1.一種自由下放卷揚自動連續夯沖控制系統,其特征在于,包括深度檢測裝置、拉力傳感器、壓力開關、人機交互界面、卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥、卷揚離合器控制電磁閥、卷揚控制電磁閥和控制器;所述拉力傳感器、深度檢測裝置、壓力開關、人機交互模塊的輸出端均與控制器的信號輸入端相連;所述控制器的信號輸出端與卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥、卷揚離合器控制電磁閥和卷揚控制電磁閥的控制端相連;
人機交互界面用于選擇控制器的控制模式及輸入相應的控制參數;其中控制模式包括手動控制、定次數定高度自動夯沖、定貫入度定高度自動夯沖、定次數定高度差自動夯沖、定貫入度定高度差五種;
控制器根據人機交互界面的輸入信號,再基于拉力傳感器、深度檢測裝置和壓力開關的輸入信號,控制卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥、卷揚離合器控制電磁閥和卷揚控制電磁閥,按選擇的控制模式控制卷揚工作。
2.一種自由下放卷揚自動連續夯沖控制方法,其特征在于,采用權利要求1所述的系統,包括以下步驟:
步驟1、通過人機交互界面選擇控制器的控制模式,并輸入控制參數;其中控制模式包括手動控制、定次數定高度自動夯沖、定貫入度定高度自動夯沖、定次數定高度差自動夯沖、定貫入度定高度差五種;
步驟2、控制器根據人機交互界面的輸入信號,再基于拉力傳感器、深度檢測裝置和壓力開關的輸入信號,控制卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥、卷揚離合器控制電磁閥和卷揚控制電磁閥,按選擇的控制模式控制卷揚工作。
3.根據權利要求1所述的自由下放卷揚自動連續夯沖控制方法,其特征在于,所述定次數定高度自動夯沖模式的控制方法為:
步驟1、通過人機交互界面選擇定次數定高度自動夯沖模式,輸入夯沖次數M、工作裝置提升距地面高度H,貫入度參考值X,工作裝置實際重量G實際、鋼絲繩最大承受拉力Gmax;設置當前夯擊次數i=0;
步驟2、控制器檢測起夯信號,檢測到起夯信號時進行下一步;
步驟3、判斷當前夯擊次數i是否超過設定的夯沖次數M,超過則結束,沒有超過則令i=i+1,并繼續進行下一步;
步驟4、輸出控制信號至卷揚離合器控制電磁閥、卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥和卷揚控制電磁閥,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動停止、卷揚控制電磁閥打開,卷揚滾筒在液壓馬達驅動下提升工作裝置;通過拉力傳感器檢測鋼絲繩拉力G,據此判斷是否離地;在工作裝置剛開始離地時,判斷當前鋼絲繩拉力G是否小于鋼絲繩最大承受拉力Gmax且 大于工作裝置實際重量G實際的a倍,如果是則繼續運行,同時通過深度檢測裝置檢測并保存工作裝置剛開始離地時的高度h;否則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報,結束;
步驟5、通過深度檢測裝置監測工作裝置的離地高度,當工作裝置提升至離地高度為H時,輸出控制信號,使卷揚控制電磁閥中位、卷揚滾筒制動油缸制動、卷揚離合器分離;
步驟6、輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動停止,重力作用下工作裝置拖拽鋼絲繩一同快速下放;判斷鋼絲繩拉力G是否小于工作裝置實際重量G實際的b倍,如果小于說明工作裝置已經觸樁夯擊完畢,輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動,防止鋼絲繩過放;
步驟7、通過深度檢測裝置檢測并保存當前工作裝置離地高度h';將h‐h'即為當次夯沖貫入度;判斷h‐h'是否大于X,如果小于或等于X則有可能此高度下夯沖難以繼續或者夯沖過程中遇到石塊等偶然原因,在此種情況下再循環夯沖N次,如果h‐h'仍小于或等于X,則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報,結束;如果大于X則繼續往下運行,循環至步驟3。
4.根據權利要求1所述的自由下放卷揚自動連續夯沖控制方法,其特征在于,所述定貫入度定高度自動夯沖模式的控制方法為:
步驟1、通過人機交互界面選擇定貫入度定高度自動夯沖模式,輸入總貫入度h參、貫入度參考值X,工作裝置提升距地面高度H,工作裝置實際重量G實際、鋼絲繩最大承受拉力Gmax;
步驟2、檢測起夯信號,檢測到起夯信號時進行下一步;
步驟3、判斷當前貫入度h總是否超過設定的總貫入度h參,超過則結束,沒有超過則繼續進行下一步;
步驟4、輸出控制信號至卷揚離合器控制電磁閥、卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥和卷揚控制電磁閥,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動停止、卷揚控制電磁閥打開,卷揚滾筒在液壓馬達驅動下上提工作裝置;通過拉力傳感器檢測鋼絲繩拉力G,判斷是否離地;在工作裝置剛開始離地時,判斷當前鋼絲繩拉力G是否小于鋼絲繩最大承受拉力且大于工作裝置實際重量G實際的a倍,如果是則繼續運行,同時通過深度檢測裝置檢測并保存工作裝置剛開始離地時的高度h;否則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報,結束;
步驟5、通過深度檢測裝置監測工作裝置的離地高度,當工作裝置提升至離地高度為H時,輸出控制信號,使卷揚控制電磁閥中位、卷揚滾筒制動油缸制動、卷揚離合器分離;
步驟6、輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動停止,重力作用下工作裝置拖拽鋼絲繩一同快速下放;判斷鋼絲繩拉力G是否小于工作裝置實際重量G實際的b倍,如果小于說明 工作裝置已經觸樁夯擊完畢,輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動,防止鋼絲繩過放;
步驟7、通過深度檢測裝置檢測并保存當前工作裝置離地高度h';將h‐h'即為當次夯沖貫入度;判斷h‐h'是否大于X,如果小于或等于X則有可能此高度下夯沖難以繼續或者夯沖過程中遇到石塊等偶然原因,在此種情況下再循環夯沖N次,如果h‐h'仍小于或等于X,則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報,結束;如果大于X則令h總=h總+(h‐h'),繼續往下運行,循環至步驟3。
5.根據權利要求1所述的自由下放卷揚自動連續夯沖控制方法,其特征在于,所述定次數定高度差自動夯沖模式的控制方法為:
步驟1、通過人機交互界面選擇定次數定高度差自動夯沖模式,輸入夯沖次數M,工作裝置每次提升距樁的相對高度量ΔH,貫入度參考值X,工作裝置實際重量G實際、鋼絲繩最大承受拉力;設置當前夯擊次數i=0;
步驟2、檢測起夯信號,檢測到起夯信號時進行下一步;
步驟3、判斷當前夯擊次數i是否超過設定的夯沖次數M,超過則結束,沒有超過則令i=i+1,并繼續進行下一步;
步驟4、輸出控制信號至卷揚離合器控制電磁閥、卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥和卷揚控制電磁閥,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動停止、卷揚控制電磁閥打開,卷揚滾筒在液壓馬達驅動下上提工作裝置;通過拉力傳感器檢測鋼絲繩拉力G,判斷是否離地;在工作裝置剛開始離地時,判斷當前鋼絲繩拉力G是否小于鋼絲繩最大承受拉力且大于工作裝置實際重量G實際的a倍,如果是則繼續運行,同時通過深度檢測裝置檢測并保存工作裝置剛開始離地時的高度h;否則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報,結束;
步驟5、通過深度檢測裝置監測工作裝置的提升高度,當工作裝置提升至離樁ΔH時,輸出控制信號,使卷揚控制電磁閥中位,卷揚滾筒制動油缸制動、卷揚離合器分離;
步驟6、輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動停止,重力作用下工作裝置拖拽鋼絲繩一同快速下放;判斷鋼絲繩拉力G是否小于工作裝置實際重量G實際的b倍,如果小于說明工作裝置已經觸樁夯擊完畢,輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動,防止鋼絲繩過放;
步驟7、深度檢測裝置檢測并保存當前工作裝置離地的高度h';將h‐h'即為當次夯沖貫入度;判斷h‐h'是否大于X,如果小于或等于X則有可能此高度下夯沖難以繼續或者夯沖過程中遇到石塊等偶然原因,在此種情況下再循環夯沖N次,如果h‐h'仍小于或等于X,則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報,結束;如果大于X則繼續往下運行,循環至步驟3。
6.根據權利要求1所述的自由下放卷揚自動連續夯沖控制方法,其特征在于,所述定貫入度定高度差自動夯沖模式的控制方法為:
步驟1、通過人機交互界面選擇定貫入度定高度自動夯沖模式,輸入總貫入度h參,工作裝置每次提升距樁的相對高度量ΔH,貫入度參考值X,工作裝置實際重量G實際、鋼絲繩最大承受拉力;
步驟2、檢測起夯信號,檢測到起夯信號時進行下一步;
步驟3、判斷當前貫入度h總是否超過設定的總貫入度h參,超過則結束,沒有超過則繼續進行下一步;
步驟4、輸出控制信號至卷揚離合器控制電磁閥、卷揚滾筒制動油缸控制電磁閥和卷揚控制電磁閥,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動停止、卷揚控制電磁閥打開,卷揚滾筒在液壓馬達驅動下上提工作裝置;通過拉力傳感器檢測鋼絲繩拉力G,判斷是否離地;在工作裝置剛開始離地時,鋼絲繩判斷當前拉力是否小于鋼絲繩最大承受拉力且大于工作裝置實際重量G實際的a倍,如果不滿足則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報;如果滿足條件則繼續運行,同時通過深度檢測裝置檢測并保存工作裝置剛開始離地時的高度h;
步驟5、通過深度檢測裝置監測工作裝置的提升高度,當工作裝置提升至離樁ΔH時,輸出控制信號,使卷揚控制電磁閥中位,卷揚滾筒制動油缸制動、卷揚離合器分離;
步驟6、輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動停止,重力作用下工作裝置拖拽鋼絲繩一同快速下放;判斷鋼絲繩拉力G是否小于工作裝置實際重量G實際的b倍,如果小于說明工作裝置已經觸樁夯擊完畢,輸出控制信號,使卷揚滾筒制動油缸制動,防止鋼絲繩過放;
步驟7、深度檢測裝置檢測并保存當前工作裝置離地的高度h';將h‐h'即為當次夯沖貫入度;判斷h‐h'是否大于X,如果小于或等于X則有可能此高度下夯沖難以繼續或者夯沖過程中遇到石塊等偶然原因,在此種情況下再循環夯沖N次,如果h‐h'仍小于或等于X,則輸出控制信號,使卷揚離合器閉合、卷揚滾筒制動油缸制動,并發出警報,結束;如果大于X則令h總=h總+(h‐h'),繼續往下運行,循環至步驟3。
7.根據權利要求3~6中任一項所述的自由下放卷揚自動連續夯沖控制方法,其特征在于,所述a取值為0.8,所述b取值為0.2。