液压挖掘机电气与电子控制系统

2．满足挖掘机整车各项控制功能的要求

现代挖掘机控制系统越来越复杂，许多功能都是通过电控系统实现的，如发动机的功率模式控制，液压泵功率调节，行走速度的控制等，另外，挖掘机整车还需要配备完备的电器附件，如车灯、雨刮器等，电气系统的设计必须满足这些功能要求；

3．满足操作舒适性要求

操作舒适性要求一方面要求电器系统人机操作界面友好，易于识别，操作方便；另一方面要保障操作人员身心舒畅，如配备空调系统，音响系统，给操作人员创造舒适的操作环境，提高工作效率； 4．满足人机工程学的要求

挖掘机电气与电子控制系统许多部件安装在司机室中，其安装、布局必须与司机室内其他部件有机结合，使司机室内整体布局美观、协调，电气与电子控制系统人机工程设计的优劣，是评价系统设计水平重要方面； 5．电磁兼容性要求

电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容性设计已经是汽车电气设计的强制性要求，工程机械电气的电磁兼容性也越来越受到重视，电磁兼容性设计一方面是保证电气与电子控制系统可靠工作的要求，也是环境保护的要求。

10．4．2 挖掘机电气与电子控制系统的设计步骤

早期挖掘机电气系统非常简单，电气系统通常由主机厂完成全部设计、配套、安装，现代挖掘机电气与电子控制系统要求越来越高，技术越来越复杂，主机厂已无法胜任全部工作，电气与电子控制系统的控制系统、监控系统大多通过专业配套企业设计、制造，为主机厂配套。这种配套模式不是意味着主机厂不需要进行电气系统设计了，不需要电器工程师了，而是电器工程师的工作方式和内容发生了变化，主机厂电器工程师对整车电气与电子控制系统的性能仍然起着关键作用，在这种新的模式下，挖掘机电气与电子控制系统的设计应按以下步骤进行：

1. 制定整车电气与电子控制系统的功能与要求，确定系统方案

发动机电气系统和挖掘机电气与电子控制系统有那些要求，需要什么功能，

46

只有主机厂自己清楚，必须由主机厂电器工程师确定，在确定过程中，可与预定配套厂技术人员讨论、协商，共同确定，拟定系统方案。这些要求包括：整车控制方案总体要求，整车控制方案总体要求，包括如系统的先进性要求，是否采用带电脑控制器的功率模式控制系统，是否需要GPS，发动机是否采用电子油门控制，采用何种型式的监控器等； 1）发动机对电气系统的要求

发动机电气系统是挖掘机电气与电子控制系统中最重要的部分之一，对发动机的安全、可靠、高效运行起着重要的作用。发动机出厂时，其自身必须配备的电器如起动电机、发电机均已配置，有的发动机还配备了部分传感器，如水温传感器、机油压力传感器，对于电喷发动机，电器配备更加完善。在确定发动机电器控制系统方案时，一定要结合整车控制方案总体要求和发动机厂技术人员充分交流，弄清发动机对电器系统的要求并充分满足，如蓄电池容量大小确定；起动、预热、熄火电路的电器件选择及要求的电流大小的确定；传感器的选择；显示和报警参数及参数值的确定等；

2）液压系统、作业装置对电气系统的要求

现代挖掘机的液压系统、作业装置许多地方采用电液控制，在电气系统设计时，必须清楚电液控制对电气系统的要求，应和相关部件供应商协商电路及控制要求，电器件的选型及参数的确定，才能很好地满足； 3）整车电器附件的确定

挖掘机整车电器附件包括空调器、雨刮器、车灯、喇叭、音响等等。在电路设计前应确定配备那些电器附件； 2. 设计整车电路原理图

在整车电气与电子控制系统的功能与要求确定后，即可着手整车电路原理图的设计，整车电路原理图一般由主机厂设计，整车电路原理图的设计必须满足整车电气与电子控制系统的要求； 3. 电气系统的配套调研与选型

整车电路原理图完成后，开始考虑整车电器的配套方式，通常，监控器、电控系统、线束，由于技术难度大、要求高，交给专业配套企业开发、制造，整体配套，而蓄电池、空调、车灯、喇叭等电器附件由主机厂直接市场采购。

47

电气系统选型配套前，对电器部件的主参数、技术规格应进行必要的计算后确定，并考虑安装方式、连接型式符合要求；

在确定监控器、电控系统、线束配套企业时，要特别重视配套企业技术开发能力与质量保证能力，充分交流技术方案，详细定义系统结构要求、功能要求、性能要求、电器接口要求及试验要求，签订明确的技术与质量保证协议。选择合格的电器供应商是保证挖掘机气系统质量的重要环节，必须足够重视； 4. 整车线束的设计

整车电路原理图及电器配套件选型落实后，如整车结构设计也基本完成，可以进行整车线束设计了，线束设计通常由主机厂电器工程师完成，但如整车电器布局及结构尺寸资料完善，也可交配套企业设计并制造、配套。线束设计要注意以下几点： 1）

仔细考虑电器件在整车的安装位置，使线束简单、走向合理、易于安装、维护；

2）

线束的插接件编号，插接件端子编号，导线的规格、颜色、长度，要标识清楚，以免安装时连接错误。

线束中导线规格应通过计算确定，导线截面积计算公式如下：

I=P/Us A=IρL/Ud

式中：I——电流（A）；P——功率（W）；Us——系统电压（V）；A——

导线截面积（mm2）；Ud——允许最大电压降损失(V)；ρ——铜电阻率；L——导线长度(m)。

导线截面积计算出来后，选择合适规格的导线，导线通常采用车用线束导线，车用线束导线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等，选择时应留有余量。

车用线束常用的导线通常使用多股绞合铜导线，绝缘皮为PVC绝缘材料。线束用导线要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等特性。线束导线种类有日标（AVSS等）、国标（QVR）、德标（FLRY）、美标等几大系列。AVSS（AVS）导线的特点是薄皮绝缘，柔韧性较好；QVR的特点是绝缘皮厚，比较柔软，延展性好；德标导线绝缘皮更薄，柔韧性好；美标导线绝缘皮一般为热塑性或热固性

48

弹性体，还有经过辐照工艺加工的。没有特别要求，一般选用QVR导线；

导线的颜色应分类确定，如红线通常表示电源线，黑线表示地线，可参考ZBT35002《汽车用低压电线的颜色》标准选择，这样便于安装、检修时识别。

3）

选择合适的插接件

挖掘机大多露天作业，工作环境恶劣，对插接件要求很高，尽量选取防水插接件，最好选用进口插接件以保证线束连接可靠，如美国AMP，日本YAZYKY的插接件；

4）

选择合适的保险盒与保险片

保险盒的安装选择淋不到雨的地方，保险盒本身最好能防水，保险片尽量选用车用片式保险片，保险片路数根据需要确定，一路保险片最好控制一个电器，电流小的电器可合用一个保险片。

保险片容量一般根据电器件的最大连续工作电流计算并确定，保险片容量经验公式为：

额定容量＝电路最大工作电流÷80%（或70%）

5）

考虑线束的安装、固定

挖掘机工作时，振动很大，线束必须固定，整车结构设计时需考虑在线束经过处设置线束固定支架，线束穿过钢板时，过孔应安装橡胶护套。

5. 整车电器安装、调试、试验

电器系统安装完毕，必须进行必要的调试、试验。特别是带电控控制器的电气系统，调试工作相当重要，如电子油门的标定、挖掘机各工作模式控制参数的标定、电子监控器各项功能与参数与传感器的匹配等。 1) 检查整车起动、停机是否正常；

2) 检查仪表指示是否正常，报警、指示灯状态是否正常；

3) 检查仪表指示数值与实际运行数据是否符合，如仪表水温显示数据指示与发动机实测水温数据是否一致；报警灯点亮时，报警参数实测值与设定值是否一致，如液压油温报警点一般为85?C，检查报警时液压油温是否为85?C；

49

4) 检查各电器附件是否工作正常。包括空调、大灯、雨刮器、喇叭、音响等。对各电器应逐一操作、检查是否达到设计要求；

5) 对采用电子油门控制的机器，应对电子油门进行标定，即油门旋钮位置与发动机转速对应关系应符合设计要求；

6) 对采用模式控制的电器系统，应进行个模式工作状态标定，标定各设定模式转速、油门位置、泵流量，符合设计要求；

7) 对安装了GPS系统的挖掘机，还需对GPS功能进行全面测试，确认各项功能符合设计要求；

8) 检查保险盒各路保险实际工作通过电流，确认保险片设定熔断电流合适，使保险盒确实能起到保护电路的作用。

50

第十章 挖掘机电气与电子控制系统

挖掘机电气与电子控制系统主要实现挖掘机电气系统控制及工作状态监测。二十世纪九十年代前的挖掘机电气系统只起辅助作用,功能简单，主要包括发动机电路,简单仪表电路如水温表、燃油表、机油压力表、液压油温表、工作小时计等及必要的整车电气线路如灯光、嗽叭、刮雨器等，有的机型会配置空调器。但二十世纪九十年代以后，随着挖掘机技术的发展，发动机、液压系统的控制越来越复杂，对电气控制系统的要求也越来越高，挖掘机电气与电子控制系统地位也越来越重要，成为挖掘机重要的组成部分，代表了挖掘机整车技术发展水平及方向。

10.1 挖掘机整车电路系统组成与分析

图10-1为典型挖掘机整机电气系统原理图。

挖掘机电器系统主要由电源电路、发动机电路、数字组合仪表、作业电气控制系统、整车电器附件电路等组成： 1． 电源电路

电源电路由蓄电池1、电源总开关2、发电机4、起动开关5、保险盒7等组成。

蓄电池负极搭铁，正极接电源总开关，并通过保险丝接起动开关B端，操作人员将起动开关转至ON位置，起动开关B端与BR端接通，电源总开关线圈通电，开关主触点接通，蓄电池通过开关主触点与保险盒相连，整车电路通电。发动机起动后，发电机开始发电，发电机B端与电源总开关输出端并联，一方面对蓄电池充电，另一方面向整机供电。此时发电机L端电压升高，仪表充电指示灯熄灭。

10路保险盒分别向空调、行走电磁阀、先导电磁阀、雨刮器、大灯、工作灯、预热电路等供电。

1

2

2． 发动机电路

发动机电路主要由起动、预热、熄火三部分电路组成。 1）起动电路

起动电路由蓄电池1、起动开关5、起动复合继电器6、起动马达3等组成。发动机起动时，点火钥匙插入起动开关，转动钥匙至起动位置START，起动开关B端与C端连通，电路经B→C→起动复合继电器的常开继电器线圈→起动复合继电器的常闭继电器主触点→地，常开继电器主触点因线圈通电而吸合，从而起动马达内部继电器线圈通电，起动马达内部继电器主触点B、S接通，电流经蓄电池负极（地）→蓄电池正极→电源总开关→起动马达S→起动马达B→马达定子线圈→蓄电池负极，起动马达转动，发动机被起动。发动机起动后，发电机开始发电，L端电压升高，从而使起动复合继电器常闭继电器线圈通电，其主触点断开，起动复合继电器常开继电器主触点因线圈断电而断开，起动马达断电而停止运转，从而保护了起动马达在发动机起动后被拖动运转而损坏。 2） 预热电路

冬天起动时，因气温低，发动机起动困难，这时起动前须预热，预热电路由蓄电池1、起动开关5、预热继电器10、预热器11等组成。起动前，起动钥匙转至预热位置HEAT，电流经起动开关B端→起动开关R1端→预热继电器线圈→低，预热继电器主触点吸合，电流经蓄电池负极（地）→蓄电池正极→电源总开关→预热继电器主触点→预热器，预热器通电加热对发动机进气管加热，同时，预热信号传送至仪表33，预热指示灯亮，预热约20秒后（不同发动机要求会不同），点火钥匙再转至起动位置START，起动发动机。

这种预热电路简单，但是否需要预热、预热时间均靠操作人员掌握，有些发动机采用带预热控制器的火焰预热器。图10－2是带预热控制器的火焰预热器原理图。

3

图10－2 预热控制器外部接线图

K1: 点火开关ON档 K2:点火开关ST档 P:预热塞 DL:预热指示灯 D:供油电磁阀 D+:接发电机D+端 K:预热继电器 Rt温度传感器

工作原理如下：在发动机水道安装有负温度系数温度传感器Rt，当环境温度高于0℃时，开关拧到ON档指示灯亮2S后熄灭，系统不进入预热程序；当环境温度低于0℃时，把钥匙开关拧到ON档，温度传感器感应的信号传送到电子式火焰预热控制器, 电路进人工作状态, 预热指示灯点亮, 电子式火焰顶热控制器内的电磁式继电器K触点闭合, 开始向预热塞P供电，指示灯亮28S后熄灭，此时把钥匙开关拧到START档，发动机在启动马达拖动下运转，电磁阀D自动打开油路，向处于炽热的火焰预热塞供油，在进气管内喷射火焰，辅助柴油发动机在短时间内启动，当完成规定的工作程序后，控制盒自动切断电源，停止工作。如果在30秒内不起动发动机, 火焰预热装置电路停止工作。发动机运转舌, 交流发电机端子D＋的电压很快上升到28V, 电子式火焰预热控制器接收到该信号后,自动切断燃油电磁阀的供电。 3） 熄火电路

目前发动机已普遍采用熄火电磁阀熄火电路，电路由起动开关5，熄火继电器8，熄火电磁阀9组成。

当起动开关置于ON档时，电流经起动开关B→Acc→熄火电磁阀保持线圈→地，熄火电磁阀保持线圈通电，但线圈吸力不够，熄火电磁阀不能吸合，保持熄

4

火位置，当起动开关置于起动档START时，电流经起动开关B→C→熄火继电器线圈→地，熄火继电器主触点接通，从而熄火电磁阀吸合线圈通电，电磁阀吸合，脱离熄火状态，使发动机能起动工作，起动完成后，起动开关回至ＯＮ档，熄火电磁阀吸合线圈断电，但保持线圈继续有电，使熄火电磁阀保持吸合状态，发动机能正常工作，发动机要熄火时，起动开关置于0档，起动开关Acc端断电，使熄火电磁阀保持线圈断电，熄火电磁阀脱离吸合状态，发动机熄火。

3． 数字组合仪表

图10－3为典型的组合仪表图。

图10－3 仪表

组合仪表主要由以下部分组成：

－ 指示仪表：指针式燃油表、指针式水温表；

－ 汉字点阵液晶屏：显示液压油温、发动机转速、工作小时计、其它客户定制内容；液晶屏还用于整机工作状态监控，整机工作正常时，显示“工作正常”，当整机工作出现故障时，显示故障内容，如“机油压力低”。

5

数的，即电阻值随温度升高而减小，如图10－33虚线RT所示，电阻随温度的变化是非线性的，为此，在电路设计时，用固定电阻进行补偿，如图10－33右侧电路所示，补偿后，电阻随温度的变化特性如10－33左侧实线Ｒ所示。

图10－33 温度传感器温度－电阻特性

有时，不需要仪表显示具体温度，只要控制点的温度不要超过某一限值即可，此时，可采用温度报警开关。图10－34为温度报警开关结构图。

开关结构 热敏元件

图10－34 温度报警开关

41

温度报警开关利用了腊随温度高低膨胀的特点，温度到达报警温度时，腊膨胀，活塞受压上升，使开关活动触点与固定触点连通，仪表电路检测到开关接通后，通过报警灯或报警蜂鸣器进行报警提示。

10．3．2 压力传感器

挖掘机上使用的压力传感器很多，主要有机油压力传感器，发动机进气压力传感器，液压泵压力传感器，机油压力报警开关等，此外，空滤报警开关，油滤堵塞报警开关也属于压力传感器。 10．3．2．1 机油压力传感器

发动机要正常工作，良好的润滑至关重要，润滑油路必须维持一定压力，机油压力较低，一般小于1Mpa，低于0.08 Mpa时应报警。当采用仪表显示时，用压力传感器，不用仪表显示机油压力时，只选用压力报警开关即可。有的机器，采用带报警开关的压力传感器，既显示机油压力，又同时报警。

图10－35为普通机油压力传感器，压力油从接头流入传感器，压力变化时，通过内部机构使滑动电阻线圈上滑片移动，通过滑片引出端测出的电阻值即发生变化，电阻和压力成线性变化，电阻输入仪表，即可显示机油压力值。

普通机油压力传感器结构复杂，滑动电阻线圈易损坏，寿命短，现在部分厂家将滑动电阻线圈改为厚膜滑动电阻，可靠性大大提高。；另外，由于机油压力主

滑动电阻线圈

内部结构 外形

图10－35 机油压力传感器

42

要是太低影响发动机工作，目前有采用机油压力报警开关取代机油压力传感器的趋势。图10－36为机油压力报警开关的结构及原理图。

10．3．2．2 泵压力传感器

机油压力传感器压力较低，而液压泵压力可达35Mpa，显然不能用一样的传感器。图10－37为挖掘机液压泵上用的半导体压力传感器外形及原理图，利用了半导体受压后电阻发生变化的原理，传感器输出为电压信号。

结构 原理

图10－36 压力报警开关

结构 原理

图10－37 液压泵压力传感器

43

10．3．2．3空滤报警开关

图10－38为空滤报警开关，属于负压报警型式，当空滤堵塞时，空滤滤网内的空气压力低于大气压，开关触点接通，电路报警。

10－38 空滤压力报警开关

10．3．3 燃油传感器

燃油传感器用于检测燃油箱燃油油位高低，反应燃油油量，常用的燃油传感器有摆杆式和立杆式两种。图10－39为两种型式的传感器图纸。

a 摆杆式 44 b 直杆式

图10－39 燃油传感器

摆杆式燃油传感器，浮子随油位变化时，滑线电阻阻值相应变化，电阻信号通过仪表处理显示油量。目前滑线电阻逐步被厚膜电阻取代。

直杆式由浮子、磁钢组件、干簧管、电阻丝组成，浮子随油位变化时，磁钢吸合电阻丝上相应位置干簧管，输出对应阻值，输出电阻通过仪表处理显示油量。

10．3．4 转速传感器

挖掘机上转速传感器主要用于测量发动机转速，常采用磁感应式转速传感器，图10－40为磁感应式转速传感器结构及安装方式图。

磁感应式转速传感器主要由外壳、感应线圈、永磁体极轴等组成。传感器安装于发动机飞轮壳上，其极轴与飞轮齿圈齿顶约1mm间隙，齿圈转动时，齿顶与齿底交替经过极轴端部，在感应线圈中感应出正弦交流电压信号，输入仪表，经过整形处理，通过软件计算出发动机转速。

转速传感器还有其他型式，如霍尔式转速传感器，输出脉冲信号，通过软件计算脉冲与转数的关系得出转速。

图10－40 转速传感器

10.4 挖掘机电子控制系统的设计

10．4．1 挖掘机电气与电子控制系统的要求

在设计挖掘机电气与电子控制系统之前，必须清楚挖掘机电气与电子控制系统的详细技术要求，这些要求包括： 1．满足挖掘机整车安全可靠运行的要求

电气与电子控制系统对挖掘机安全可靠的运行发挥着重要作用，电气与电子控制系统必须对影响整车安全可靠运行关键参数进行监测、监控，并通过电子监控系统让操作人员清楚整车运行状态是否正常；并且电气与电子控制系统本身必须性能可靠，才能保证整车安全可靠的运行；

45

3）机器作业状况管理

机器作业状况管理可以掌握远程机器的位置、作业状况信息。包括机器作业历史记录、机器位置信息、月度实际工作记录、月度油耗记录等。 图10－26 a, b, c, d分别说明了机器的作业历史记录、作业位置、月度实际工作记录、月度油耗记录情况。

图10－25 机群定期保养及报警信息查询

31

图10－26 a 机器作业历史记录

图10－26 b 机器作业位置记录

32

图10－26 c 机器作业时间记录

4）机器安全管理

通过康查士管理系统可以详细了解机器移动时间、移动轨迹，并能进行远程锁车控制，从而有效防止机器被盗及使用者恶意破坏行为。图10－27为GPS提供的机器移动轨迹地图。

图10－26 d 机器月度油耗记录

33

图10－27 机器移动轨迹指示

5）机器的健康及维护保养

康查士管理系统的机器健康及维护保养功能可以使用户远程了解机器的健康状况，车辆的各种运行参数，如发动机、液压系统参数，机器异常报警记录，机器的负荷强度比例，维护保养的时间等。图10－28为机器的保养记录表。图10－29为机器的故障记录表。通过远程健康、保养管理实现了对机器工作状态是否正常的准确判断及维护保养的有效计划与实施。

图10－28 机器保养记录表

34

图10－29 机器故障记录表

10.2.4 工程机械专用控制器

在10.2.2节介绍的发动机电子控制系统三个方面技术的实现都需要通过控制器实现，目前国外著名品牌挖掘机均采用了以控制器为核心的电子控制系统，以实现电子油门、发动机的模式控制、电子监控及故障诊断、远程通讯与控制等功能。但工程机械由于作业环境恶劣，对控制器（ECU）有特殊的要求，逐步发展成为专用工程机械专用控制器。工程机械专用控制器需要满足下列要求： 1）适应恶劣作业环境的能力

工程机械在户外施工。风吹、雨淋、日晒、振动大，环境恶劣。需要控制器及其I／O单元具有很好的防护能力，达到IP67的防护等级，可防水、抗振、防尘。同时。要求具备良好的电磁兼容能力(EMC)，能够承受大电流和高电压的冲击，且工作温度范围宽(一40～ 85。C)，满足车载环境的需要。 2) 提供工程机械控制所需的各类数据采集端口、通讯接口及输出驱动接口 各类采集端口需采集的信号量包括转速(高速脉冲输入)、行程位置、温度、压力、各种开关量状态等，另外工程机械的驱动执行机构包括液压比例阀、步进电机、电磁阀等，因此要求控制器提供多路大电流PWM 输出和开关量输出。普通

35

PLC难以满足这一要求，只能通过外加驱动电路进行解决。 3）可以提供针对工程机械控制的各种高级应用软件算法模块

基本算法包括PID、滤波、信号变换等，高级算法包括针对各种不同主机要求的算法，控制策略等。 4）软件调试与故障诊断

控制器应能提供软件调试与故障诊断工具，以帮助客户进行软件调试与故障诊断。

目前工程机械专用控制器的研发有两种方式，一种方式是一些国际工程机械的旗舰企业如CAT、小松、VOLVO、利勃海尔等，这些企业集团一般都设立专业的电气控制系统研发部门，专门进行控制产品和控制技术的研发，为本公司各类工程机械产品提供专用的控制器和控制技术，其软硬件技术与本公司工程机械产品设备紧密结合，尤其是其核心控制算法，体现了其整车产品的核心技术，属于技术机密，其它企业无法获得。另一种方式是一些长期为工程机械厂商提供配套控制产品的公司采用开放模式进行工程机械专用运动控制器的研发与开发，推出一系列通用型工程机械专用控制器。如EPEC、Intercontrol、力士乐等。一些小型或专业的工程机械厂商以及国内的大部分工程机械厂商由于没有能力自主研发控制器产品，主要依赖上述厂商提供配套控制产品。这类控制器的通用性和开发性体现在以下方面：

1） 从规模上，针对控制复杂程度，这些厂商能提供小型、中型、大型控制

器，以满足配套不同企业根据其产品复杂程度、控制要求、控制参数的多少与种类进行灵活选择与配置，既满足了控制性能要求，又能以合理的成本实现；

2） 从控制器的硬件接口上，这些厂商的控制器，都能根据工程机械常用的

控制要求，提供一组通用的模拟量输入、输出，开关量输入、输出，数字信号输入、输出，继电器驱动，电机、电磁阀（PWM）驱动等，并且有些接口还能通过软件配置为不同的接口，基本上满足了工程机械各种信号输入、输出及驱动控制要求，在选择时，不一定刚好满足要求，一般保留一定的输入、输出口的富余，以满足系统定制及扩展要求； 3） 从控制器的软件接口上，这些厂商的控制器，很多采用了德国3S

36

Software公司的CodeSys编程环境，CodeSys 符合IEC6l131—3标准规范，可提供梯形图、顺控图、功能方块图、结构化文本、指令表5种编程语言，方便高效地编写控制策略并进行在线下载、调试和运行，而不需要了解具体硬件系统的体系结构、存储空问地址分配等技术细节，大大方便了配套企业的软件编程与调试；

4） 这些厂商的控制器大多带CAN总线接口，方便了控制器与外部通讯的软

硬件实现。

图10－30 是力士乐RC系列控制器的RC4－4控制器配置图。

37

图 10－30 力士乐RC4－4 控制器接口配置

38

RC4－4包括4路比例电磁阀输出、4路开关量输出、5路电压信号输入、4路电流信号输入、3路频率信号输入、6路开关量输入，并具有1路RS232、2路CAN总线通讯接口。力士乐可提供从RC2－2至RC12－18系列控制器，根据输入、输出接口的不同配置，形成从小型到大型全系列的控制器，配套企业可灵活选择与配置。

国内工程机械专用控制器主要依赖国外进口，自主开发还刚刚起步，满足

IEC6l131—3标准规范的商用控制器还没有，工程机械专用控制器是制约工程机械控制技术的重要瓶颈。

10.2.5 CAN总线技术

CAN(Controller Area Network)属于总线式串行通讯网络，最初被设计作为汽车中的微控制器通讯，在车载电子控制装置各ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。与一般现场总线相比，具有突出的实时性、可靠性与灵活性。随着挖掘机电子控制技术的发展，控制器的普遍采用，电喷发动机的推广，CAN总线也在逐步得到应用。

当今国际著名的工程机械制造商都在其最新的产品上应用了CAN总线网络，其主要应用目的有：1、与电控发动机的CAN接口交换数据，实现节能控制与环保排放，并且可以监控发动机的运行参数和故障信息，实现发动机仪表数字化。2、通过具有CAN接口的新型传感器采集数据，不仅可以减少接线，更可以避免模拟信号传感器的干扰问题，提高数据采集的准确性和速度。3、多个控制器及显示单元之间相互交换数据，使得控制系统的配置和安装都更加灵活。4、与具有CAN接口的GSM/GPS通讯装置连接，实现工程车辆的远程机群控制、故障诊断和管理功能。5、与具有CAN接口的遥控系统联网，实现工程机械的遥控操作或无人驾驶。

图10－31 为日立ZX系列挖掘机CAN总线控制框图。

39

图10－31 ZX系列挖掘机CAN总线

CAN总线的使用，使挖掘机的电子控制系统控制与通讯功能大大增强，智能化水平大大提高。

10.3 挖掘机电子控制系统常用传感器

现代挖掘机电子控制功能越来越多，控制越来越复杂，系统中要用到大量传感器，本节介绍挖掘机电子控制中一些常用的传感器。 10．3．1 温度传感器

挖掘机上的温度传感器包括发动机冷却液温度、机油温度传感器、液压油温度传感器等，这些特定用途的温度传感器，原理都一样，主要是技术参数及结构、尺寸有区别。

图10－32为温度传感器结构图，安装时通过外壳螺纹旋入测温点安装孔中，同时搭铁作为地线，信号线从端部单线引出。温度传感器内部主要感温元件是热敏电阻片，常使用的热敏电阻片是负温度系

40

图10－32 温度传感器

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库液压挖掘机电气与电子控制系统在线全文阅读。