WJ—4卸料车控制系统设计

武宝宝++王江涛++曲孝和

摘要：WJ-4卸料车是一种新型的自动化卸料车，它改变了卸料方式，增加了对卸料车的监控，提升了卸料车的自动化程度。本文介绍了该卸料车控制系统的组成、原理、卸料板位置的计算以及卸料车的自动称重。司机可以通过液晶显示器读取整个卸料工况信息，更清晰的掌握整个卸料过程，减少故障率。

关键词：卸料车 自动化 卸料板位置计算 自动称重 减少故障率

中图分类号：TD634 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）07-0002-01

1 引言

传统卸料车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。在土木工程中，常同挖掘机、装载机、带式输送机等联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、松散物料的装卸运输。由于装载车厢能自动倾翻一定角度卸料，大大节省卸料时间和劳动力，提高生产效率。但是，传统的卸料车无法对整个卸料作业过程进行有效的监控，自动化程度不高。

本论文研究的WJ-4卸料车控制系统，有效弥补了传统卸料车在自动化方面的不足，提高了卸料车的效率，通过对整个卸料过程的监控，有效地减少了卸料故障，提高了卸料车寿命。

2 WJ-4卸料车工作原理

WJ-4卸料车主要由汽车底盘、货箱、液压收缩机构和取力装置等几部分组成。其中卸料板安装在货箱内，当卸料车正常工作时，液压收缩机构在各个电磁阀的得失电情况下，带动卸料板前后移动，完成卸料。具体工作原理如下：（1）卸料过程 系统正常上电，按下卸料开关，尾门升起，卸料阀和方向控制阀得电，卸料板开始后移，皮带转动，滑轮传感器连续发出信号，卸料指示灯的闪速频率与滑轮传感器发出信号的频率成正比；（2）卸料返回过程 卸料板到达车尾时，后限位开关发出信号，卸料阀和方向控制阀失电；延时N秒后，返回阀和方向控制阀得电，皮带反转，滑轮传感器连续发出信号，卸料指示灯的闪烁频率与滑轮传感器发出信号的频率成正比；（3）卸料完成 卸料板前移到位，前限位开关发出信号，返回阀和方向控制阀失电；（4）完成一个卸料过程，卸料次数加1。

3 WJ-4卸料车控制系统组成及功能说明

3.1 控制系统组成

WJ-4卸料车控制系统以专用控制器为核心，采集前后限位开关、滑轮传感器的信号，根据司机操作指令，完成自动卸料功能。

控制系统各功能元件有：主控制器、液晶显示器。

输入部分：限位开关、滑轮传感器、急停按钮、三位自复位开关。

输出部分：电磁阀、故障报警灯、运行指示灯。

3.2 控制系统各元件功能

卸料车完成的功能包括三部分：司机指令：卸料、急停、手动回位、尾门动作；显示内容：正常运转、卸料次数、异常报警、货物重量；监测信号：卸料板前位、卸料板后位、皮带运转。

液晶显示器：液晶显示器上显示的内容有：卸料量、卸料故障、卸料次数以及部分参数设置。另外，液晶显示器上还实时动态显示卸料量的大小，实时监测整个卸料过程。司机可以通过显示器，掌握整个卸料过程中卸料车的运行情况。屏上有运行指示灯与故障报警灯，卸料过程中自动卸料系统还可以与底盘称重系统集成于一体，实现限重装载，保护车辆的安全。

限位开关：检测卸料板的位置。当卸料板在货箱前位时，前限位开关导通；卸料板在货箱后位时，后限位开关导通。

滑轮传感器：通过滑轮传感器测量的数据，可以间接测量卸料速度和卸料量的多少。

三位自复位开关：控制卸料板前进和后退。当开关按到“1”位置时，卸料阀和方向阀导通， 系统卸料；当开关按到“2”位置时，收缩阀和方向阀导通，卸料板返回。

紧急停止按钮：卸料过程中，有故障时，按下紧急停止按钮，卸料终止；复位紧急停止按钮，按下三位自复位开关，卸料板前移或者后退。

称重传感器：通过称重传感器，可以测量货物的重量，判断卸料车是否超载；有超载情况，故障灯报警，屏上显示故障信息。

4 关键算法

（1）卸料板的位置计算。WJ-4卸料车可以通过卸料板的位置来计算卸货量。卸料车货箱的长度L一定，所以卸料板从卸料开始到卸料完成，滑轮传感器发出的脉冲数M是一定的，并且可以通过控制器计算获得。卸料过程中，通过实时记录滑轮传感器测量的脉冲数m，就可以计算出此时卸料板的位置s=mL/M，将s的值保存在单片机的EEPROM中，并在液晶显示器上以动画形式显示出来。系统断电后，s的值不会变，再次上电后，屏上仍可以观察到上次卸料板的位置。

（2）卸料量的计算。在货箱下面安装有称重弹簧和称重传感器来测量卸料车中卸料量的大小并判断卸料车是否超载。控制器将称重传感器的测量值经过一系列计算，最后换算为卸料车货物的重量。

5 结语

本文在传统卸料车的基础上，自主研发了一种新型的自动化卸料车控制系统。对卸料过程进行控制，并定时监测卸料状态及卸料故障，提高了卸料车的自动化程度。通过对卸料车的监控，能够及时获得卸料信息，发现卸料故障，减少机器损坏，提高卸料效率，从而一定程度上延长了卸料车的寿命，且成本合理，因此，有推广应用价值。

参考文献

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[2]张先锋.智能重型卸料车的PLC控制系统[J].内江科技，2008（11）.

[3]武斌华.液压自卸车辆的使用[J].湖南农机，2004（03）.