160T液壓動(dòng)力平板車電氣控制系統(tǒng)

王大江 張宇 王金祥 馮扶民

摘要：液壓動(dòng)力運(yùn)輸平板車用于完成重型特種裝置在指定道路條件的道路運(yùn)輸。運(yùn)輸平板車可以與特種裝置完成對接，并實(shí)現(xiàn)舉升和連接固定等功能，其電氣控制系統(tǒng)主要為實(shí)現(xiàn)平板車的各種轉(zhuǎn)向、升降、移動(dòng)等動(dòng)作。該系統(tǒng)采用了CAN總線模塊化分布式控制技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)及故障診斷等技術(shù)。

關(guān)鍵詞：液壓動(dòng)力運(yùn)輸車;控制;總線;人機(jī)交互

中圖分類號：TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1007-9416（2020）02-0131-02

0 概述

液壓動(dòng)力運(yùn)輸平板車用于完成重型特種裝置在指定道路條件的道路運(yùn)輸。運(yùn)輸平板車可以與特種裝置完成對接，并實(shí)現(xiàn)舉升和連接固定等功能，具體過程為：運(yùn)輸平板車下降至規(guī)定高度，縱向進(jìn)入特種裝置下方，達(dá)到起升高度后，與特種裝置連接固定并托起特種裝置。滿足特種裝置的道路運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載流程中的臨時(shí)停放，下放到指定場坪等要求。

運(yùn)輸平板車主要由動(dòng)力系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)、懸掛機(jī)構(gòu)、車架、電氣系統(tǒng)等組成。本文主要研究電氣控制系統(tǒng)[1]。

1 電控系統(tǒng)總體布置

整車電氣布置圖圖1所示。

根據(jù)車輛的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，電氣系統(tǒng)采用分布式控制，采用國際上最先進(jìn)的控制理念，基于移動(dòng)車輛的CAN總線控制技術(shù)，抗干擾能力最佳。

總線網(wǎng)絡(luò)控制原理圖，如圖2所示。該圖中包括所有的總線設(shè)備，主要展示各種總線設(shè)備在總線系統(tǒng)中的連接情況。共分為三層總線網(wǎng)絡(luò)，第一層可以稱之為主網(wǎng)絡(luò)，用使用控制器的CAN2端口，包括動(dòng)力艙箱、前電控箱、后電控箱以及顯示器箱;第二層為次網(wǎng)絡(luò)，使用CAN3端口，用于接收8個(gè)轉(zhuǎn)向角度編碼器和2個(gè)升降高度編碼器信號的次網(wǎng)絡(luò);第三層使用CAN4端口連接遙控器[2]。

2 人機(jī)交互及轉(zhuǎn)向控制

根據(jù)客戶要求和現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了多種基于數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)向模式，如正常狀態(tài)下包括直行、斜行、前半八字、后半八字、橫行等，另外還實(shí)現(xiàn)了原地中心轉(zhuǎn)向模式。電氣系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)同時(shí)采用分布式控制。每一個(gè)液壓懸掛及馬達(dá)均由相應(yīng)的控制器輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行對應(yīng)。人機(jī)交互系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示車輛的液壓壓力、堵塞報(bào)警、車速、液壓油溫度、流量;發(fā)動(dòng)機(jī)通過J1939總線實(shí)時(shí)監(jiān)測到其轉(zhuǎn)速、水溫、油壓、小時(shí)計(jì)、扭矩等參數(shù);車輛的總線狀態(tài)、編碼器的總線狀態(tài);各種報(bào)警信息等均實(shí)時(shí)提供給操作者，并進(jìn)行遠(yuǎn)端傳輸，方便后臺(tái)進(jìn)行車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控及故障維修[3]。人機(jī)交互數(shù)據(jù)如圖3所示。各種轉(zhuǎn)向模式如圖4所示。

3 動(dòng)力艙箱控制分布

該部分使用一個(gè)力士樂RC28-14控制器。主要是對發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、泵和動(dòng)力艙內(nèi)各元件的控制、各電控箱和照明燈的供電等[4]。該控制器實(shí)時(shí)與滿足總線J1939協(xié)議的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行通信，進(jìn)而控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測其各種參數(shù)，同時(shí)控制動(dòng)力艙部分的液壓系統(tǒng)，如泵的控制，其壓力的檢測等。

4 前/后電控箱控制分布

該部分各使用一個(gè)力士樂RC28-14控制器，主要控制前/后半部分的轉(zhuǎn)向閥、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和各指示燈等。

5 遙控器選型

采用意大利AUTEC遙控器，更好的滿足設(shè)備所需的防護(hù)等級、溫度范圍、電磁干擾等參數(shù)，根據(jù)設(shè)備的使用要求及功能要求，設(shè)計(jì)的遙控器操作界面示意圖如圖5所示。

6 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了160T液壓動(dòng)力平板運(yùn)輸車電氣控制系統(tǒng)的組成， 主要實(shí)現(xiàn)的功能及控制分布，分別介紹了各個(gè)組成部分的詳細(xì)控制點(diǎn)分布、人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)、轉(zhuǎn)向模式的實(shí)現(xiàn)及CAN總線的布局，對各個(gè)PLC控制器的選型做了詳細(xì)說明，對遙控的選型和面板的布局做了詳細(xì)說明，對后續(xù)動(dòng)力平板車電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起到了積極的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 王大江，張宇，王智勇.運(yùn)板車驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)的優(yōu)化[J].工程機(jī)械，2010（11）：20-22.

[2] 王大江，張宇，王眾.運(yùn)板車整車升降控制算法的研究與實(shí)現(xiàn)[J].工程機(jī)械，2011（1）：26-29.

[3] 李聰，馬超，戴志兵.大型運(yùn)梁車過隧道自動(dòng)駕駛與控制技術(shù)設(shè)計(jì)研究[J].交通世界，2014（26）：126-127.

[4] 王望予.汽車設(shè)計(jì)（第四版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

Electric Control System of? 160t Hydraulic Power Platform Transporter

WANG Da-jiang1，ZHANG Yu1，WANG Jin-xiang2，F(xiàn)ENG Fu-min2

（1.Qinhuangdao Tianye Tolian Heavy Industry & Technology Co.， Ltd.， Qinhuangdao? Hebei? 066000;

2.Hebei Heavy Equipment Engineering Technology Center， Qinhuangdao? Hebei? 066000）

Abstract：The hydraulic power transporter is used to complete the road transport of heavy special equipment under the specified road conditions. The transporter completes docking with special devices， and realizes functions such as lifting， connection and fixation， its electrical control system is mainly to realize various steering， lifting， moving and other actions. The system adopts can bus modular distributed control technology， human-computer interaction technology and fault diagnosis technology.

Key words：the hydraulic power transporter; control; bus; human-computer interaction