基于PLC的機械/靜壓復合傳動箱控制系統探析

李新亭

（淄博職業學院，山東 淄博 255314）

基于PLC的機械/靜壓復合傳動箱控制系統探析

李新亭

（淄博職業學院，山東 淄博 255314）

隨著現代化建設的發展，工程作業行走車輛承擔的任務也越來越多，這樣的社會背景下以往的簡單傳動方式并不能滿足社會需求，只有專業運輸能力強，才能夠適應低速作業且同時保證穩定性，能高效率輸出高轉速的工程作業行走車輛才能順應社會發展。文章基于機械/靜壓復合傳動箱工作原理，對機械/靜壓復合傳動箱的背景、研究意義、原理、改進及機械/靜壓復合傳動箱的特點進行分析。

機械/靜壓復合傳動；控制系統

1 當前PLC機械/靜壓復合傳動箱國內外發展對比

（1）國外PLC機械/靜壓復合傳動箱的發展現狀。現今，機械/靜壓復合傳動箱技術領域有一些領頭軍，早前，他們就已經進行機械/靜壓復合傳動箱的研究，在此基礎上還生產安裝了復合傳動箱，用來連接車輛底盤變速箱和驅動橋。然而對機械/靜壓復合傳動箱控制系統的研發并未止步于此，科研人員仍致力于進行進一步的改善。可是目前復合傳動箱的控制系統屬于國外的封鎖技術，這些代表了機械/靜壓復合傳動箱行業世界先進水平的技術卻很難被我國所用。

（2）我國機械/靜壓復合傳動箱的發展現狀。機械/靜壓復合傳動箱技術傳入我國的時間較短，國內的研發技術人員仍然屈指可數。有部分公司仍然堅持引用國外技術而不是使用自我開發的技術，期望通過與國外公司的合作來發展自身。這為我國的機械/靜壓復合系統發展造成了一些阻礙，所以目前我國此技術仍然處于推廣時期，沒有大規模的應用。

2 機械/靜壓復合傳動箱控制系統方案設計中硬件及軟件設計

圖1 機械/靜壓復合傳動箱控制系統簡圖

（1）機械/靜壓復合傳動箱控制系統方案設計。由于傳動箱安裝位置的改變，原車變速箱機構的運用和合理的空間結構安排，機械/靜壓復合傳動箱使車輛運行驅動力路線得以改善，根據這些原理設計機械／靜壓復合傳動箱的控制系統。該系統包括：模式切換、車速控制、傳感器信號采集、設計應急電路等。在考慮需要滿足工程車輛運作的同時還要保證系統的安全性、穩定性。機械／靜壓模式切換的運作過程簡要概括為：首先根據作業要求，選擇相應的切換手柄，動作完成時前離合器操作分離動作，機械／靜壓模式指示燈滅，信號經前離合器傳遞給控制器后控制器進行判斷，判斷前離合器分離是否完成，若分離完成，控制器發出撥叉1動作信號，并接受齒輪咬合信號DTI，成功接收后發出撥叉3動作信號DT3，整個切換過程完成。其中DT2用于調整接受咬合信號失敗過程。如圖1所示。

（2）機械/靜壓復合傳動箱控制系統硬件設計。為了實現安全性和穩定性，需要合理的硬件設計，包括：系統中變量泵、定量馬達、控制器、傳感器、切換開關、電控手柄等選擇。變量泵使用A4VG56EP2，這是一種德國較為成熟的力士樂元件。由于它的排量和比例閥二次壓力呈正相關，工作電流在允許范圍內與泵排量成正線性相關，因此通過控制比例閥電流大小來控制液壓系統功率的自我調節。定量馬達選擇A4FM125型，其公稱壓力、峰值壓力、最大轉速、最大流量都較為適宜。控制器選用PLC，因為它具有更穩定的性能、更成熟的技術和更高的性價比等特點。傳感器為SWITRONIC公司的1273型微動開關。信號指示燈則選用較為普遍的發光二極管。由于KP型電控手柄較易操作，防護等級較高，因此選用其作為電控手柄。

（3）機械/靜壓復合傳動箱控制系統軟件設計。軟件設計包括設計控制系統主流程，設計機械/靜壓復合傳動箱控制系統軟件。主流程需要完成系統自我檢測、切換子流程、控制子流程等，使整個系統處于有序狀態。軟件設計主要是編程語言設計，使用STEP7-Micro軟件設計，語句表、梯形表、功能塊圖編輯器為其提供的語言。

3 機械/靜壓復合傳動箱的優勢

（1）車輛行進中對路況適應能力的改善。在運輸時，同步碎石封層車需要較高的道路行駛速度；在作業情況下則需要一邊行走一邊進行作業，此時車輛要在保證行駛穩定性的同時進行低速行駛。而瀝青撒布車在邊行走邊進行瀝青撒布的時候，車輛的行駛速度范圍為3～20km/h，這也是為了保證瀝青撒布的均勻性和良好的作業質量。在這種情況下，對作業中的車輛行進速度和減速的要求顯得較為嚴格，而常規工程汽車的各方面硬件設施尤其是底盤在此方面就表現出明顯的不足，無法滿足這方面的要求。

（2）工程車輛作業穩定性及可調節性的改善。在給普通車輛底盤安裝新型傳動裝置的方案不僅可以順應工程作業行走車輛在不同運輸狀況、作業狀況時的需求，還符合綠色出行概念。從另一意義上講，這種新型傳動裝置在操作方式上并沒有很大程度的改變，因此車輛駕駛員可以較為容易地掌握操作方法以及操作要點，從而使該技術較易被人們接受。

4 結語

機械/靜壓復合傳動箱具有能夠實現較大范圍的低速行駛、結構簡單、成本低廉的優勢，機械/靜壓復合傳動箱技術必將對實現新型傳動裝置的應用有著深刻的影響。

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［3］王建國，王江江，馮彬，等.基于PLC的機械手設計［J］.中國新技術新產品，2017，（5）：15-16.

李新亭（1964-），男，副教授，主要研究方向：機械研究與教學。