挖掘机新版电气系统介绍

三一挖掘机新版电气系统挖掘机新版电气系统介绍第1页主要内容1.电气系统组成与功效2.电气控制原理3.常见故障分析4.EC-7系统介绍5.防盗锁机介绍

挖掘机新版电气系统介绍第2页1.电气系统组成与功效

1.1电气结构、功效电源系统：24V蓄电池（2块12V串联），带整流27V交流发电机。电控系统：一台EPS控制器或者一台EC-7控制器，5个压力传感器、9个压力开关、2个百分比阀、4个电磁阀、1个步进电机驱动器、1个油门旋钮传感器、1个油门位置传感器、1个水温传感器、1个柴油油位传感器、1个机油压力传感器、1个发动机转速传感器（脉冲量）。其中EC-7控制器包含一块EC-7综合转换板，实现通信规约转换、发动机频率匹配等功效。其它部分：空调、收音机、雨刷、大灯等。挖掘机新版电气系统介绍第3页挖掘机新版电气系统介绍第4页挖掘机新版电气系统介绍第5页1.2模拟量传感器配置及其关系前泵有主压传感器和负压传感器，后泵有主压传感器和负压传感器，主阀有背压传感器；这5个传感器用于采集两个变量泵工作状态，从而对其排量进行调节，以维持整机最经济、有效运行。（P=pq,q=Vn）油门旋钮传感器采集当前油门旋钮位置，控制器根据该采样值确定当前档位，进而将发动机调节到与之对应转速。油门位置传感器采集当前发动机油门开度，是发动机转速调节过程中反馈值。水温传感器、柴油油位传感器和机油压力传感器一方面用于向用户显示水温、柴油量和机油压力，其次提供越限报警功能。挖掘机新版电气系统介绍第6页1.3脉冲传感器1路脉冲传感器信号用于采集发动机当前转速，发动机每旋转一周，传感器发出127个脉冲。假如控制器使用EC-7，该信号经过EC-7综合转换板整形并4分频处理后送入控制器。1.4开关量采集器配置及作用9个油压力开关包含铲斗挖掘、铲斗卸载、斗杆挖掘、斗杆卸载、动臂提升、动臂下降、左回转、右回转和行走，控制器经过这些压力开关获取当前挖机动作信息，用于电控调整依据。其它开关量包含：一个二次升压按钮用于5秒钟压力赔偿、一个开启和一个熄火开关量用于获取钥匙开关当前位置。一个先导开关量用于获取先导手柄是否在“锁定”位置。挖掘机新版电气系统介绍第7页1.5开关量输出配置及作用1.6PWM输出配置及作用1路步进脉冲输出，用于驱动步进电机。该脉冲与步进方向输出一起控制发动机升速和降速。2路百分比阀控制输出，用于前泵和后泵排量调整，输出电流越大，泵排量越小。1路步进方向输出，用于控制步进电机旋转方向。1路开启继电器输出，用于发动机开启（给开启电机上电）。1路预热继电器输出，用于温度过低时开启预热。1路熄火继电器输出，用于发动机熄火后维持3秒钟蓄电池供电，方便于电控系统作一些收尾工作。1路二次升压输出，用于驱动二次升压阀。1路液压先导输出，用于驱动液压先导阀。1路高速行驶输出，用于驱动高速行驶阀。挖掘机新版电气系统介绍第8页2.电气控制原理

2.1发动机执行机构结构与调整原理正常情况下使发动机运行在油门旋钮档位对应转速下。开启时不论油门旋钮停在几档，都运行在1档转速，直到用户改变档位。发动机运行在4档以上（包含4档），而且触摸屏上自动怠速按钮有效时，假如5秒钟没有负荷，发动机将进入怠速状态，控制器自动将转速调到1400转/分，以节约燃油、降低噪音。在怠速状态下假如控制器检测到动作或者档位改变，则自动恢复到对应档位转速。发送机运行在4档以下（不包含4档），假如有动作，控制器自动将转速提升到1400转，以预防因为转速过低而懑车熄火。

发动机转速调整系统包含：控制器（EPS或者EC-7）、触摸屏、蓄电池、钥匙开关、开启电机、水温传感器、发动机转速传感器、预热器、步进电机驱动器、步进电机、油门机构。发动机转速控制器主要流程以下：挖掘机新版电气系统介绍第9页2.2开启过程1、钥匙开关到达上电位置，整车得电，控制器开启，自检。2、钥匙开关打到开启位置，控制器检验水温，假如低于3度，开启预热器。不论是否预热，都将油门位置调整到1档，使开启电机得电，带动发动机运转。3、等候发动机转速到达800转，停顿开启电机，开启成功。此时用户能够松开钥匙开关，使其自动返回上电位置。（EPS控制器假如开启成功后用户不松开钥匙开关，开启电机会继续运行，EC-7已经做了改进。）4、为了预防因为发动机开启故障而损坏蓄电池，控制器含有以下保护：假如从开始开启计时3秒仍未开启成功，不论用户是否松开钥匙开关，都强行停顿开启电机，等候用户重新开启。假如连续三次开启失败，需要整车断电后才能够再次开启。挖掘机新版电气系统介绍第10页2.3熄火过程

钥匙开关打到熄火位置，控制器使熄火继电器闭合。使发动机连续减速（方向继电器失电，输出步进脉冲）。等候其转速降到600转以下（此转速不可能再维持其运行，必定会停下来），停顿减速控制输出（停顿步进脉冲输出）。等候发动机转速为0。3秒后分开熄火继电器，整车断电，熄火成功。挖掘机新版电气系统介绍第11页2.4调速过程1、控制器读取当前用户设定档位值，在内部查表得到对应转速油门位置（转速越高对应油门位置值越小），然后和当前油门位置比较。2、假如当前转速高过设定值50转（油门位置值比设定值小），则输出步进脉冲，同时使方向继电器分开（减速）。3、假如当前转速低过设定值50转（油门位置值比设定值大），则输出步进脉冲，同时使方向继电器闭合（升速）。4、假如当前转速在设定值正负50转之内（EC-7控制精度提升到了正负30转），则不做任何动作。挖掘机新版电气系统介绍第12页2.5转速自动校准（EPS没有） 普通作为挖机下线之前最终一道工序，不过假如挖机在外长时间运行后转速偏差较大，也能够由服务人员进行再次校准。所需工具：大十字螺丝刀一把，用于打开后盖板；两线短路插头一个，用于连通校准端口。挖掘机新版电气系统介绍第13页详细步骤以下：打开后盖板。将油门旋钮打到1档，开启发动机。将模式改成H。在触摸屏上点击“系统”，输入口令后进入监控界面，观察当前转速，假如转速在900－1100范围之外，需要手工调整油门拉杆到此范围之内。（新机下线必需，二次校准假如不是全部档都向一个方向偏则不需要）将短路插头插入校准端口（在EC-7控制器上方）。挖掘机新版电气系统介绍第14页2.5转速自动校准(续)5.迟缓将油门旋钮转到11档（在每一档最少停留1秒），观察当前转速，等候其稳定在2200转左右时（大约需1－5秒），将油门旋钮转到10档，依这类推，直至1档。6.拔下校准端口上短路插头。7.检验各档位转速是否合格。8.点击触摸屏，返回主显示界面。9.检验各档位是否跳档。10.假如步骤7或步骤9发觉异常，能够从步骤4开始重复整个过程，重新校准一次。11.档位及转速都正常后，合上后盖板。（须确认短路插头已经拔下）12.熄火。（熄火前必须再次确认短路插头已经拔下，不然此次校准可能不会生效）挖掘机新版电气系统介绍第15页2.6步进电机驱动器步进电机驱动器（简称步驱）负责接收控制器指令驱动步进电机以设定速度正转或反转，以调整发动机油门开度，进而实现对发动机转速动态调整。步驱从控制器接收两个信号，一个步进方向（开关量），一个步进脉冲（PWM），其中步进方向控制步进电机旋转方向，步进脉冲控制步进电机旋转速度。其中步进脉冲方面EPS控制器和EC-7控制器接线方式有所不一样：EPS控制器PWM输出为低电平有效，EC-7控制器PWM输出为高电平有效。而步驱脉冲输入有两根线（一正一负）。所以对于EPS控制器，步驱正接24V电源（29号线），步驱负接控制器步进脉冲输出。而对于EC-7控制器，步驱正接控制器步进脉冲输出，步驱负接地（0号线）。挖掘机新版电气系统介绍第16页2.7变量泵流量调整系统变量泵流量调节原理如下：1、每个泵都有一个主压传感器和一个负压传感器，其中主压为液压泵出口压力，负压为不做功流量压力，另外两个泵还有一个公共背压，反映液压系统回油压力。2、因为主压反映液压泵出口压力，所以主压乘以流量就正比与液压泵输出功率。所以如果希望输出功率恒定，则需要在主压升高时候降低排量（增大比例阀电流），主压降低时候增加排量（减小比例阀电流）。3、其次，负压反映液压泵不做功流量压力，越大表示不做功流量越多，就意味着用户需要排量越小，其物理意义就是操作手柄动作幅度越小（某一确定转速下负压最大时候是用户没有动任何一个手柄时候）。所以根据负压可以计算出用户需求功率大小。（实际上参与计算值是负压－背压，因为两个压力差值才反映实际不做功流量。其实从理论上讲主压计算时候也应该减去背压，只不过与主压相比背压实在太小，才忽略不计。但负压与背压是一个数量级，所以不可以忽略）挖掘机新版电气系统介绍第17页4、依据负压算出需求功率假如大于发动机输出功率，说明用户需求功率已经超出了发动机输出能力，此时液压泵功率只能等于发动机最大功率，而不能完全满足用户要求，所以百分比阀控制电流按照依据主压计算出与发动机最大功率对应电流输出。此时挖机在自己能力范围之内以最快速度动作。5、假如依据负压计算出需求功率小于发动机输出功率，说明用户不希望挖机以最快速度动作，所以此时百分比阀控制电流按照依据负压计算出电流值输出。此时挖机动作与用户操作手柄幅度基本成正比。挖掘机新版电气系统介绍第18页3.常见故障分析

挖掘机新版电气系统介绍第19页 以下故障分析适合用于经过初步分析、检验，已经排除液压系统、发动机本身、燃油等电气系统以外故障情况下。 1.无法启机 开启电机故障 钥匙开关损坏 开启继电器故障 水温传感器故障 控制器(EPS/EC-7)故障挖掘机新版电气系统介绍第20页原理分析 发动机开启过程为：钥匙开关旋转到“开启”位置，11号线得电；控制器检测到11号线得电，检测当前水温，假如低于3摄氏度，闭合预热继电器（K7），同时闭合开启继电器（K3），此时开启电机得电带动发动机旋转，直到抵达预定开启转速（800转/分），然后控制器分开开启继电器，开启电机失电停顿旋转，开启成功。故障排查线索首先查看触摸屏显示是否正常，假如水温、油位、机油压力全为零，则可能是控制器没有上电，需要检验42号线保险丝是否烧断。确认钥匙开关打到“开启”位置时开启电机是否旋转（假如旋转应该能够听到声音），假如开启电机旋转，而且发动机本身和供油系统也没有问题，能够检验油门位置传感器显示值是否在1档位置（约为3V左右）。假如偏离此值太多，则说明油门驱动机构可能有问题（即使开启成功也将会难以升速和熄火），处理方法参见下面“无法升速和熄火”部分。假如开启电机不旋转，则需要在触摸屏上查看钥匙开关抵达“开启”位置时开启继电器是否有输出，假如有输出，则说明开启继电器（K3）或者开启电机可能已经损坏，或者二者接线有问题。假如开关量无输出，需要检验钥匙开关打到“开启”位置时控制器是否检测到11号线得电（查看触摸屏输入表中“发动机开启”对应开关量输入是否有效），假如控制器能够检测到11号线上电，而且13号线也一直保持得电状态，则说明可能是控制器故障。（早期出厂少许机器可能在水温过低时保持预热8秒后才开启，所以假如触摸屏显示水温为0，能够将钥匙开关停在“开启”位置8秒以上，看其是否能够开启。）假如钥匙开关打到“开启”位置时控制器检测不到11号线上电，则说明可能是钥匙开关故障。挖掘机新版电气系统介绍第21页2无法升速和熄火（一直运行在1档转速）步进电机驱动器故障步进电机故障油门位置传感器故障EPS/EC-7故障调速过程说明： 控制器经过方向继电器和步进脉冲控制步驱发出正转或者反转信号，步进电机在步驱发出信号驱动下旋转，直到油门位置传感器采样值抵达设定值附近。无法升速和熄火说明步进电机不旋转。故障排查线索： 首先检验油门位置传感器采样值是否在1档附近（3V左右），假如偏差较大，则说明油门位置传感器损坏。 假如油门位置传感器正常，需要将油门旋钮打到较高档位，然后查看触摸屏上输出表中方向继电器输出是否有效。假如无效，说明可能是控制器故障。 假如方向继电器有输出，需要检验步进脉冲有没有输出。 详细方法为：能够使用带频率测量万用表测量29号线和701号线（EPS）或者701号线和0号线（EC-7）之间频率，EPS频率应该在80Hz左右，EC-7频率应该在350Hz左右。假如所测频率基本没有或偏差太大，则说明可能是控制器故障。假如所用万用表没有频率测量功效，能够简单使用直流电压档测量两线之间平均电压，假如有脉冲输出，所测电压应该为电源电压（28V）二分之一左右。挖掘机新版电气系统介绍第22页3开启后转速不正常油门位置传感器损坏步进电机故障EPS/EC-7故障转速传感器故障挖掘机新版电气系统介绍第23页4.EC-7系统介绍

挖掘机新版电气系统介绍第24页4.1研发背景介绍（1）现场出现质量问题比较多。(损坏、控制效果差)（2）供给商规模过小，工艺质量不高，在质量保障方面难以到达高品质要求。（3）程序由供给商实现，难以实现控制技术改进和全部权保护。（4）代码均由汇编语言编写，在可读性和扩充性方面有很大约束。（5）受硬件平台约束，控制器厂商无法提供二次软件开发平台，全部工作必须在原代码级实现，对工程师有较高技术要求。（6）EPS应用功效有待深入改进和完善，如增加远程通信系统，支持远程监控与诊疗，历史事件统计、GPS、远程下载程序等。挖掘机新版电气系统介绍第25页

（7）开发含有自主知识产权控制产品是市场竞争需要，是降低产品成本、提升产品关键竞争力、树立和巩固行业领袖地位主要伎俩和必由之路。

（8）国外相关工业巨头，如CAT、小松、VOLVO、利勃海尔等，均拥有自主电气控制系统和产品，很多重工产品性能提升依靠控制系统和控制技术不停提升和创新。挖掘机新版电气系统介绍第26页4.2控制系统结构控制器综合转换板发动机转速分频检测输入/输出电平转换PWM输出控制电流反馈检测CAN-RS232CAN-RS422显示器GPS车身线束RS422RS232CANBUS挖掘机新版电气系统介绍第27页

4.3EC-7主要特色与优势可靠性（1）改进转速控制算法，大幅提升油门调整机构有效寿命。（2）增加液压泵保护功效，在非正常工作状态，保护液压泵免受无须要冲击。可操作性（1）改进防走偏算法，30米最大走偏量由80厘米标准提升到20厘米以内。（2）改进液压泵控制算法，操作手感愈加灵活、舒适。（3）增加抑制抖动控制算法，消除了伸臂抖动问题。

EC-7在全方面提升三一挖掘机控制品质方面已全方面超越了原系统，表达在：挖掘机新版电气系统介绍第28页准确性（1）增加转速自动校准功效，不但将转速偏差由正负50转提升到正负30转，而且不再需要手动调整转速。经济性（1）转速控制愈加先进，节油效果愈加好。（2）可靠性提升后，有效降低现场故障率，降低售后服务成本。挖掘机新版电气系统介绍第29页5.防盗锁机介绍

5.1功能与目1、防止用户拆除或更改挖掘机电气线路，逃避还贷；2、敦促假定用户及时还贷；3、对恶意欠款或没有及时还贷用户提出警告和防盗；4、锁机后能够保留部分挖掘机自助功效；5、用户还清当月贷款后能够恢复用户使用挖掘机全部功效，解除防盗；6、能够预防用户私自解除防盗；7、不影响全款用户使用。不影响贷款用户在非防盗范围内使用挖掘机新版电气系统介绍第30页5.2原理简述

触摸屏上有日期，能够以此作为日期判据；告警时间、提醒及办法 每个月5日：还款提醒（请在15日前还款，不然欠款将停机。交款后及时向营销人员索取开机密码）； 每个月15日：还款警告（系统因欠费将在二十四小时内防盗，请及时交纳欠费）； 每个月18日：铲斗、斗杆锁定最大电流（系统因欠费停机，请及时交纳欠费并索取密码）； 每个月20日：发动机转速锁定四档（系统因欠费停机，请及时交纳欠费