CAN总线对挖掘机电气控制系统的应用

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CAN总线对挖掘机电气控制系统的应用论文本文简介：摘要：在我国的经济开展中，工业经济得到迅速开展，与此同时，城市的进步和开展，使得城市建立和规划也在逐渐的完善中。城市建立和工业的开展使我国的机械行业需求不断增加，尤其是挖掘机行业。挖掘机行业的进步和开展对于进步我国的工业进步有着重要的作用，故此，对挖掘机电气控制系统进展研究，进而促进挖掘机的进步。本

CAN总线对挖掘机电气控制系统的应用论文本文内容：

摘要：在我国的经济开展中，工业经济得到迅速开展，与此同时，城市的进步和开展，使得城市建立和规划也在逐渐的完善中。城市建立和工业的开展使我国的机械行业需求不断增加，尤其是挖掘机行业。挖掘机行业的进步和开展对于进步我国的工业进步有着重要的作用，故此，对挖掘机电气控制系统进展研究，进而促进挖掘机的进步。本文对电气控制系统、挖掘机电气控制系统的组成以及CAN总线进展分析和研究，并分析CAN总线在挖掘机电气控制系统中的应用，为挖掘机电气控制系统的开发提供有价值的参考意见和建议，进而进步挖掘机电气控制系统的技术程度，为我国的工业进步提供技术支持。

关键词：挖掘机电气控制系统；CAN总线；应用

近年来，我国的挖掘机行业得到快速的开展，对挖掘机的技术研究也在不断的增加，如何进步挖掘机的工作效能和工作程度成为其中的重点和关键，尤其是在挖掘机的电气控制系统中，运用CAN总线，对电气控制系统进展改善，并使得挖掘机的性能、高效以及节能等可以发挥，已广泛用于工程机械，可有效解决数据间共享和缩减线柬，增减节点不影响原系统，从而进步挖掘机的电力控制系统运行。

1电气控制系统概述

随着我国城市化的开展和进步，城市建立增加，在城市的建立中土木工程是其中较多的施工工程，我国工程机械保有量宏大，将来将进入存量时代，下面是我国机械的保有量：在土木工程的施工中，挖掘机就是一个重要的施工机械设备，挖掘机主要是由电气控制系统、液压系统、发动机以及行走系统等组成，在挖掘机中，电气控制系统是其中的重要局部，它的高效运行直接关系到挖掘机的性能和维护的效率，因此，电气控制系统作为挖掘机的核心系统之一，借助现今的CAN总线对挖掘机进展研发，并反映挖掘机的智能化程度，因此，借助CAN总线可以进步电气系统的运行效率，推动挖掘机的智能化开展和进步。

2挖掘机电气控制系统的组成

2.1控制系统

在挖掘机的电气控制系统中，控制系统的组成是其中的一个重要内容，在整个挖掘机的电气控制系统中，其中包括较多内容，但是其中重要的功能系统就是控制系统。在控制系统中，需要对挖掘机中的信息进展反响和处理，其中包括传感器信息采集、按键功能处理、液压系统控制、发动机功率调节、监控系统管理、GPS通讯管理的输入输出功能处理等程序，这些系统在挖掘机的电气控制系统中占有重要地位，它可以保障挖掘机电气系统的正常运行，故此，在挖掘机的电气控制系统中，加强对控制系统的开发和研究极为重要。

2.2系统功能

电气控制系统功能主要是针对挖掘机的各种功能进展设计，通过对挖掘机的功能需求进展分析和设计，为挖掘机提供更加丰富的功能选择。在挖掘机的电气控制系统中，要加强对系统功能要求的介绍，其中，目前大多企业所用的挖掘机为中型的挖掘机，一般使用技术成熟的负流量液压系统，这种系统功能可以实现发动机和泵的功率控制和整车控制功能，在电气控制系统中，主要包括发动机控制、液压系统控制、按键功能处理以及增压开关等，通过在挖掘机的电气控制系统中，对GPS技术的运用也较多，加强对GPS系统功能的研究，进步系统功能的运行效率也是挖掘机电气控制系统中的重要局部。

3CAN总线简述

在挖掘机的电气控制系统中运用CAN总线技术，对于进步挖掘机的性能有着重要的作用，所谓的CAN就是ControllAreaNetwork，简称控制器局域网络，它是一种新的技术，在运用的过程中可以使挖掘机的电气控制系统适用于恶劣的环境，CAN总线技术有以下几个特点：首先，在挖掘机电气控制系统中，CAN总线技术在整个数据系统中进展数据通信时，它没有主从之分，可以将挖掘机电气控制系统额数据进展输送，之后CAN总线的控制中心的各个设备之间就可以收发信息；其次，CAN总线技术在进展通信的过程中，可以多个节点同时进展，尤其是是在特殊情况下，优先级高的可以高效的通过，进而保障通信线路的顺畅，防止造成通信线路的拥塞；再者，在挖掘机的电气控制系统中运行CAN总线技术，它可以改变以往通信的间隔，延长通信的间隔，加快信息和数据的传输速度，例如在挖掘机的电气控制系统中运行CAN总线技术，其通信间隔可达十千米，传输速度到达100Mb/s；最后，CAN总线技术主用运用了双绞线的传输介质，这种传输介质相比拟传统的传输介质来说，其电气控制系统的效率和性能会更高。故此，在挖掘机的电气控制系统中运用CAN总线技术，采用其技术的特点，尤其是我国的土木工程和城市建立的环境复杂多样，运用CAN技术可以在复杂环境中的高效运行，可以进步挖掘机的操作程度，使得挖掘机的操作更加舒适，工作效率更高，油耗更低，同时一个电控单元出现故障不会使整个大型挖掘机电气控制系统崩溃，进而保障挖掘机的平安运行。

4CAN总线在挖掘机电气控制系统中的应用

4.1电气功能设计

在挖掘机的电气控制系统中，电气功能的设计是CAN总线运用的重要表现之一。电气控制系统的功能设计为进步电气控制系统的高效运行有着重要的意义，其电气功能设计主要包括以下几个方面：第一，开关量输入〔DI〕和开关量输出〔DO〕的处理，在电气功能的设计中，要科学的设计开关量输入和开关量输出的设计，其中在设计的过程中要根据挖掘机的运行情况和电气控制系统的要求进展设计，连接示意图如图1所示。第二，在电气功能设计中，传感器调理电路是一个重要功能设计，在进展设计中，传感器的类型多样，但是都是将被测量的物理量的变化转化为电阻的变化，因此，在传感器调理电路的设计中，要根据电阻的变化以及温度进展传感器电路的调整，使得传感器可以在电气控制系统中高效运行。第三，发动机控制电路也是电气功能设计中的一项重要内容，在电动机控制电路中，通过对发动机的启停、防二次启动功能进展设计，进而保障证启动马达的平安，进步挖掘机电气控制系统的性能。第四，在挖掘机电气功能设计中，应急电路主要是在控制其出现故障时可以对挖掘机进展控制，进而可以通过应急拨子开关来切换应急和正常控制形式，进而保障挖掘机的正常运行，故此，在电气功能设计中，要科学设计应急电路，电路控制原理如图2所示。第五，挖掘机电气控制系统中，对泵比例阀电流控制电路进展科学设计，交流电的频率是由发电机的磁极对数m和转速n决定的，公式：f=mn/60，进而保障挖掘机控制的核心功能可以正常的发挥。

4.2电气控制系统程序设计

电气控制系统的程序设计也是CAN总线技术在其中的重要运用。在挖掘机电气控制系统中，主要包括两个局部，首先是控制器程序设计，在控制器程序的设计中，主控制器的程序设计运用程序模块化的设计思维，在设计中先进展主程序和子程序模块的设计，其中主程序主要是包括硬件输入输出初始化、CAN通信初始化以及通信参数设置等系统初始化和传感器处理模块、传感器标定以及液压控制模块等调用子程序两种，它们构成了主程序。在控制其的程序设计中，要多借用其他先进的挖掘机电气控制系统的控制器程序设计经历，从而不断进步控制器的程序设计程度，同时，在显示器的程序设计中，主要是对各种数据和信息的显示，其主要任务是完成整机工况参数显示和管理、界面设计以及界面切换等，从而不断丰富电气控制系统。因此，在电气控制系统中，可以通过对控制器程序和显示器程序的设计完善电气控制系统的程序。

4.3监控系统设计

在挖掘机电气控制系统中，监控系统的设计是CAN总线运用的重要组成局部，其中的监控系统中最主要的包括故障报警界面以及养护信息界面，通过界面的信息显示可以加强对挖掘机的检修，并通过按键操作进入发动机、参数设置以及系统设定等界面，科学技术的进步使得其监控系统设计程度也在不断的进步，其中显示器的监控系统也是其中的重要内容，它主要是借助整个挖掘机的监控系统，使得整个机械的信息管理和监视程度得到快速的进步，因此，在挖掘机的电气系统的监控系统中，主要包括开机界面、主界面以及系统菜单等功能界面，通过这些界面可以加强对电气控制系统的监视，一方面，要先设计控制器的程序流程，在流程的设计中，要根据挖掘机的电气控制系统的实际运行情况，严谨的规划其控制器程序流程，进而进步控制器的运行效率，同时，在监控系统的主界面的设计中，要细化的规划界面的各个内容和显示的信息，进而方便监控系统的使用，另一方面，在主界面的图标对应中，F1～F5功能按键，对应着动力形式切换、自动怠速切换、行驶上下速切换、消音、系统菜单，界面的切换或者功能操作可通过显示器下的功能按键进展操作。因此，在挖掘机的电气控制系统中，加强对监控系统的设计极为重要。

4.4控制器软件和控制策略

控制器软件和控制策略是CAN总线在挖掘机电气控制系统的重要应用。在挖掘机的电气控制器软件中，主要包括了CAN总线通讯模块、传感器采集模块、逻辑采集控制模块等，在挖掘机电气控制系统的传感器采集模块是其中的重点，它主要是通过各种采集软件进展信息和数据的集中和整理，之后借助CAN总线传输给显示器，之后将参数进展显示，并接收到显示器发送的控制指令，进展数据处理。控制策略主要是进步挖掘机的运行效率和性能。因此，在挖掘机的电气控制系统中，运用控制策略，进步挖掘机的工作效率和燃油的经济性。例如，在挖掘机的电气控制系统中，不能依靠传统的发动机的转速进展控制，而是依靠检测挖掘机液压泵压力和发动机转速两个参数结合来控制挖掘机，进而使得挖掘机发动机一泵一负载之间功率更好地匹配，进步挖掘机的性能。

4.5GPS远程管理模块设计

CAN总线技术在GPS远程管理模块的设计也是挖掘机的电气控制系统的重要组成局部。随着科学技术的开展和进步，在现今的机械设备以及社会的运用中，智能化和数字化的建立越来越多，经济的开展也推动科学的开展，其中GPS的运用就是其中的一项，GPS终端技术主要是借助CAN总线和控制器进展数据交换，进而实现定位、远程数据传输和防拆报警等功能，以下主要对这几个功能进展介绍：其一，在GPS远程管理模块中，定位功能尤为重要，主要是借助GPS技术的定位功能和客户端的软件，使得挖掘机的位置可以明晰的显示，通过GPS的行为技术可以促进挖掘机的高效运行；其二，远程数据传输也是GPS远程管理模块设计中的重点，在挖掘机的电气控制系统中，运用CAN总线技术，对其中的数据进展实时传输，进而使得电力控制系统可以尽快的掌握挖掘机的机油压力、水温以及发动机转速等各项信息；其三，在挖掘机的电气系统中远程故障报警功能在电气控制系统中具有重要的作用，采用CAN总线技术和GPS技术，对挖掘机运行中出现的故障进展报警，使得控制中心可以及时的掌握挖掘机的运行状况，并对有故障的挖掘机进展检修，在检修的过程中，技术人员通过GPS客户端掌握的信息和数据，对挖掘机的电气控制系统进展养护，进而保障挖掘机的正常运行。

5结语

总而言之，在挖掘机的电气控制系统中，运用CAN总线进展设计和分析，进而进步其电气控制系统的运行程度和效率，故此，在挖掘机电气控制系统中运用CAN总线进展电气功能设计、系统程序设计、监控系统设计、控制器软件和控制策略以及GPS远程管理模块设计等，并根据系统要求，设计了挖掘机的应急电路，保证了挖掘机的应急状态下能工作，同时该控制系统实现了挖掘机实际挖掘作业过程中发动机一泵功率匹配控制、自动怠速控制等功能，进步挖掘机的作业效率，降低燃油消耗率，实现挖掘机整机运行状态实时监控。

参考文献：

【1】刘道寿，耿跃海.CAN总线在挖掘机电气控制系统中的应用[J].工程机械，2022，44〔3〕：33-37.

【2】范俊勇.CAN总线技术在小型挖掘机电子控制系统上的应用[J].科技创新导报，2022〔4〕：15.