CN202110434U - 工程机械车辆速度控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工程机械车辆速度控制系统，它包括速度控制器、监控PC机、电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块，所述的电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块分别与速度控制器连接，速度控制器经RS232总线与监控PC机相连，所述的速度控制器包括控制核单元、通讯单元、由PWM输出单元和晶体管输出单元组成的输出单元和由A/D转换单元、PI采集单元和DI采集单元组成的输入单元。本实用新型可实现对工程机械车辆中的康明斯柴油机和液压泵各种参数、传感器单元信息以及系统自检的采集及监控，大大方便了工程机械车辆的速度智能控制和信息查看，大大方便了各类工程机械车辆的操作和维护。

Description

工程机械车辆速度控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种速度控制系统，更具体的说是一种应用于工程机械车辆的速度控制系统。

背景技术

工程机械车辆燃油和液压电控部分由控制器、传感器、执行器和控制线束四部分组成。柴油机和液压泵工作时经过了参数采集、比较分析、指令执行三大过程；参数采集过程通过机油压力、燃油温度、燃油油位、冷却水温度、发动机转速、泵压力传感器，将实时监测的参数输送给控制器；比较分析过程通过控制器将接收到的参数与已储存的设定参数值或参数图谱进行比较，经过处理计算后按最佳值的指令输出给执行器；指令执行过程通过执行器根据控制器指令控制喷油，使柴油机和液压系统运行状态达到最佳水平。

现有的工程机械车辆的动力装置、传动装置基本采用国外大公司的产品，如GE的传动系统、康明斯的柴油机等，其控制管理系统也采用国外产品，具有系统复杂、维护成本高、功率匹配不理想、系统冗余的缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种集成度高、针对性强、系统精简、实用可靠的工程机械车辆速度控制系统。

本实用新型解决上述的技术问题的技术方案是：包括速度控制器、监控PC机、电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块，所述的电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块分别与速度控制器连接，速度控制器经RS232总线与监控PC机相连。

进一步，所述的速度控制器包括控制核单元、通讯单元、由PWM输出单元和晶体管输出单元组成的输出单元和由A/D转换单元、PI采集单元和DI采集单元组成的输入单元，所述的输出单元、输入单元和通讯单元分别与控制单元连接，电磁阀与PWM输出单元连接，油门控制器与PWM输出单元和晶体管输出单元连接，传感器与A/D转换单元、PI采集单元和DI采集单元连接，开关输入模块与DI采集单元连接，通讯单元通过RS232总线与监控PC机相连。

进一步，所述的监控PC机包括RS232通信单元、逻辑控制单元和人机界面单元，所述的逻辑控制单元分别与人机界面单元和RS232通信单元连接，RS232通信单元通过RS232总线与速度控制器连接。

由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用速度控制器、监控PC机结合，可实现对工程机械车辆中的康明斯柴油机和液压泵各种参数、传感器单元信息以及系统自检的采集及监控，大大方便了工程机械车辆的速度智能控制和信息查看，大大方便了各类工程机械车辆的操作和维护。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中速度控制器的结构示意图。

图3为本实用新型中监控PC机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1所示一种工程机械车辆速度控制系统，包括速度控制器、监控PC机、电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块，所述的电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块分别与速度控制器连接，速度控制器经RS232总线与监控PC机相连。速度控制器采集车辆传感器信息和柴油机信息，经过比较分析后实时控制车辆；同时，速度控制器将采集分析数据经RS232总线发送到监控PC机，供操作人员查看。操作人员也可通过监控PC机的显示控制界面，对速度控制器进行设置和控制。

如图2所示，本实用新型的速度控制器包括控制核单元、通讯单元、由PWM输出单元和晶体管输出单元组成的输出单元和由A/D转换单元、PI采集单元和DI采集单元组成的输入单元，所述的输出单元、输入单元和通讯单元分别与控制单元连接，电磁阀与PWM输出单元连接，油门控制器与PWM输出单元和晶体管输出单元连接，传感器与A/D转换单元、PI采集单元和DI采集单元连接，开关输入模块与DI采集单元连接，通讯单元通过RS232总线与监控PC机相连。开关输入量和传感器与输入单元的DI采集单元和A/D采集单元相连，转速传感器与PI采集单元相连，输入单元用于工程机械车辆数字量和模拟量信息的采集以及系统自检；油门控制器及各种电磁阀与输出单元的PWM输出单元和晶体管输出单元相连，输出单元用于工程机械车辆液压电气控制和油门控制；通信单元与监控PC机采用RS232通信，通信的数据涵盖了所有车辆采集信息、自检信息、参数设置信息、控制指令信息；控制核单元用于控制和同步其余各单元，将输入单元的采集信息，进行量纲转换并比较分析后，通过模糊控制方法进行功率匹配，最终控制组合输出使车辆以最佳状态运行；在实际应用中速度控制器一般在参数设置调试完成后都脱离监控PC机进行独立智能控制，实现的常见功能有多档自动模式和多档手动模式控制，自动怠速，自动油门整定，柴油机与液压系统自动功率匹配控制。控制软件主要分为以下几个方面：

1、档位设置

设置履带式挖掘机的档位，共10档。

2、模式设置

设置履带式挖掘机的工作模式。有S、L、H、手动四种模式。

3、速度设置

自动设置履带式挖掘机每个档位的速度。

4、自动怠速设置

设置或取消自动怠速，自动怠速自动根据工况忙闲调节油耗，大大提高了节能功能。

5、自动油门整定

通过油门整定可以对油门位置安装时的误差和发动机因长期使用而产生的油门位置漂移而引起的转速误差进行校正，使各档位的转速达到额定值。

6、自动功率匹配

应用了以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的模糊控制技术，在软件中对外部采集数据进行分析、判断、记忆并对其数据进行处理，智能调节车辆发动机的转速，使其运行更经济，效率更高；动态调节该型车辆的液压系统的功率，使车辆在任何工况下都能平稳快速的工作；对车辆的工况进行自学习、自适应，针对不同的车辆自动给出一个最优的控制方案。

7、输入状态

用于检测履带式挖掘机的一些开关量输入信号的状态。

8、输出状态

用于检测控制挖掘机动作电磁阀的工作状态、PWM控制步进脉冲。

9、模拟状态

用于检测挖掘机的模拟量输入信号的数值、发动机转速、相关PWM输出控制与反馈。

10、RS232通讯

可与履带式挖掘机上其它带标准的RS232口的设备进行通讯，与上位机调试软件通讯。

11、看门狗功能

在软件中采用了与硬件相结合的看门狗程序，使控制器在任何干扰下都能正常工作。

如图3所示，本实用新型的监控PC机包括RS232通信单元、逻辑控制单元和人机界面单元，所述的逻辑控制单元分别与人机界面单元和RS232通信单元连接，RS232通信单元通过RS232总线与速度控制器连接。人机界面单元的设置参数和控制命令，通过逻辑控制单元加工处理后传递给RS232通信单元，最终以RS232通信的形式发送给速度控制器；RS232通信单元接收的工程机械车辆信息和自检信息，通过逻辑控制单元加工处理后传递给人机界面单元，最终以界面显示的形式实时呈现给操作人员。显示的界面主要分为以下几个方面：

1、系统启动界面

系统启动界面是欢迎漂亮画面，包含软件名称、版本等软件信息。

2、串口设置界面

串口设置界面的功能包括选择RS232串口端口，设置传输数据格式和波特率。

3、参数监控界面

参数监控界面的功能包括发动机转速、油门位置等参数和自检信息的实时显示，油门整定等命令的控制。

4、油门整定功能

下发“油门整定”命令进行油门整定，通过油门整定可以校正发动机因长期使用而产生的转速误差，使各档位的转速达到额定值。出厂时各档转速的设置只需手动调整最低转速额定值，然后通过油门整定就能一次调整其余档位的额定转速值。在油门整定过程中可下发“取消整定”命令中断油门整定。自动油门整定完成后，界面会自动弹出“整定完成”提示。

5、参数设置界面

参数设置界面的功能包括各档发动机给定转速等参数的读取、设置、下载，各参数都有默认值和自定义的标识，并可各自独立恢复默认值功能。

Claims (3)

1.一种工程机械车辆速度控制系统，其特征在于，包括速度控制器、监控PC机、电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块，所述的电磁阀、油门控制器、传感器和开关输入模块分别与速度控制器连接，速度控制器经RS232总线与监控PC机相连。

2.根据权利要求1所述的工程机械车辆速度控制系统，其特征在于，所述的速度控制器包括控制核单元、通讯单元、由PWM输出单元和晶体管输出单元组成的输出单元和由A/D转换单元、PI采集单元和DI采集单元组成的输入单元，所述的输出单元、输入单元和通讯单元分别与控制单元连接，电磁阀与PWM输出单元连接，油门控制器与PWM输出单元和晶体管输出单元连接，传感器与A/D转换单元、PI采集单元和DI采集单元连接，开关输入模块与DI采集单元连接，通讯单元通过RS232总线与监控PC机相连。

3.根据权利要求1或2所述的工程机械车辆速度控制系统，其特征在于，所述的监控PC机包括RS232通信单元、逻辑控制单元和人机界面单元，所述的逻辑控制单元分别与人机界面单元和RS232通信单元连接，RS232通信单元通过RS232总线与速度控制器连接。

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