20t中型挖掘机控制系统设计

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20t中型挖掘机控制系统设计

作者：吴德君

来源：《科技创新导报》2011年第27期

摘要:本文设计的挖掘机控制系统采用CAN总线网络结构,主控制器和远程I/O以ARM7

微控制器LPC2000为核心,负责开关信号输入、模拟信号输入、数字信号输入和驱动等功能的处理,软件部分包含数据采集、数据通信和数据处理三大部分。

关键词:液压挖掘机GPSCAN总线

中图分类号:U270 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0113-01

1 控制系统总体介绍

1.1 控制系统功能介绍

工作时,先启动蜂鸣器,让工作人员离开生产现场;再起动冷却泵电机,对液压电机和钻头电机进行冷却;待冷却泵稳定工作后,起动液压泵电机,再起动钻头电机开始工作。停机顺序与起动顺序正好相反。本控制系统要实现的主要功能有:液压油温度控制、液压挖掘机工况监测与故障查找功能、自动挖掘控制、节能控制及远程监控功能等[4]。

1.2 控制系统整体结构

随着挖掘机上机电一体化程度的提高,电气系统己成为一个越来越复杂、完善的系统,这样导致车身接线越来复杂,使运行可靠性降低、维护难度增大。因此,控制系统中各控制模块之间采用CAN总线的通讯方式,使繁琐的各种电气连线被简洁的现场总线通信网络替代,传输信号的质量也大幅度提高。主控制器负责集中管理和控制。远程I/O作为主控制器I/O功能的延伸,负责接受外部信息并受主控制器控制发出信号控制执行机构。人机界面从主控制器获取整车工作参数予以显示,和主控制器进行必要的数据交互。GPS全球卫星定位系统可随时将车辆的位置

信息及车辆工作状态的基本信息传送给远程监控系统[4]。控制系统结构见图1。

2 控制系统设计方案

主控制器是整个系统的管理者,控制方法上采用PID控制与人工智能控制相结合的方法,通过挖掘机装置轨迹控制,在平整场地、沟槽挖掘中实现自动操纵,并具有示教挖掘功能,减轻驾驶员的作业强度,提高生产率。功率控制模块采用先进的电液比例控制技术,利用发动机转速为反馈控制,自动匹配发动机和液压泵功率,提高经济性。外围传感器集中采集外围信号。主控制器将远程I/O、人机界面等设备发送的数据处理后控制本地I/O驱动一些外部执行元件,另一方面