本實用新型涉及挖掘機控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于CAN總線的挖掘機電氣控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

挖掘機是土方工程中的主要施工機械，隨著國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)和拉動內(nèi)需的要求，作為土方施工機械的挖掘機需求量越來越大。由于挖掘機的工況復(fù)雜，普通工業(yè)用PLC的I/O口資源相對較少，用通用PLC進行挖掘機電氣控制系統(tǒng)開發(fā)具有一定的局限性。隨著用戶對挖掘機高可靠性、高性能的要求，車用傳感器增多，采用普通控制方式必會增加線束數(shù)量，增大維護難度，且不利于數(shù)據(jù)間共享。而且大多數(shù)挖掘機沒有應(yīng)急電路，在應(yīng)急狀態(tài)下不能正常工作，發(fā)動機不能實現(xiàn)自我保護，易發(fā)生二次啟動，啟動馬達容易損壞。

因此，為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計出一款可有效解決數(shù)據(jù)間共享和線束增加的問題、保證挖掘機應(yīng)急狀態(tài)下能正常工作、防止發(fā)動機二次啟動的一種基于CAN總線的挖掘機電氣控制系統(tǒng)，正是發(fā)明人所要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種基于CAN總線的挖掘機電氣控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，可有效解決數(shù)據(jù)間共享和線束增加的問題，保證挖掘機應(yīng)急狀態(tài)下能正常工作，防止發(fā)動機二次啟動，延長馬達使用壽命。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于CAN總線的挖掘機電氣控制系統(tǒng)，其包括采用CAN總線的車載PLC控制器，所述控制器設(shè)置有用于模擬量輸入的AI口、用于頻率輸入的PI口、用于開關(guān)量輸入的DI口、用于開關(guān)量輸出的DO口、用于脈寬調(diào)制的PWM口、CAN口， 所述控制器通過AI口連接有傳感器輸入電路，所述控制器通過PI口與傳感器調(diào)理電路連接，所述控制器通過DI口開關(guān)量輸入電路連接，所述控制器通過DO口連接開關(guān)量輸出電路，所述開關(guān)量輸出電路包括行駛蜂鳴器、油門執(zhí)行電機、增壓電磁閥、行走高低速電磁閥、應(yīng)急電路、應(yīng)急繼電器，所述油門執(zhí)行電機與柴油發(fā)動機連接，所述應(yīng)急電路與應(yīng)急繼電器連接，所述控制器通過PWM口連接有泵比例閥，所述泵比例閥與變量泵連接，所述控制器通過CAN口連接有CAN總線通訊模塊，所述CAN總線通訊模塊分別與車載監(jiān)控顯示器、GPS遠程通訊模塊連接。

進一步，所述傳感器輸入電路包括水溫傳感器、油溫傳感器、油位傳感器、機油壓力傳感器、油門旋轉(zhuǎn)反饋電路、油門電機位置反饋電路。

進一步，所述傳感器調(diào)理電路包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路。

進一步，所述開關(guān)量輸入電路包括機械怠速開關(guān)、先導(dǎo)開關(guān)、預(yù)熱監(jiān)視開關(guān)、增壓開關(guān)、行駛壓力開關(guān)、空濾器堵塞開關(guān)。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可有效解決數(shù)據(jù)間共享和線束增加的問題，保證挖掘機應(yīng)急狀態(tài)下能正常工作，防止發(fā)動機二次啟動，延長馬達使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型應(yīng)急電路原理圖。

圖3是本實用新型發(fā)動機控制電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

參見圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)一種基于CAN總線的挖掘機電氣控制系統(tǒng)，包括采用CAN總線的車載PLC控制器，控制器設(shè)置有用于模擬量輸入的AI口、用于頻率輸入的PI口、用于開關(guān)量輸入的DI口、用于開關(guān)量輸出的DO口、用于脈寬調(diào)制的PWM口、CAN口，控制器通過AI口連接有傳感器輸入電路，控制器通過PI口與傳感器調(diào)理電路連接，控制器通過DI口開關(guān)量輸入電路連接，控制器通過DO口連接開關(guān)量輸出電路，開關(guān)量輸出電路包括行駛蜂鳴器、油門執(zhí)行電機、增壓電磁閥、行走高低速電磁閥、應(yīng)急電路、應(yīng)急繼電器，油門執(zhí)行電機與柴油發(fā)動機連接，應(yīng)急電路與應(yīng)急繼電器連接，控制器通過PWM口連接有泵比例閥，泵比例閥與變量泵連接，控制器通過CAN口連接有CAN總線通訊模塊，CAN總線通訊模塊分別與車載監(jiān)控顯示器、GPS遠程通訊模塊連接，傳感器輸入電路包括水溫傳感器、油溫傳感器、油位傳感器、機油壓力傳感器、油門旋轉(zhuǎn)反饋電路、油門電機位置反饋電路。傳感器調(diào)理電路包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路。開關(guān)量輸入電路包括機械怠速開關(guān)、先導(dǎo)開關(guān)、預(yù)熱監(jiān)視開關(guān)、增壓開關(guān)、行駛壓力開關(guān)、空濾器堵塞開關(guān)。

控制器共需6個AI模擬量輸入、1個頻率輸入PI、7個開關(guān)量輸入DI、5個開關(guān)量輸出DO、1個脈寬調(diào)制PWM口供PWM 輸出，選用HersmorG16控制器，它具有55個I/O口且多數(shù)屬于多功能復(fù)用I/O口，完全滿足挖掘機應(yīng)用需求，而且是基于CAN總線通訊，便于系統(tǒng)擴展。

參見圖2是本實用新型應(yīng)急電路原理圖，控制器的PWM 口輸出電流可達3A，而泵比例閥最大電流為800mA，因此可直接用PWM口驅(qū)動比例閥。由于挖掘機控制的核心功能就是根據(jù)工況對泵扭矩進行調(diào)節(jié)，為保證泵比例閥電流按照控制要求輸出，采用了一個電流反饋CF口反饋采集比例閥輸出的電流。此時應(yīng)急繼電器處于斷電狀態(tài)，泵比例閥通過繼電器常閉觸點連接到控制器的PWM口，其電流大小是基于轉(zhuǎn)速感應(yīng)原理進行控制。

應(yīng)急電路的作用就是保證控制器出現(xiàn)異常時能對挖掘機進行控制，可通過應(yīng)急撥子開關(guān)來切換應(yīng)急和正?？刂颇Ｊ秸ＤＪ较拢壤y和油門電機的控制都是由PLC控制器操作；當撥子開關(guān)切換到應(yīng)急模式時，應(yīng)急繼電器得電讓常開觸點閉合。比例閥電流設(shè)定和油門電機的拉縮由應(yīng)急電路實現(xiàn)。應(yīng)急電路一方面將負流量液壓系統(tǒng)的泵比例閥電流設(shè)置到400mA，此時功率吸收相當于動力模式為S模式下6擋的控制電流，由于系統(tǒng)電源約24V，比例閥電阻約為15Ω，因此將比例閥串聯(lián)一個30W、45Ω的電阻R0即可保證比例閥設(shè)定電流，此時液壓系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)通過負流量自動調(diào)節(jié)實現(xiàn)；另一方面可通過撥子開關(guān)切換油門電機拉和縮通斷電，從而控制油門大小進行發(fā)動機的速度調(diào)節(jié)。其中撥子開關(guān)為類似單刀雙擲開關(guān)作用的應(yīng)急油門。

參見圖3是本實用新型發(fā)動機控制電路原理圖，發(fā)動機的啟動主要是給斷油閥供電，其中包括啟動瞬間對斷油閥快吸和保持繼電器供電，發(fā)動機停止將斷油閥斷電即可。電機輸出端R端輸出1個12V的電壓，這個電壓伴隨發(fā)動機運轉(zhuǎn)的整個過程，因此將R端控制1個繼電器，其常開端與啟動馬達繼電器控制端串聯(lián)。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時啟動馬達回路斷開，這樣既可啟動時剝離發(fā)動機，又可防止二次啟動。當鑰匙開關(guān)打到啟動時，鑰匙開關(guān)的BR，ACC，R2得電，打鐵開關(guān)G1、復(fù)合啟動繼電器K1閉合，這時啟動馬達工作，K1閉合的同時，斷油閥的快吸繼電器K3閉合，噴油泵工作，啟動發(fā)動機。發(fā)動機啟動后，R端輸出12V電壓，此時12V的K2繼電器得電，即將K1斷開，啟動馬達斷電，保證了啟動馬達的安全。在發(fā)動機工作期間，即使鑰匙開關(guān)再次打到啟動擋，由于K2的作用，啟動馬達不會再次得電，實現(xiàn)了防止二次啟動的功能。快吸繼電器K3在啟動馬達得電瞬間打開斷油閥，同時保持繼電器K4，K5工作，將鑰匙開關(guān)的ACC端接到斷油閥的保持端，由于鑰匙開關(guān)在啟動擋和工作擋位ACC都得電，因此工作過程中斷油閥保持打開位置，保證發(fā)動機工作；若鑰匙開關(guān)打到OFF擋位，ACC斷電則斷油閥斷電，發(fā)動機停止。