输送管道7上设置与控制箱信号连接的反馈压力计，在输送泵出口设置与控制箱电连接的泵站压力计，使得控制箱能够获取输送管道7内任意一个反馈压力计的压力pi与输送泵出口的压力pl，并通过pi与pl控制输送泵调整输出压力。

所述通过pi与pl控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱控制输送泵输出压力不变，否则控制箱控制输送泵调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]；其中ε为控制误差系数，[plmin，plmax]为输送泵出口压力的正常范围。

所述控制箱控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱控制输送泵以步进方式调整输出压力。

所述[plmin，plmax]为预设。[plmin，plmax]为0.6-2.0mpa，ε为0.004-0.006mpa、p0的范围为0.5~1.0mpa。

使用时，将融冰系统布置完成后，根据现场环境选择预设的输送泵出口压力的正常范围或者重新测定输送泵出口压力的正常范围。

工作时，控制箱控制喷洒终端的喷洒电动阀42打开，融冰雪剂从储料罐1经连接管道2、输送管道7、喷洒管道41，自喷嘴43喷出。

工作过程中，控制箱3通过反馈压力计51和泵站压力计62得到输送管道7上任意一个反馈压力计51的压力pi与输送泵61出口的压力pl。然后将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱3控制输送泵61输出压力不变，否则控制箱3控制输送泵61调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]

实施例4

一种融冰系统，如图1所示，设置在一般公路段旁，包括泵房与输送管道7；所述泵房内设有储料罐1、连接管道2和控制箱3，所述输送管道7上设有若干个喷洒终端和若干个反馈装置；所述储料罐1、连接管道2、输送管道7和喷洒终端依次连通；所述连接管道2上设有调控装置；所述控制箱3与调控装置电连接，所述控制箱3与反馈装置信号连接。所述储料罐1的容量为8-30m³，控制箱3的型号为采用stm32l432kbu6的终端控制板，输送管道7长200-1000m。

所述调控装置包括输送泵61和泵站压力计62，所述输送泵61进口通过连接管道2连通储料罐1，所述输送泵61出口通过连接管道2连通输送管道7；所述泵站压力计62设置在输送泵61出口处；所述输送泵61和泵站压力计62与控制箱3电连接。所述输送泵61的型号为，所述泵站压力计62的型号为mpm4780智能变送器

所述反馈装置为反馈压力计51，所述反馈压力计51与控制箱3信号连接。所述反馈压力计51的型号为yf-605压力变送器。

所述喷洒终端包括喷洒管道41、喷洒电动阀42和喷嘴43，所述喷洒管道41与输送管道7连通，所述喷洒电动阀42和喷嘴43依次设置在喷洒管道41上。所述喷洒电动阀42的型号为dn25带法兰316不锈钢电磁阀。

一种控制前述的融冰系统的方法：通过在输送管道7上设置与控制箱信号连接的反馈压力计，在输送泵出口设置与控制箱电连接的泵站压力计，使得控制箱能够获取输送管道7内任意一个反馈压力计的压力pi与输送泵出口的压力pl，并通过pi与pl控制输送泵调整输出压力。

所述通过pi与pl控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱控制输送泵输出压力不变，否则控制箱控制输送泵调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]；其中ε为控制误差系数，[plmin，plmax]为输送泵出口压力的正常范围。

所述控制箱控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱控制输送泵以步进方式调整输出压力。

所述[plmin，plmax]为首次启动系统时测定。测定方法具体为：控制箱启动输送泵，并打开第1个反馈压力计处的喷嘴，然后多次步进调整输送泵输出压力使得第1个反馈压力计数值p1=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmin；控制箱启动输送泵，打开最远端反馈压力计处的喷嘴，并且多次步进调整输送泵输出压力使得最远端反馈压力计数值pn=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmax。ε为0.004-0.006mpa、p0的范围为0.6~1.2mpa。

使用时，将融冰系统布置完成后，根据现场环境选择预设的输送泵出口压力的正常范围或者重新测定输送泵出口压力的正常范围。

工作时，控制箱控制喷洒终端的喷洒电动阀42打开，融冰雪剂从储料罐1经连接管道2、输送管道7、喷洒管道41，自喷嘴43喷出。

工作过程中，控制箱3通过反馈压力计51和泵站压力计62得到输送管道7上任意一个反馈压力计51的压力pi与输送泵61出口的压力pl。然后将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱3控制输送泵61输出压力不变，否则控制箱3控制输送泵61调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]。

实施例5

一种融冰系统，如图1所示，设置在高山地区，包括泵房与输送管道7；所述泵房内设有储料罐1、连接管道2和控制箱3，所述输送管道7上设有若干个喷洒终端和若干个反馈装置；所述储料罐1、连接管道2、输送管道7和喷洒终端依次连通；所述连接管道2上设有调控装置；所述控制箱3与调控装置电连接，所述控制箱3与反馈装置信号连接。所述储料罐1的容量为8-30m³，控制箱3的型号为采用stm32l432kbu6的终端控制板，输送管道7长200-1000m。

所述调控装置包括输送泵61和泵站压力计62，所述输送泵61进口通过连接管道2连通储料罐1，所述输送泵61出口通过连接管道2连通输送管道7；所述泵站压力计62设置在输送泵61出口处；所述输送泵61和泵站压力计62与控制箱3电连接。所述输送泵61的型号为，所述泵站压力计62的型号为mpm4780智能变送器

所述反馈装置为反馈压力计51，所述反馈压力计51与控制箱3信号连接。所述反馈压力计51的型号为yf-605压力变送器。

所述喷洒终端包括喷洒管道41、喷洒电动阀42和喷嘴43，所述喷洒管道41与输送管道7连通，所述喷洒电动阀42和喷嘴43依次设置在喷洒管道41上。所述喷洒电动阀42的型号为dn25带法兰316不锈钢电磁阀。

一种控制前述的融冰系统的方法：通过在输送管道7上设置与控制箱信号连接的反馈压力计，在输送泵出口设置与控制箱电连接的泵站压力计，使得控制箱能够获取输送管道7内任意一个反馈压力计的压力pi与输送泵出口的压力pl，并通过pi与pl控制输送泵调整输出压力。

所述通过pi与pl控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱控制输送泵输出压力不变，否则控制箱控制输送泵调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]；其中ε为控制误差系数，[plmin，plmax]为输送泵出口压力的正常范围。

所述控制箱控制输送泵调整输出压力具体为：所述控制箱控制输送泵以步进方式调整输出压力。

所述[plmin，plmax]为首次启动系统时测定。测定方法具体为：控制箱启动输送泵，并打开第1个反馈压力计处的喷嘴，然后多次步进调整输送泵输出压力使得第1个反馈压力计数值p1=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmin；控制箱启动输送泵，打开最远端反馈压力计处的喷嘴，并且多次步进调整输送泵输出压力使得最远端反馈压力计数值pn=p0，读取此时泵站压力计的压力数值为plmax。ε为0.004-0.006mpa、p0的范围为0.5~1.0mpa。

使用时，将融冰系统布置完成后，根据现场环境选择预设的输送泵出口压力的正常范围或者重新测定输送泵出口压力的正常范围。

工作时，控制箱控制喷洒终端4的喷洒电动阀42打开，融冰雪剂从储料罐1经连接管道2、输送管道7、喷洒管道41，自喷嘴43喷出。

工作过程中，控制箱3通过反馈压力计51和泵站压力计62得到输送管道7上任意一个反馈压力计51的压力pi与输送泵61出口的压力pl。然后将pi与预设喷洒终端喷嘴出口目标压力值为p0做对比；若|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]，则控制箱3控制输送泵61输出压力不变，否则控制箱3控制输送泵61调整输出压力，直至|pi-p0|<ε，且pl∈[plmin，plmax]。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施例，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。