电控研究（共12篇）
电控研究 篇1
0 引言
随着汽车电子控制单元(Electronic Control Unit,以下简称ECU)的发展,ECU的质量对整车质量的影响越来越大,ECU的测试作为其开发过程中必不可少的一部分,对保证其质量是至关重要的。传统意义上理解的ECU测试可能仅仅是对应用功能的测试,但实际上,ECU的开发过程中包含了各种不同侧重点的测试活动,正是这些测试活动组合在一起才能真正有效保证其质量。本文以实际工作经验为基础,阐述了各项测试活动的测试内容、测试意义及测试实施要点,对入行不久的ECU开发测试工程师或其相关的产品设计发布工程师均具有一定的借鉴意义。
1 测试流程
ECU的测试流程与开发流程是息息相关的,不同的开发阶段,测试活动有所偏重,具体如图1所示。需要说明的是,软件开发基础阶段即ECU基本功能实现,协议层较为稳定;软件开发完备阶段即ECU全部功能实现,且基本功能已通过测试验证。同一阶段的测试活动一般没有严格的先后顺序,可以同时进行。
2 测试活动详述
2.1 代码测试
代码测试作为最初级的测试活动,旨在保证代码质量,其包括三个环节,每一个环节都可在专业的测试工具下搭建测试环境进行测试活动。
一是代码审查,可使用DAC工具,通过创建项目、配置项目、选择规则/度量标准、执行检查等操作生成测试结果,然后对生成的结果进行分析整理,形成测试报告。其主要作用是参考MISRA-C等规则检查代码的编程规范。
二是静态分析,可使用Goanna工具,在安装了Goanna的集成开发环境中创建项目,运行Goanna生成测试结果,然后对生成的结果进行分析整理,形成测试报告。其主要作用是检测代码的运行时错误,如数组/指针越界、死循环、死代码等。
三是动态单元测试,测试之前需要根据需求分析文档、软件详细设计文档等设计相应的测试用例,然后可使用Tessy工具,创建测试项目、指定测试环境和添加源文件、编辑测试接口、输入测试用例、执行测试生成测试结果,然后对生成的结果进行分析整理,形成测试报告。其主要作用是通过实际运行被测程序,检查运行结果与预期结果的差异,并分析运行效率和健壮性等性能。
虽然专业的测试工具有其不可替代的优势,特别是Tessy这种专门用于嵌入式软件动态测试的工具,但考虑到开发成本问题,代码测试也可以通过手动代码审查及在原有开发环境中编写测试脚本进行动态测试来代替。当然,这种测试方式对代码测试人员的专业素质有着更高的要求。
2.2 总线协议测试
总线协议测试包括总线性能测试和诊断协议测试两个部分。总线和诊断是大多数ECU必不可少的功能,具备较强的的通用性。
总线性能测试主要以总线所遵循的标准(如CAN总线基于ISO11898)、及被测ECU的通讯矩阵等为依据制定测试规范,测试内容[1]包括物理层、数据链路层、交互层、网络管理、网络错误处理等,其一般测试环境配置如图2所示,其中总线监测/模拟系统如Vector的CANoe,总线干扰仪如CANstress,总线示波器如CANscope等。由于Vector的工具彼此适配良好且具备强大的开发功能,我们可以通过编写测试脚本实现总线性能的自动化测试。
诊断协议测试主要以总线所遵循的诊断标准(如CAN总线基于ISO 14229/ISO 15765)、及被测ECU的诊断参数列表为依据制定测试规范,测试内容包括被测ECU的诊断参数列表上定义的所有诊断服务。该测试也可利用特定的测试工具进行自动化测试,如利用Vector的CANdela生成诊断数据库文件,利用CANdiva进行诊断规范的自动化测试等。
2.3 系统功能测试
系统功能测试是最基本的测试活动,其着眼于ECU的应用功能,一般可分为台架测试和实车测试两个部分。无论是台架测试还是实车测试,都需要根据功能需求规范等需求文档进行需求分析并编写测试用例,台架测试应尽可能多的覆盖所有测试用例,而实车测试一般难以覆盖所有的测试用例,如故障情况、极限条件情况、整车供电变化情况等。除此之外,ECU的开发一般与整车开发同步,而开发阶段的实车测试资源有限,这也是实车测试的局限。
正因为实车测试的局限性,为避免测试疏漏,台架测试环境应尽量模拟实车环境。传统台架测试环境一般包括电源、被测ECU、实际/模拟的I/O口、总线监测/模拟工具及其他测试测量工具等,这对于ECU开发初期的功能测试是必不可少的,它便于分析问题原因,便于优化测试用例及测试方法。但当ECU的开发趋于稳定,开发周期越来越短,基于传统台架测试环境的功能测试就显得有些笨拙,我们需要更加智能便捷的自动化测试。典型的自动化测试系统如HIL等[2],它将传统台架测试所需的各个部分集成在一起,并带有测试开发环境,通过编写测试脚本,可以实现大多数测试用例(通常是已经过台架测试优化的)的自动化测试。图3展示了一个HIL系统的测试机柜及其开发环境编写的测试界面。除了专业的自动化测试系统,我们也可以利用常用总线工具(如CANoe、Vehicle Spy)的开发功能,甚至结合方便调用各类硬件接口的开发环境(如Lab VIEW)实现半自动化测试,如此既提升了测试效率也兼顾了测试成本。
然而,无论台架测试环境多么仿真实车环境,实车测试仍是必不可少的。实际的测试活动中,实车测试往往能发现许多令人难以想像的问题甚至是设计缺限。对于一般的汽车电子零部件供应商,实车测试常常到主机厂DRE验收测试才进行,但对于主机厂自主开发的ECU,实车测试的进行就相对要便利得多。
2.4 性能参数测试
各ECU的性能参数千差万别,如音视频导航系统的音频、视频、GPS相关性能指标,BCM/PEPS系统的射频、低频通信指标,也有如同最大工作电流、休眠电流等通用的性能参数。性能参数是否达标既依赖于ECU开发初期的硬件选型,也依赖于软件实现。因此,我们不能仅仅依靠硬件供应商提供的性能参数报告,而需要在软件集成达到一定成熟度时,进行整体的性能参数测试。当然,很多性能参数的测试对测试环境及测式设备要求较高,ECU的开发商可以根据自身的测试资源选择自己进行测试或到专业的实验室完成测试。
2.5 可靠性测试
可靠性测试是一个比较宽泛的概念,这里主要指软件的可靠性测试,对于硬件的可靠性测试,则主要在环境试验中体现,下一节将会具体阐述。
软件可靠性测试有压力测试、交互测试、破坏测试、随机测试等测试方式。压力测试通常以最基本的功能为基础,通过制造极端条件(如总线负载率达100%)或大量重复操作(如反复点火)等来验证ECU在压力状态下功能是否正常。交互测试可分为内部交互与外部交互,内部交互主要考虑ECU各功能模块之间的影响,外部交互则考虑被测ECU与车上其他ECU之间的影响。破坏测试即故意制造错误条件,以验证ECU在错误状态下的保护机制,并且能否从错误中恢复。随机测试,顾名思义就是进行随机操作,在没有被预先设定的测试规范所框住的情况下,随机测试常常会有意想不到的收获。
事实上,可靠性测试可以认为是系统功能测试的有效补充,很多ECU的开发甚至不会严格区分这两者,只是在测试的不同阶段,执行上会有所偏重。在ECU开发初期,一般主要进行基本的系统功能测试,当系统功能趋于稳定的时候,会日渐加重可靠性测试的执行度。可靠性测试的执行过程中,压力测试、交互测试、破坏测试可通过自动化测试达到较高的执行效率和执行覆盖度,随机测试则一般通过手动测试进行。
2.6 环境试验及电磁兼容试验
环境试验[3]3]即考察ECU在不断经受自身及外界气候环境、机械环境影响的情况下,是否仍能在一定寿命时间内保持正常工作。它可以被认为是一种基于硬件性能的可靠性测试。环境试验的具体项目包括电气试验、机械试验、温度试验、湿度试验、盐雾腐蚀试验、耐工业试剂试验、外壳防护试验、可靠性耐久试验等,不同的ECU所需试验的项目及试验要求都不尽相同。按开发阶段划分,环境试验可分为设计验证(Design Validation,DV)和产品验证(Product Validation,PV)两个部分。设计验证需要进行所有项目的试验,试验样品所用的材料、尺寸等必须符合量产状态,试验结果将作为设计冻结的依据,使ECU进入小批量生产阶段;而产品验证可以只选取部分在设计验证试验期间出现失效或者认为风险较高或者生产工艺对试验结果有影响的试验项目,但试验样品必须是从正式生产线制造出来的,试验结果将决定ECU能否正式进入批量生产阶段。
很多时候我们需要在特定的环境试验箱中进行耐久试验,试验过程的监控首先应考虑ECU所有的硬件模块及I/O口,以防设计失效未检测到;其次试验监控数据特别是异常结果应注意保存,它是分析失效原因,改进硬件设计的的重要依据;再者,应尽量使监控流程易于执行,满足长时间周期性监控的要求。在实际的ECU开发过程中,我们应该根据环境试验相关标准(如ISO 16750、IEC 60068等),结合ECU自身特性,确定试验项目和试验计划,并制定及实施试验监控方案。从功能性和经济性考虑,以Lab VIEW等作为上位机,结合低成本的总线功具及适应ECU I/O口的负载板的环境试验监控系统有较高的实用性。图4列举了一个基于Lab VIEW开发的环境试验监控系统的上位机实例。
电磁兼容试验即测试ECU在其电磁环境中能否正常工作且不对该环境中任何事物造成不能承受的电磁骚扰,它包括电磁骚扰发射试验和抗扰度试验两个部分。同性能参数测试类似,电磁兼容试验对试验场地及试验设备有较高要求,一般ECU供应商会选择委托专业实验室进行。另外,环境试验和电磁兼容试验均以测试ECU硬件为主要目的,对软件完备性没有严苛要求,通常在软件开发初期,软件实现基本功能,能满足试验监控需求即可。
2.7 生产下线检测
ECU从工厂生产线下线后,需要经过测试以验证其生产合格,同时还需要将ECU的生产信息,如序列号、生产日期等写入ECU内部。生产下线检测方式[4]4]与环境试验监控方式类似,这里不再赘述。需要补充的是,生产下线检测所用软件一般是较为完备的正式软件(具备诊断功能),除了应用功能检测外,还可以利用其故障诊断功能进行自查;其次,由于生产下线检测一般是由没有专业背景的工人来操作,检测系统需要更加简明易行;再者,每个ECU都应保留其检测报告,便于后续问题追溯。
2.8 整车装车测试
整车装车测试是指ECU到达主机厂并装配到实车上后的功能测试,该项测试一般会以点检的形式,选取少数基本功能进行验证。除此以外,还需要通过诊断仪对ECU的零件号、软/硬件版本号、故障码等信息进行确认,有的还需记录ECU与实车的绑定关系、写入实车配置信息等,这些也可以算作装车测试的一部分。整车装车测试应充分适应主机厂总装生产线的环境和装配流程。
3 总结
本文几乎涵盖了ECU开发过程中所涉及的所有测试活动,各项测试活动的目的虽然不尽相同,但测试方法却可互相借鉴。我们若能知其意义、明其方法,在开发立项之初,充分评估各项测试活动所需资源,制定合理的测试方案及测试计划并有效实施,对于保证ECU质量及整车质量必是大有所益。
参考文献
[1]QJGAC1523.053-2016,低速CAN ECU总线测试方法[S].广州:广州汽车集团股份有限公司,2016.
[2]黄胜龙.汽车发动机ECU的自动化HIL仿真测试平台的研究与实现[D].吉林:吉林大学,2013.
[3]QJGAC 1523.028-2014,电子电气零部件环境适应性及可靠性通用试验规范[S].广州:广州汽车集团股份有限公司,2014.
[4]翟琰,魏振春,韩江洪,卫星.基于脚本语言建模的汽车ECU测试系统设计[J].计算机工程,2012,38(15):260-263.
电控研究 篇2
根据汽车维修行动领域的具体工作任务和项目对课程进行基于工作过程导向的课程设计.旨在有利于培养学生的职业关键能力.文中重点阐述了课程内容的`选择与组织、学习情景的设置、教学方法与教学手段的应用等关键环节的设计方法,为课程工作过程化设计进行了理论探索和分析.
作 者：孟国强 刘越琪 洪志杰 李军 王庆坚 MENG Guo-qiang LIU Yue-qi HONG Zhi-qie LI Jun WANG Qing-jian 作者单位：广东交通职业技术学院,广东广州,510650 刊 名：广东交通职业技术学院学报 英文刊名：JOURNAL OF GUANGDONG COMMUNICATIONS POLYTECHNIC 年，卷(期)：2009 8(4) 分类号：G712 关键词：工作过程 课程设计 学习情景 职业关键能力
电控研究 篇3
摘 要：电控液压制动作为一种新型的汽车制动系统受到了越来越多人的关注，它的主要特点是采用高压油的制动方式取代汽车传统的人力功能的方式，它的优点有很多，主要包括相应的速度快、易于控制、方便节能等等，逐渐成为了研究的热点，汽车的制动性主要指的是在比较短的距离之内停车所需要的时间以及形式方向的稳定性，它是衡量汽车动态性能的主要标志，同样也与交通安全息息相关，本文研究的主要内容是电控液压制动系统的建模与必要的性能分析，包括在设计过程中的方案，实际系统的主要部件，同样包括在设计过程中的安全性考虑因素。
关键词：电控液压制动；制动系统；功能
中图分类号： U463 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）11-179-2
0 引言
自从19世纪世界上诞生的第一辆汽车以来，人们都非常的重视汽车中的制动系统，汽车制动系统大致经历的阶段主要包括以下几个方面：人力的制动到伺服制动、动力制动等等，前几年汽车的制动系统发展的比较缓慢，但是一直都在不断的更新和完善之中，同样也得到了良好的效果，为了能够进一步的去改善系统相应的速度，需要对系统的装配和性能进行深入的研究，将我国的汽车电控液压制动系统的动态性能上升到一个新的高度。
1 电控液压制动系统的结构与工作原理
首先是电控液压制动系统的结构，电控液压制动系统主要包括的内容有制定系数、能量的回馈和整个车的控制器，在制动能量回馈系统中，主要包括可逆电机控制器、蓄电池、电机和变速器等等，另外还有电子控制单元、传感器单元、车轮的制动器等部件，其中电子采集单元主要的作用是传递物理信号，并且向液压调节其发出控制命令，其中液压调节器主要包括进油阀、出油阀、隔离阀等等，具体的内容如图1所示。
电控液压制动系统主要是由制动踏板的感觉模拟器、电控液压制动系统电控单元、电控液压制动系统液压控制单元组成，具体的图解如下图2所示。
其次是电控液压制动系统的工作原理。在电控液压制动系统工作的状态正常的情况之下，隔离阀的状态一般是关闭的，有效的阻断了车轮的制动器与主缸之间的制动，但是在储能器和液压泵失效的情况之下，隔离阀便会打开，通过驾驶员的操作实现制动的功能[1]。
2 电控液压制动系统的建模和性能的分析
在进行对电控液压制动系统建模的过程中，一般的方法很难清晰的表达出电控液压制动系统强非线性关系和强耦合关系，但是如果使用键合图的话就可以将这种关系体现的淋漓尽致，特别适合比较复杂的设计系统。
首先是键合图的介绍。所谓的键合图也就是经常说的功率键合图，它是一种非常重要的系统动力学的建模方法，可以通过多种多样的图形方式来表达出系统内部的结构，并且可以进行必要的仿真处理，可以让人们更加清晰的了解到其内部的结构，是一种十分有效的动态建模的分析方法，在键合图中有很多端口和多口的元件，另外还有很多的能量键，其中的指向是通过箭头形式来表达的，理解了一定的图文规则之后，图形的表达就一目了然。
其次是电控液压制动系统的动态性能的表现主要是通过参数来体现和表达的，在增压过程参数模型分析中，首先打开进油阀此时蓄能器中的高压油就会进入到轮缸，在轮缸压力上升的过程也是电控液压制动系统增压的过程，如果在整个过程中，控制压力的上升速度只受电控液压制动系统参数的影响，以下从两个方面对电控液压制动系统动态性能进行分析。
2.1 轮缸压力上升的时间和蓄能器的关系
一般情况下，蓄能器的最高压力不会低于20mpa，在国外的一些汽车中蓄能器的工作压力一般为16～18mpa，另外还有电控液压制动系统的压力在14～16mpa，从图中可以看出，随着轮缸压力的不断增大，上升的时间也在不断的增加，在蓄能器的压力越来越高的情况之下，轮缸压力也越来越大，电控液压制动系统越来越稳定，在这个过程中不能完全的反应轮缸响应的速度，因此要选择目标压力的上升时间进行比较。
2.2 蓄能器预充气体的体积与工作次数的关系
选用的主要目标是0.25L的蓄能器，其中的变化幅度在±20%，其他的参数保持不变，进而进行仿真，从下图3来看，随着气体不断的增加，工作的次数也在不断的增加，工作次数的上升有利于工作效率的提高[2]。
3 控制器控制结果的比较
为了能够更好的去提高电控液压制动系统的动态性能，一般都会选用必要的控制算法进行控制，控制的效果一般都是通过方针来实现的，仿真的比较主要从以下三个方面进行，首先是控制器在一个新的环境中的控制效果分析，其次是在参数变化之后的控制效果，最后是预测未来的随机干预的效果，在此次研究中主要对控制器在典型工况中的相应物效果进行分析，主要从PID、鲁棒、模糊方面进行比较分析，PID的控制速度比较快但是在减压的过程中出现了一定的延迟，在0.6～1.2s这段时间中，三种控制器都出现了不同情况的静差，但是PID控制的静差最小。
4 结束语
综上所述，电控液压制动系统是一种线性的控制系统，因为具有独特的优势使得它的应用更加的广泛，应用的前景也更加的广阔，本文主要从电控液压制动系统的结构和工作的原理进行分析，在明确了具体的工作模式之后，对反应电控液压制动系统的各个参数进行分析研究，总结出了蓄能器和轮缸气体压力的关系，然后对三种控制器的控制效果进行分析，研究发现综合各方面的结果来说，PID控制器的控制效果是最好的，它的反应比较的灵敏，但是特别容易出现超调震荡，控制起来不方便，模糊控制是一种比较中庸的控制方式，控制效果适中，抗干扰的性能比较强，电控液压制动系统中还存在这一定的问题，需要不断的去研究，及时的去调整参数，使得汽车电控液压制动系统动态的性能越来越好。
参 考 文 献
[1] 金智林，郭立书，施瑞康，赵又群，施正堂.汽车电控液压制动系统动态性能分析及试验研究[J].机械工程学报，2012（12）：127-132.
[2] 金智林，段博文，王睿，杨维妙.基于AMESim的电控液压制动系统动态性能分析[J].重庆理工大学学报（自然科学），2014（03）：1-5.
SAUER电控系统应用研究 篇4
1.1 移动式车辆机械设备电控系统的发展
随着人们对机械设备性能及控制要求地不断提高, 移动式车辆机械设备电气系统也在不断地改进与发展。移动式车辆机械设备已经从一个简单的机械物理运动载体阶段发展为一个集机械、液压、电子和通信等于一体的大型复杂设备, 正逐步朝着性能最优化、功能系统化和设计人文化的方向发展。这些子系统集于一身, 互相配合, 有效地提高了移动式车辆机械设备的可靠性、精确性、安全性和舒适性。控制系统是移动机械设备的重要组成部分, 其性能会直接影响到该设备的动力性、经济性及智能程度等。
现代高新技术的不断引入促使各类高新技术与移动式车辆机械设备的结合更加紧密, 特别是计算机技术、自动控制技术和传感器技术的快速发展, 使得移动式车辆机械设备在节能、高效、作业精度、人机工程和设备信息化等性能上大大提高。国外的移动式车辆机械设备制造商都推出了相应的新型产品, 并继续竞相投入大量资金、人力和物力, 进行移动式车辆机械设备电控系统高新技术的研究和开发。
1.2 移动式车辆机械设备电控系统的现状
当前, 我国基础设施建设处于前所未有的高速发展阶段, 国家将大量资金投入到基础设施建设中, 移动式车辆机械设备需求量越来越大。目前国内的移动式车辆机械设备应用的控制器类型主要是具有低电压、高性能特点的车载控制器, 设计人员主要根据电控系统的要求及车辆电气原件的特点选择其使用车型的控制器。控制器是一种新型的车辆控制单元, 最早是由德国博世公司将其应用于实践, 其控制器的成功应用, 使整个移动式车辆机械设备控制技术有了突飞猛进的发展。
2 移 动式车辆机械设备控制器的分类及应用
2.1 移动式车辆机械设备控制器的分类
目前, 我国应用于移动式车辆机械设备的控制器主要分为欧系控制器与美系控制器, 这两类控制器可按结构形式、容量和功能进行分类。按硬件的结构形式可分为整体式、模块式和叠装式;按输入、输出容量大小可分为小型、中型和大型控制器;按功能可分为低档机、中档机和高档机。低档机主要实现单一的数据传输与输入、输出功能;中档机除具有低档机的功能外, 还具有运算与逻辑控制功能;高档机集合了低档与中档的优点, 具有更优越的运算与处理速率。
2.2 移动式车辆机械设备控制器的应用
对于国内的应用者来说, 美系与欧系控制器的主要区别在于编程环境的差异。欧系控制器主要是采用德国软件商Smart software solution Gmb H公司开发的CoD eS ys软件作为控制器的开发平台, CoD e Sys软件开发平台包含IL、ST、FBD、LD、CFC及SFC共6种语言, 用户可以在同一项目中选择不同的语言编辑子程序及功能模块等, 对于应用者来说具有广泛的发挥空间。与此同时, CoD e Sys开发平台由于过多的语言编写导致初学者应用混乱, 操作困难, 各控制器生产厂商独立开发应用模块不足。而美系控制器的生产厂商基本是电控系统与液压系统共同开发销售, 具有独立的控制器开发平台, 主要以图形化编程语言为主, 类似于CoD e Sys开发平台的FBD功能块语言。美系控制器开发平台具有独立自主的功能块, 使开发者更易编写自主程序的研发, 唯一美中不足的是由于独立组的功能块编程, 局限了开发者的开拓思维及发挥空间。
3 Sauer -Danfoss 公 司 电 控 系 统 产 品 相关介绍
3.1 Sauer-Danfoss 公司电控系统产品的优越性
Sauer-Danfoss公司的主要产品分为电气与液压两部分 , 这里主要 阐述其电 控产品的 优越性。Sauer-Danfoss公司控制器具有很高的可靠性, 在各种工况下具有很强的抗振、防尘、防水溅及抗干扰能力等。其防护等级高达IP67, EMI/RFI可达100 V/M。其电气产品是用软件代替传统继电器控制系统中的大量中间继电器和时间继电器, 大大减少加工工艺和因触点接触不良造成的故障, 其控制器具有良好的自诊断功能, 一旦软、硬件发生异常, 控制器以立即响应的方式减少故障扩大。其控制器还具有丰富的I/O模块, 对不同的现场信号设计有相应的I/O模块直接与之连接。系统安装简单, 维修方便, 不需要安装在控制柜内, 可在各种工况下直接运行。针对相应控制器配有检测软件, 可实时监测控制器及程序的运行状况和改写控制器内部存储数据。
3.2 Sauer-Danfoss 电控系统控制器开发工具介绍
Sauer-Danfoss电控系统控制器的开发工具名为PLUS+1 GUIDE (图形化用户集成开发环境) 。它是一个功能完整的软件包, 包括了为编写机器控制应用软件的图形化开发工具, 通过CAN总线下载软件的下载工具和创建 用户自己 的维护诊断 软件的开 发工具。PLUS+1 GUIDE大大加强了设备生产商们的设计生产能力, 最大限度地保护了他们的知识产权。
PLUS+1 GUIDE使用形象的符号和图标元件, 这使得没有软件开发经验的工程技术人员可以轻松地完成控制器程序的开发。控制器程序最终以图形的方式表现出来, 而且程序文件就是这些图形。PLUS+1 GUIDE的图形化设计工具使得控制器程序有了更好的结构, 并且更利于理解。这些都大大优于传统的使用基于C语言的编程软件或其他非图形化的编程开发软件工具。
3.3 Sauer-Danfoss 电控系统控制器开发工具的特点
(1) 通过简单的剪切、粘贴图形化的软件对象来迅速完成控制器程序的开发。
(2) 具有可靠、强大、多年使用经验的工具。
(3) 充分考虑保护用户的知识产权。
(4) 绘图式的编程方式使得设计人员容易完成控制器程序的编写, 而不需要采用复杂的C语言。
(5) 维护工具具有多重访问保护, 确保非授权用户无法使用。并且每次维护均会留下记录。
(6) 如果用户需要, 可以自行开发基于C语言的对象并可以集成进图形化开发环境。
(7) 编程需要的运算符号和图标元件可以直接从工具栏中选取并拖放到程序图中。
(8) 图形化的编程减少了完成控制器程序的步骤, 控制器程序的源代码可以直接从程序图中生成。
(9) 用户可以直接选择Sauer-Danfoss已开发好的功能来满足常见的控制要求, 如双履带控制、负载控制和PID控制等。
(10) 提供在线帮助, 使用户更容易理解产品的特点。
4 Sauer-Danfoss 电控系统的应用领域
早期控制器的研发是为简化电气系统的布置, 实现继电器的顺序控制、定时控制, 将继电器的“硬接线”控制改为“软接线”控制。针对不同领域要求可实现数字、模拟信号控制, 运动控制, 连续边跨过程参数控制等。
从工程机械到农用机械等移动式车辆机械设备, Sauer-Danfoss电控系统都有广泛应用。从最初阶段的控制部分主 要精确功 能到现阶 段的全通 讯控制 , Sauer-Danfoss的电器产品已得到各行各业的广泛认可。
5 小结
电气系统的自动控制技术和传感器技术在移动式车辆机械设备上的广泛应用, 作为一种成熟的工业自动控制装置, 其系统安装简单, 维修方便, 编程简单易学, 对未来的弱电研发领域具有长足的促进作用, 未来机械控制的主要节点在于自主研发的控制程序, 简洁、稳定的控制程序将带给移动式车辆机械设备生产厂商长足的发展。
摘要：现代移动式车辆机械设备中广泛采用了各种类型的可编程控制系统控制器, 该文主要阐述电控系统历程及以Sauer-Danfoss为代表的美系控制器的广泛应用, 所起到的关键作用及相关应用的开发。移动式车辆机械设备控制系统将机、电、液、气、声和光等子系统有机地结合起来, 使移动式机械设备在全面一体化、实时控制和智能化方面取得了巨大发展。
关键词：移动式车辆机械设备,控制系统,设计开发
参考文献
[1]隆春.车辆电控系统控制器的应用研究[D].成都:电子科技大学, 2010.
电控科协联谊活动 篇5
第一届电子与控制知识竞赛
活动时间：2013年4月下旬
活动主题：电子与控制同在，科技与梦想齐飞
活动地点：东区食堂门口
活动内容：
1、举办电子与控制相关知识的笔试形式的初赛。
2、按照初赛得分选出成绩较好的八名同学进行复试。
3、复试分两个阶段进行。第一阶段为电子与控制相关知识的抢答，第二阶段为参赛者以ppt或演讲方式展示自己对主题知识的学习了解心德。
活动意义：
1、向我院低年级学生普及相关专业课知识；
2、鼓励学生积极踊跃参与到活动中来。
3、普及专业知识，为我院同学营造良好的学习专业
知识的氛围。
4、为同学们提供一个良好的学习交流专业知识的平
电控研究 篇6
【关键词】煤矿开采；选型；改进
综合机械化的采用是目前煤矿开采工作实现现代化、高新化发展的主要标志，也是提高煤矿生产效率、保障煤矿安全的核心内容。在工作中，要想保证生产的安全、高效，就必须要在工作中根据实际工作条件为基础，结合综合开采面选择合理的机械和设备，从而实现高效、安全采煤工作需求，并且与此同时要做好相关的管理和控制。
1.S150综掘机概述
随着社会生产力和科学技术的发展，我国机械工业也得到了长足的进展。综合机械掘进设备的应用日益广泛，也促使了综掘机设备的不断更新和升级。截至目前，综掘机设备的应用已经趋于普及，广泛的应用在很多煤矿开采生产中，但是截至目前仍然没有任何一种综掘机械设备能够完全适应各种有关地质条件和工作要求，这就需要我们在工作中对综掘机设备进行全面的分析与统计，以便于将综掘机的各项性能都能够得到有效的发挥，最终实现最佳掘进工作效果。S150综掘机作为目前较为常见的一种综掘机设备，其在煤矿开采工作中极为常见，也是应用广泛的设备。
1.1 S150综掘机概念
S150综掘机是悬臂式掘进机中的一种，是由履带行走、截割头钻进、耙抓装渣、中间运输等多个环节共同够成的，同时其在应用中还存在着调动行灵活、可靠性强、工作效率高、安全系数高、超挖欠挖量小等优势的一种掘进设备。目前，我们工作中常说的S150掘进设备是一种机重为44.6t，定位截割宽度为5.0m，机长9.0m，经济截割硬度≤80，机宽为2.8m装载能力为210m/h机高为1.8m，履带行走速度为7.1/3.5m/min，切割功率为150/80KW，履带板宽550mm，装机总功率216KW，履带接地压强0.14MPa，切割头转速23/46rpm，油箱容量500L，定位截割高度4.8m，供电电源：1140V50Hz（660V）的一种设备结构。
1.2 S150在煤矿开采中的应用优势
在过去的煤矿开采中，由于综掘机设备的采用不合理、不科学、不实际等问题造成的能源浪费，开采能力损耗以及综掘工作效率受损等现象时有发生，不仅造成了严重的工作效益影响，也给工作人员生命财产造成极大的威胁。因此，在目前工作中，根据各煤矿、各个采矿区和工作面的实际情况选择合理的采矿机械十分关键，也是保障工作顺利进行的主要手段。在目前煤矿开采工作中，采用S150掘进机进行工作与传统的S100，S200M掘进机相同，是通过以EZQ300型的第二运输机作为主要的自卸车、梭车和皮带运输机等配套设施共同进行工作，是一种掘进速度快、效率高、作业连续程度高以及安全系数高的综合设备，因此在目前的工作中被广泛的应用在各地煤矿开采工作中，成为煤矿开采中最为常见的一种机械设备。
2.S150在煤矿开采工作中常见的系统问题
S1501综掘机作为目前煤矿开采工作中较为常见的一种综掘设备，其主要应用于煤矿矿井巷道的开挖，适用于各种含有大量瓦斯和煤尘的矿井之中，一般来说，其在中电源碘盐都是以660V为主的，其频率为50Hz，主要是由于矿用隔爆兼本质安全的电气箱和矿产用本质安全的操作箱共同组成的。在应用的过程中，电气箱主要是用来控制综掘机油箱功能的，是实现过载、短路、漏电等问题保护和预防的主要手段，也是电气系统中实现回路控制、插拔控制的主要手段。但是在应用中由于容易受到外界因素的影响而造成了整个开关、元器件、接触器容易出现松动现象，从而损坏了整个回路控制器，甚至是造成电力系统整个环节出现熔断现象。一般来说，在目前的S150综掘机设备采用中，常见的现象主要包含有回路失灵、开关内缺少接触器回路等问题。
3.系统改造措施
基于上述工作中存在的种种问题，在目前的煤矿采掘工作中，做好S150综掘机的机电系统改进极为重要，也是实现整个工程工作顺利、持续、科学迈进的主要手段。目前，我们常见的系统改造要点有以下几个环节。
3.1硬件结构改造
在系统原主回路控制回路中增加一个主接触器KM3备用回路，油泵电机和备用电机控制接触器改用CKJ5/1140型接触器，控制电压AC220V，切割电机控制接触器采用250A；原三个变压器TC1、TC2、TC3由一个主变压器TC（输入ACl140V/660V，输出AC220V、36V、127V）替代；采用两个线圈控制电压为AC220V的交流中间接触器代替原有三个控制电压AC36V中间接触器；在PLC输出端连接小型36V继电器。
3.2 PLC电路设计
本系统采用FX2N一32M系列控制器，其输Ⅳ输出点数为16点，采用模块组件，其运行速度快、控制可靠、安装灵活、扩展方便、性能价格比高。主要性能特点为：
3.2.1可靠性高
I/O均采用光电耦合，二次电路设有C—R滤波器，防止混入输入接点的振动噪声和输入线的噪声引起误动作，具有很强的抗干扰能力，能用于较恶劣的环境。
3.2.2抗干扰性好
采用模块结构和软件控制，省去硬件开发工作，大大提高了系统的抗干扰性。
3.2.3通用性好
在不改变硬件的情况下，修改PLC的内部软件，可实现不同的控制要求，大大减少了调试工作量，提高了工作效率。
3.2.4增加接口板
增加RS-232BD接口板后，可方便地实现与上位机之间的通信。
3.3控制回路功能实现
前级馈电开关供660V三相交流电，操作隔离开关HK手柄，主固路有电；变压器TC得电，变压器副边供电后，PLC控制模块获得电源进行自动复位和程序装载动作，系统自动完成漏电检测和煤巷瓦斯检测正常以后；中间接触器JC1、JC2线圈接通36V电压，常开触点闭合，预警防爆电铃电路得电，照明回路有电灯亮，控制回路完成油泵电机、切割电机的启动准备动作。工作时，按下操作箱上的警铃按钮SB9后，启动油泵按钮SB2，小型继电器K1线圈得电，主接触器KM1线圈得电，油泵电机启动；按下远停SB1、或油泵停止按钮SB3，将停止油泵电机的运转。油泵电机运行以后，按下SB4，启动切割电机回路，继电器I/2线圈得电，常开触点闭合，切割接触器KM2线圈得电吸合，切割电机运转，按下SB5或SB1，切割电机停止工作。备用按钮在使用备用接触器时进行运行控制；系统的支护功能原理与原系统相同。为了更直观的显示油泵电机和切割电机工作状态，以及电机运行温度、负载情况，在操作箱内可以加装显示模块，通过上下翻页按钮操作可以很好的记录观测电机总体运行状况，以便更好地控制安全生产。
4.结语
近年来，随着社会生产技术的进步，各种新型产品不断涌现了出来，同时对于电气系统的改造与优化也提出了发展新要求。PLC作为目前电气控制系统中极为常见的一种，将S150综掘机电气控制系统利用PLC技术进行改造，使保护功能齐全，安全性能更加可靠，能满足各类煤矿巷道掘进生产的需要。
【参考文献】
[1]魏娟.机电一体化及其机械系统的设计特点[J].煤矿机械，2001，（07）.
[2]李军，付永领.多学科多目标评价及其在电静液作动系统中的应用[J].计算机集成制造系统-CIMS，2005，（03）.
[3]杨明，路琴.机电一体化的研究现状与发展趋势[J].农机化研究，2006，（08）.
[4]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造，2005，（06）.
[5]李军.绿色企业、绿色产品与机电一体化技术[J].工业工程，2002，（04）.
排水泵站电控系统分析研究 篇7
1.1 一般电控系统
1.2 半自动电控系统
1.3 全自动电控系统
2 电控系统原理图
3 泵站电控系统日常使用及维护
3.1 安全注意事项。
3.1.1电控柜必须可靠接地。
3.1.2电控柜必须与所控制的电泵相匹配。
3.1.3不允许在有易燃、易爆物的环境中使用, 同时不能在高湿度及有腐蚀性气体的环境中使用。
3.1.4严禁在没有切断电源的情况下, 对电控柜、电缆线、电气元器件等进行维护、保养及维修操作。
3.1.5电控柜一旦发生故障, 必须迅速切断电源, 由专业人员进行维护, 维修, 非专业人员不能操作电控柜。
3.2 日常使用保养
3.2.1 电控柜接线。
a、在电控柜的输入电源接线端上标有相应的输入三相电源接线标志 (A、B、C) , 在此接上相应的三相电源线, 在中线 (N) 标志接线处接电源中线, 在接地装置的接线处金额、接上接地线并保证可靠接地。b、在电控柜的电机接线端上标有响应的U、V、W或U1、V1、W1、U2、V2、W2标志, 将电泵的动力电缆线接到相应的接线处上。如电控柜上仅有U、V、W标志, 而电泵的动力电缆线两根标有U1、V1、W1、U2、V2、W2时, 其接线方法一般为U1、V2接到U上, V1、W2接到V上, W1、U2接到W上, 该接线为电机“△”接线方式。如电控柜上仅U、V、W标志, 而电泵的动力电缆线有两根或两根以上, 且接线标志上均为U、V、W时, 其接线方法应为将所有U标志线接到U上, 所有V标志线接到V上, 所有W标志线接到W上, 电泵电缆线上所有接地标志线接到接地装置上。c、在电控柜内有一排控制电缆接线排, 上面标有相应的接线标志;如K1、K2、K3、K4等, 将控制电缆线的响应标志线接到相应的接线排上。d、如电控柜配有水位控制或其它自动控制元件时, 根据该电控柜的原理图, 将相应的控制元件的引接线, 接到电控柜内相应的接线排 (接线柱) 上。f、在当接线遇到困难时, 可以向泰州泰丰泵业有限公司咨询。严禁非专业人员进行接线操作。g、所有接线必须连接接触良好, 紧固件拧紧无松动现象。当电泵第一次通电运行2小时后, 需切断电源, 将主回路与控制回路上的螺母等紧固件再次紧固, 以消除由于热、胀而造成的松动。
3.2.2 保养及注意事项
a、安装时, 应仔细校核铭牌所列各项数据是否合要求。按照随机文件中的电气原理图正确地将水泵的动力电缆线、保护控制信号线、电源线与电控柜连接 (在切断电源的情况下进行) 。b、特别注意自耦降压起动方式不能频繁启起动。自耦变压器一次起动时间不得超过15秒, 一分钟之内不得连续起动两次。连续三次起动时间不能小于10分钟, 每小时起动次数影小于12次。其它起动方式一般也不超过12次/每小时, 连续与频繁启停产生的冲击电流会影响电泵与电控柜的使用寿命。c、投入运行前要测试电网电压与功率因数是否符合要求, 检查使用环境是否符合要求, 严禁在有腐蚀性气体及易燃、易爆环境中使用。电控柜外壳应安全可靠接地, 并且需经常维护保养, 以防螺丝松动或灰尘污染, 影响使用, 影响安全。非户外型电控柜严禁户外安装使用。d、电泵在较长的时间的停止使用后再次运行前须检查电泵冷态绝缘电阻, 不低于5M (各相线之间地线间的电阻值) , 加热带控制电缆线其对地绝缘电阻应≥1.0M。f、软启动及变频控制的电控柜, 必须将电泵的动力线脱离控制柜后, 方可用兆欧表检查电机的绝缘电阻。否则会造成控制柜器件的损坏。g、不允许用兆欧表检查电泵控制电缆的K1、K2之间的阻值, 否则会造成热敏电阻的器件损坏, 也不允许用兆欧表检查WSK板的特性。h、电泵在运行期间 (如每天使用或近期常运行) 电控柜, 如不切断总电源电控柜使电泵的加热带在电泵停机后仍带电工作, 必须注意安全防止触电。如电泵长期不用, 电控柜必须切断电源。i、电泵控制柜在运行过程中如发现异常 (如电流异常、噪音异常、振动异常) 应迅速切断电源, 如因各种故障使控制柜自动保护动作, 必须先切断电源, 再分析与排除故障, 需排除故障后方可重新启动。j、检修电泵或控制柜, 必须切断控制柜电源。k、因故掉电后, 必须切断控制柜电源。检查故障原因后, 方可重新上电。l、新安装柜或经维修后的电控柜首次使用前以及每次保养均必须检查各处的紧固螺栓、螺钉是否拧紧, 各导线的接头处是否又松动现象, 固件、导线是否有脱落、松动现象。电控柜使用停机后, 应切断电源, 检查电气元件与导体是否又异常发热, 再次对各处的导体连接接头处的紧固件进行检查与拧紧。m、电控柜必须每半年检查、保养一次, 在使用频繁、环境恶劣及重要的工作适用场所必须适当增加检查频次, 用户应自行编制本产品的相关维护保养制度。n、电控柜电流整定值, 应保证电泵在正常状态能启动、运行, 不发生误动作 (一般为电泵额定电流至1.1倍额定电流之间) , 在发生过载运行其电流大于1.2倍额定电流或发生短路时应能可靠保护。
3.3 运输与存放
3.3.1运输时应摆放平稳并固定, 不可堆放。
3.3.2不得倒置, 倾翻及三级以上震动、颠簸和装卸冲击。
3.3.3不得随意拆卸电控柜。
工程机械电控系统先导匹配研究 篇8
1 电控系统原理
以某工程机械电控变速系统为例, 其原理如图1所示。各挡位均选用比例溢流阀作为先导, 进行调压, 互不干涉。充油时间由压力开关信号控制。比例溢流阀断电时, 先导处于溢流状态, 主阀芯在复位弹簧作用下处于初始位置, 主油路油液无法通至离合器, 整机未接入档位;比例溢流阀通电时, 先导处于非溢流状态, 主阀芯在先导压力作用下变换位置, 使得主油路油液通至离合器, 整机接入档位。控制速度和控制方向的比例溢流阀若各有一个通电, 整车将以相应的档位行驶。
2 电控变速系统先导匹配计算
比例阀不通电时, 先导油一直处于溢流状态, 为避免能量过多损失, 需设计相应结构限制先导流量, 图2为本文所示先导流量限制结构。
油液经变速滤芯过滤后, 需先后经节流孔a和节流孔b进入先导油腔。图2中1阀体孔径DK为7.4mm, 螺塞直径DL为7mm, 节流孔b直径为0.5mm, 因此, 螺塞与阀体孔径壁之间的距离为0.2mm, 小于节流孔b, 此处设计节流孔a的目的为:间隙过滤, 对节流孔b起保护作用。
节流孔a的通流面积Aa为
环形节流孔a可以等效为直径Da的圆形节流孔, 两者的通流面积相等, 因此
所以
变速系统共5个挡位, 控制各档位的先导比例阀相同, 因此, 以其中一挡对应的先导油路进行分析。比例溢流阀在不通电时, 阀芯全打开, 当按照指定电流进行通电时, 阀芯不同程度的闭合, 此处将其简化为可变节流孔, 简化后的原理图如图3所示。
比例阀选型时, 首先确定厂家, 选定满足系统压力要求的产品型号。此外, 不通电时, 先导流量需完全卸载, 背压尽可能小, 避免先导背压对主阀芯的影响。确定先导背压时, 首先应根据样本曲线得出比例溢流阀在不通电时流量与压差关系, 通过此关系, 可以计算出比例溢流阀此时通流面积Ac
1-阀体;2-螺塞;3-先导油腔;4-节流孔a;5-节流孔b
式中, Qc为先导油路的流量, m3/s;C为流量系数, 一般为0.6~0.65, 在此取0.625;△Pf为断电时比例阀进出口压差, Pa;为油液密度, 取900kg/m3。
如图4所示, 某型号比例阀流量Qc为5L/min时, 压降为1bar。计算得
比例阀断电时, 油液通流直径dc为
流经节流孔a、b、c的流量相同, 因此, 有如下关系
即
所以
在忽略先导油路其他压力损失的情况下, 节流孔a至c压差为33bar, 所以
通过计算知, 节流孔a、比例阀断电时通流处压差很小, 因此分析时可以忽略。比例阀断电时, 其阀芯全部打开, 此时先导油路的流量为节流孔b的流量
先导油路流量应小于所选比例阀额定流量, 此外, 为保证先导压力的稳定性, 系统能提供的先导流量要大于比例阀性能测试时施加的流量。
3 结论
工程机械电控系统先导比例阀匹配时, 首先应根据系统压力选定比例阀压力范围, 为保证控制效果更好, 在比例阀压力变化范围内对应的控制电流范围应尽可能大, 先导流量需根据比例阀合理匹配, 先导流量应小于所选比例阀额定流量, 此外, 为保证先导压力的稳定性, 系统能提供的先导流量要大于比例阀性能测试时施加的流量。
摘要：介绍了工程机械电控变速系统原理, 总结出先导比例阀匹配的原则, 提供了匹配计算相关公式, 为后续控制奠定了基础。
关键词：工程机械,电控系统,先导,匹配研究
参考文献
[1]李光飞, 刘桓龙, 邓斌, 等.液动力对锥阀振动特性的影响[J].机床与液压, 2014, (5) :28-30.
[2]路华鹏, 马彪, 李 漫, 等.军用车辆静液驱动冷却风扇系统设计[J].液压与气动, 2007, (5) :22-24.
擦窗机的电控系统设计与研究 篇9
目前国内外普通擦窗机大都采用继电器、接触器控制系统,其原理相对简单,技术比较成熟。但由于擦窗机的每一个动作都需要一套控制电路与之配合,中间继电器和时间继电器较多,触点也较多,且动作之间有互锁关系,使整个控制系统的体积相对较大。较多的电气元件及引线降低了系统的可靠性,增加了维修难度。本文以湖州喜来登酒店内弧上半圆用擦窗机电控箱为例,对用于异形建筑的擦窗机的电控箱进行了设计与研究。湖州喜来登酒店效果图如图1所示。
1 系统组成及工作原理
对于超高层建筑物来说,独立电缆传输信号方式有很多弊端,例如自重可能导致电缆断裂,自身的摆动将引起吊船(或操作平台)摇晃,大大降低了擦窗机的安全性。独立电缆这种方式与继电器控制系统配合时每个动作信号都需占用1根导线,吊船内操作信号的数量由于受到电缆芯数的限制而降低了吊船内的操作功能,当这种方式与可编程序控制器控制系统配合时因电缆自然悬垂没有屏蔽而引来弱电干扰,易造成误动作。
现在对于超高层建筑物用擦窗机都采用含电缆芯的钢丝绳。这种方式既避免了电缆断裂又可以将传送的信号有效地被钢丝绳屏蔽起来,大大增强擦窗机的安全性和可靠性。一般1根钢丝绳内藏2根电缆芯,而擦窗机大都采用4根钢丝绳工作,因此主机和吊船的连接线路最多为8根。湖州喜来登酒店内弧上半圆面擦窗机的电控箱,其设计难点在于吊船上的分控箱可用的线路少、控制要求多。整体控制系统的构成主要有:1个24点PLC(主控箱内,被分控箱共用)、2个40点PLC(主控箱1个,分控箱1个)及若干指示灯、按钮开关、继电器、接触器等,如图2所示。
其主要功能是控制下层和上层的4个电动机,每层的2个电动机,1个负责吊船的升降动作,1个负责吊船左右行走。每个电动机都有可以单独动作、同时联动和互相动作补偿功能,这就形成12种工作方式。2地还可以分别控制吊船,2个上极限限位开关、2个上限位开关和2个下限位开关都要起作用。吊船钢丝绳含有的8根电缆线路对采用继电器控制明显不够用,所以我们选择2个PLC串级控制,同时还要考虑线路的复用等问题,适应少线路实现多控制功能的要求。主要工作原理为把控制信号和限位信号等输入到前级40点PLC,利用PLC内部的逻辑计算等功能输出信号控制指示灯,同时把部分输出信号作为后级24点PLC的输入信号,后级24点PLC输出信号控制电动机接触器及相关指示等。
2 部件介绍
2.1 主控箱
主控箱安装在下层,主要负责决定开启哪个电控箱来控制吊船,同时也能单独控制吊船。主控电路如图3所示。主控箱内有控制电动机的后级PLC,主要负责4个电动机的正反转、急停切断主回路和吊船左右行走的行程限位控制及指示。闭合QF2开关后,电源处于接通状态,指示灯HL10亮,此时并没有给3个电控箱供电,需要那个电控箱控制,就按SB21(下层)和SB22(吊船)中的一个,两个开关存在互锁,只能有1个开关导通。同时,主控箱还包括分控箱的所有功能。
2.2 分控箱
分控箱安装在上层和吊船上。控制面板如图4所示。通过“两层同时动作”、“下层单动”和“上层单动”3个按钮,选择吊船运行方式。3个开关带指示灯、具有互锁功能。然后通过“左行”、“右行”、“上升”和“下降”4个行程触点按钮控制吊船行程,4个开关具有互锁功能。同时控制面板上还有各种控制开关、指示灯和报警器等。控制过程是:先按动“启动”按钮,控制面板上电初始化,默认两层同时启动,“两层同时动作”指示灯亮,按动面板下侧的“左行”、“右行”、“上升”和“下降”4个行程按钮之一,两层的电动机同时启动,带动吊船运行。也可按“下层单动”或“上层单动”单独启动1层电机,单层指示灯亮,然后可以操作行程按钮。
2.3 导线束
下层主控制箱和电动机之间线缆采用多芯线束航插接头联接。接插多芯线束有可选配合理线芯的束线和便于线路的分理2个特点。为使线路得到充分保护,主要线路用金属管屏蔽外界干扰。下层主控箱和吊船分控箱用钢丝绳(内含电缆线)连接。
3 指示灯及按钮功能
主控箱上有1个小控制面板,1个旋钮开关确定是否连接吊船;2个按钮开关对应下层和吊船2个控制箱的供电;2个指示灯指示相应开关是否导通,还有1个总电源指示灯。
在分控箱面板上有9个指示灯、10个开关和1个报警器,具体功能如下。
启动指示灯:指示系统状态。启动指示灯亮时,表明系统处于待命状态。
两层同时动作指示灯:此灯亮则系统处于两层电机同时待命状态,和两层同时动作按钮为一体。
上(下)层单动指示灯:当此灯亮时,表明系统处于上(下)层电机待命状态,和下层单动按钮为一体。
行走限位指示灯:当此灯亮时,表明左行或右行到达极限,自动切断此行走方向控制开关。
上升极限限位指示灯:当此灯亮时,表明限制上升冲顶的第一道保险——上升限位没起作用,吊船已经达到上升极限限位了,此时将会自动切断上升开关,吊船停止。
上升限位指示灯:当此灯亮时,表明吊船达到上升限位,将会自动切断上升开关,吊船停止。
下降限位指示灯:当此灯亮时,表明吊船下降碰到障碍物或者已经到达地面,不能再下降了,自动切断下降开关,此时吊船停止。
紧急停止按钮:擦窗机在运行过程中发生机械故障及特发事故时,紧急停机的开关,直接切断总电源。是手动复位型开关。复位后,控制系统恢复到刚闭合DF2总开关状态。
4 结语
本文介绍了一种多地、少线路控制多功能的电控箱设计方法,该电控箱设计采用两级PLC控制,适用于超高层建筑物擦窗机的电气系统,满足了两地分别控制同一台吊船要求,解决了少线控制多功能的问题。
摘要：对电控箱的主控箱和分控箱的控制电路及控制面板进行了设计与研究,控制电路采用2个PLC串级控制的方法,以湖州喜来登酒店擦窗机的电控箱为例,以控制面板简洁、通用为设计原则,对其设计与研究进行了阐述,实现了2地分别控制1台吊船及少线路进行多控制要求的功能。
关键词：擦窗机,电控系统,PLC
参考文献
电控研究 篇10
1掌握课程性质和特点
《汽车电控技术》是一门专业基础课同时又和实践联系非常紧密。课程涉及汽车构造、汽车电子、汽车理论等多方面的知识, 外加汽车电控技术的不断发展和进步, 各种先进的电控技术不断运用到汽车上来使得课程的教学必须要跟上汽车电控技术发展的脚步, 因此在教学中除了介绍基本原理、基本知识外, 还应将一些发展前沿的知识介绍给学生, 这对教师的素质也提出了更高的要求。学生在学习电控理论的基础上, 还应在实践方面进行强化。真正达到理论指导实践、服务实践的目的。
2教学内容的组织和安排
2.1教学体系和内容
《汽车电控技术》是在汽车构造、汽车电器等多门专业课程基础上开展起来的, 因此有很多共同的地方, 即存在交叉性内容, 如何处理交叉内容, 如何做好各相关课程交叉知识点的教学是需要引起关注和调整的重点。面对重复的内容, 对于学生而言有两种感受:一种认为几门课的老师都在讲同一个内容, 虽然内容一样, 但不同老师有不同的教学风格, 重复的讲有利于更深刻的理解和掌握这些知识;另一种认为, 同一个内容反复讲, 比较乏味, 没有新鲜感。面对如何处理好学科交叉内容的问题, 一方面相关学科的老师要做好沟通交流, 如何处理这部分知识, 另一方面, 重复的内容出现在不同的课程里, 其要求学生掌握的重点程度是不同的, 例如在《汽车发动机构造与维修》中讲到传感器知识, 主要是侧重于使学生掌握各类传感器的使用, 而在《汽车电控技术》这门课程中, 关于传感器的内容占整个教学内容的近三分之一, 需要学生理解传感器的工作原理并熟练掌握传感器的使用和检测。因此在实施课程教学的过程中, 教师在对教材进行总体把握的同时需要对教材进行分析和理解把其中比较分散的知识点进行重新整合, 使之系统化。无论是何种电控系统, 都有其基本的组成部分, 对汽车电控系统而言, 主要有三大组成部分:传感器、电控单元、执行器。正是这三大部分支撑起了电控技术的整个知识结构框架, 在教学的过程中, 针对三大组成部分各自的特点, 先做独立介绍, 达到纵向上的深入, 使学生可以循三大部分逐个进行深入学习, 再通过三大组成部分彼此之间的关系联系起来, 达到横向上的沟通, 使学生既掌握了每部分的知识又可以对整个电控系统全貌做到心中有数, 从而形成一个立体而全面的认识。
2.2强化实践实训教学, 明确理论教学指导作用
理论的学习最终都是要指导并落实到实践中去的, 实践教学是以培养学生综合职业能力为主要目标的教学方式, 尤其对高职学生更应强化实践动手能力的培养, 通过一定比例的理论教学环节, 让学生积累一定的基本知识, 再结合实践、实训, 在实践中强化理论知识, 学会用理论知识来分析和解决实际中出现的问题, 通过对问题的解决, 既能增加学生学习的兴趣同时也能帮助学生建立一种学习上的自信, 这一点对高职学生而言是非常重要的。通过实训, 使得学生在掌握汽车电控系统工作原理的基础上学会排除故障的分析方法和相关流程, 同时也使学生能在实际操作中发现自己的不足, 随后在理论学习中进行针对性的补遗, 从而达到理论和实际相辅相成的学习效果。另外通过实践和理论相结合, 也增加了学生学习电控知识的兴趣, 从而也更有利于教师教学工作的开展。
3教学方法和手段
3.1教学方法
在教学过程中, 采取何种教学方法是非常重要的, 针对高职学生应用性的学习目的及《汽车电控技术》课程原理多、知识覆盖广的特点, 也就决定了教学方法不应该是单一的, 本文在传统讲授法的基础上, 尝试融入了一些新的教学方法。
3.1.1 互动教学法
传统的教学过程主要采用的是讲授法, 即在整个教学过程中, 教师是起主导作用, 学生是知识的接受者即处于被动状态, 这种方法有其自身一定的优势但是也具有一定的局限性, 教学的对象是学生, 作为认知的主体, 不同学生的认知水平和能力是不同的, 如何调动学生学习的积极性和主动性, 如何做好互动, 如何使教学活动能更好的开展下去, 是教师必须要面对和解决的问题, 高质量的教学活动应该是一种教师与学生双方都积极参与的活动过程。因此在《汽车电控技术》的教学过程中, 结合一些典型知识, 尝试采用互动教学的方法是非常必要的。例如在传感器教学中, 用于发动机中的重要传感器有很多, 教师先做好示范和引导, 即先介绍一些典型的传感器内容, 然后针对后续要讲解的新的传感器, 先设定好问题, 让学生课后思考并且做好试讲准备, 在随后的课堂教学中, 先让学生走上讲台就自己课外对传感器的学习和理解, 把新的内容试讲出来, 学生讲解完毕, 由其他学生进行讨论和提问, 试讲的同学再进行解答, 最后由教师进行点评和总结。整个互动教学流程如下图所示。在提问交流这一环节, 通过学生提出的各种问题, 一方面促进他们对这些问题进行思考, 同时也让教师了解了学生对已学知识的掌握程度及他们面对新知识时分析和解决问题的能力。试讲的学生针对提问做出回答, 这实际上也加强了试讲学生对这一知识的理解。当然在整个交流的过程中, 可能有的学生提出的问题或回答是偏离了教学知识点本身的, 有的甚至发生了概念性的错误, 这时就需要教师进行适当的引导和纠正;但同时有的学生提出的问题也会给教师的教学带来新的灵感。教学的最终目的是要培养学生学习、分析和解决问题的能力, 通过这样的互动交流, 学生的综合能力都能得到提高, 同时也使教师更容易了解学生的所思和所想, 从而不断完善自己的教学。
3.1.2 比例——案例教学法
一般的案例教学法是选用典型案例作为介绍的对象, 在本文的案例教学法中, 加入了“比例”这一调节因素, 即除了对典型案例进行介绍外, 还按比例选取一些常用案例进行介绍。通过典型案例的引入, 可以帮助学生对一些汽车维修中遇到的特殊故障、疑难故障进行分析判断, 这样可以使学生扩展思路, 为以后维修中遇到疑难故障时, 积累一定的经验;通过比例加入常用案例, 主要是提高学生对常见汽车故障的快速判断和维修能力, 以满足高职学生以具体应用能力为主的学习目的。案例教学法的目的是提高学生分析问题和解决问题的能力。通过引入实际的案例, 更容易激发学生的兴趣和思考的主动性, 最重要的是在分析这些故障案例的过程当中, 让学生学会用已有知识来分析和解决实际的问题。比如在讲解发动机怠速过高问题时, 由实际情况可知, 引发怠速过高的原因可能是多方面的, 在排除机械等其他原因引起的故障后, 可以从水温传感器、进气道是否漏气以及节气门传感器等各重要电控原件及结构入手, 结合已学习过的相关知识来判断出故障的位置及原因。通过这种比例——案例教学的方式, 使学生能够借助平时所学, 采用一定的检测工具较迅速的判断出常见的故障点并予以排除, 同时在面对疑难故障时能形成一定的分析和解决问题的思路。选取的案例大多源于日常维修实际, 容易使学生产生一种身临其境之感, 更有助于激发学生的学习兴趣。在尝试这一教学方法的过程中, 得到了学生的积极响应, 并且收到了较好的效果。
3.2教学手段
3.2.1 采用多媒体技术
运用多媒体技术进行课堂教学可以将图、文、声、像融为一体, 构成一个较为立体的教学模式, 可以使学生在掌握知识时能获得更为直观的认识, 例如在讲解曲轴及凸轮轴位置传感器时, 在理论讲解这些传感器工作原理的同时, 配合相应的动画, 使得其工作原理更加直观, 学生理解起来也更为容易, 在有限的教学资源下, 通过借助一些相关的维修视频来弥补课堂教学的局限, 在这个过程中, 由于是多种方式的知识传导, 使得学生学习起来不再觉得乏味, 也有利于提高教学的质量。
3.2.2 查阅各种相关资料, 充实课堂教学内容
在教学的过程当中, 除了要讲一些基本知识及基本理论而外, 还应补充进一些与汽车电控技术相关内容的最新进展, 这部分知识虽然不是课程教学的重点, 但是通过适当引入一些电控技术前沿的知识, 一方面是激发学生兴趣, 使学生觉得学到的知识是有用的, 另一方面也能拓宽学生的思维。实际上学校的学习和社会的需要之间并不总是保持同步, 从某种角度讲, 甚至会有滞后, 如何能够更快适应社会发展, 更为重要的是一种学习的习惯和思维的模式, 这对学生的长远发展将是有利的, 当然这样势必会增加教师的工作量, 对教师的教学水平、专业水平也提出了更高的要求, 目前这种模式正在进一步的尝试和探索中。
3.2.3 密切关注学生心理
在教与学的过程当中, 学生是学习的主体, 然而学生之间又存在个体的差异, 在课程教学的过程中, 教师可以通过提问、作业、考试等多种方式对学生的学习能力进行考量。另外也可以借助课余时间和学生进行交流, 从而更有利于把握课程教学的节奏和深度, 大多数的高职院校学生学习主动性不强, 相对的课前预习课后复习也做的不是很到位, 在教学过程当中, 除了要讲知识外, 还应多做学习方法的交流, 通过定期交流, 发现学生学习中的问题和遇到的困难, 不断调整自身教学方法并结合高职学生学习特点, 帮助学生纠正不良学习习惯, 培养适合自己的学习方法和习惯, 真正达到授之以渔的教学目的, 另外进入专业课学习阶段尤其是汽车电控这类对汽车综合知识要求比较高的课程的学习时, 随着内容的不断深入, 学生的畏难情绪也逐渐显现, 在情绪上多体现为焦虑、急躁、盲目, 在这种情况下, 教师更应关爱学生, 加强学生学习心理辅导, 帮助学生克服一些不良情绪, 使学生能以更为乐观及积极的心态进行学习, 在日常教学和与学生交流的过程中注意建立起和谐的师生关系, 使整个教学过程得到良性发展。
摘要：高职教育的特色之一就是关于课程的教学, 《汽车电控技术》是汽车检测与维修专业的一门主干课程, 具有实践性强、理论知识点多等特点。根据课程的性质和特点, 在教学内容的组织安排中, 从教学体系、教学内容、实训与理论的关系等方面进行了一些改进, 并在传统教学方法的基础上尝试采用互动教学法、比例——案例教学法等先进教学方法, 坚持以学生为主体采取多种教学手段相结合的方式对课程教学进行了一些初步的研究和探索。
关键词：汽车电控技术,课程,教学方法,教学手段
参考文献
[1]李定清.构建高职实践教学体系的基本思路[J].中国职业技术教育, 2007, 264 (8) .
[2]米伟哲.案例教学法在工程实践教学中的应用[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (3) .
[3]储争流.高职院校学生学习特点及教育对策探讨[J].湖南科技学院学报, 2010, 31 (1) .
[4]姬兴华.高职教育办学“特色”与“质量”辨析[J].中国高教研究, 2009.
电控研究 篇11
关键词：矿井交流提升系统PLC电控系统
0引言
在我国，采用交流提升系统的矿井占85％以上.其中绝大部分目前仍采用继电器一接触器控制的电控系统，其控制特点：①采用绕线式异步电动机转子回路串电阻调速系统；②采用继电器一接触器有触点式电控系统；③采用机械式或机电式行程调节器实现运行状态的控制：④采用晶闸管制动电源装置实现直流动力制动或低频发电制动等；
这种控制的缺陷也是非常明显的：①这种调速方案是有级调速，属转子功率消耗型调速方案.在加速阶段和低速运行时，大部分能量《转差能量》以热能的形式消耗掉了，因此，电控系统的运行效率较差。②电控系统采用继电器一接触器有触点的电控系统，这种控制系统占地面积大，电磁干扰大且继电器和接触器的机械触点烧蚀快：③无论采用直流动力制动或采用低频发电制动，总需要设置辅助电源和定子绕组的二次切换操作，由于矿物的密度不同，箕斗的实际装载量不是一个恒定值，常常出现停车不准确甚至提前停车现象：④缺乏故障自诊断功能.由于连线复杂，出现故障不易查找等。
结合我国目前提升电控系统的具体实际，新型的PLC技术与传统的电控系统相结合应是一条适合我国国情的道路。应用PLC扩展网络功能，可以充分利用现有设备，将提升控制、监测功能复合到一个系统。
1PLC技术的发展概况
现代的PLC技术是计算机技术与传统继电逻辑控制技术相结合的产物。它从产生到发展至今，短短20多年，就经历了一系列深刻的变化，不但占领了已过时的继电器系统与常规电子系统的广大市场，并且和现代各种微机控制系统也展开了激烈的竞争，掀起了一场“控制设备的革命”。目前，几乎每个工业领域都有应用，可以说，PLC与工业机器人、数控机床一道，已成为现代工业自动化的三大支柱。
从发展方向来看，目前，PLC正朝着2个方向发展：一个是大型化、高可靠性、多功能；另一个是小型化、低成本、简单实用。
1.1大型化.主要是在网络技术的支持下朝着DCS方向发展，实现多个PLC，多个I／O机架的互联，向上实现与上位机，LAN等的通信：
1.2高可靠性.采用冗余技术，增加容错功能等措施可以大大提高系统的可靠性：
1.3多功能；
1.4小型化、低成本、简单实用；
1.5编程及监控手段的不断改进。PLC的编程语言在原有的梯形图语言，顺序功能块语言和指令表语言基础上，不断丰富和向高層次发展，编程工具也丰富多样。
2PLC技术在矿册提升系统的应用与研究
目前，基于PLC技术的电控系统，我国已有一些成功应用的例子，如洛阳中信重机自动化工程有限责任公司选用Siemens公司的S7系列PLC研制开发生产的矿井提升机PLC电控系统成套设备天津电气控制设备厂研制开发生产的采用美国通用电器公司GE 9030系列PLC的TKD-PC系列和TKM-PC系列矿井提升机成套电控系统；这些采用PLC技术和新型电控系统都已成功地应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势.但是，这些新型的电控系统，仍存在一些缺陷，主要是：①缺乏完善的网络通信功能；②PLC器件的通用性问题；③在运用先进的控制策略与PLC技术相结合方面还做得不够。
3PLC技术在矿井提升系统的应用前景
鉴于传统矿井提升控制系统所存在的缺陷，而现有的PLC提升电控系统又不尽完善，考虑到交流提升系统在我国的普遍性。对PLC技术在我国矿井提升电控系统的应用前景，可作如下展望：今后基于PLC技术的提升电控系统，一方面将对现有电控系统进行功能扩充，如采用网络通信等；另一方面将研究先进控制技术及策略与现有电控系统相结合的可能性，有可能针对具体的回路，实现局部回路的智能控制，如模糊控制等，从而进一步提高我国矿井提升电控系统的现代化水平。
3.1网络通信由于网络通信是一项很重要的功能，是现代控制系统的发展方向。因此，可以预见，在不久的将来，矿井提升电控系统也将有此功能并不断发展和完善它.网络通信，首先涉及的就是通信环境的建立，最简单的情况，就是利用PLC本身提供的专用通信模块，组成上下位机控制系统，实现参数的传输。
3.2 PLC标准化根据PLC的设计标准，采用开放式的设计模式，将统一规范的总线、结构、编程方式、语言规则在行业内推行，做到用户接口标准化、网络协议标准化、编程接口标准化、编程语言标准化。
3.3智能控制由于提升系统本身的复杂性，使得系统精确的控制模型难于建立，导致传统的电控系统存在控制不准确的缺陷.随着硬件技术的不断发展和先进控制策略的不断引入，有可能首先对提升电控系统的部分回路，实现智能控制，从而提高系统的控制精度。
4结语
中药材移栽机电控系统的研究 篇12
中药材种植在我国有着数千年的悠久历史, 现已成为我国重要的特色经济产业之一。据统计, 目前我国与中药相关的产业每年的产值规模已超过4000亿元。但与产业规模快速发展相对应的却是我国中药材的种植方式十分落后, 绝大部分作业环节仍以手工作业为主, 机械化程度相当低。其中人参、三七等多年生的草本中药材移栽设备的研究在我国仍属空白, 药农们迫切要求使用高质、高效的中药材移栽设备来提高作业质量和作业效率, 降低工作强度和作业成本。
研究中药材移栽机最先要解决的问题就是满足农艺要求。中药材移栽有着自已特殊的要求:药苗栽种行距和株距都相对较密, 行距一般为150~200mm, 株距160~220mm;中药材移栽的畦床宽度较大, 一般为1200~1600 mm, 每排栽种6~10株;药苗一般需要平放在土面上, 并且横排和纵行要求非常整齐, 以便收获时根系不至于互相缠绕;药苗栽好后需要用30~50mm厚的土壤完全覆盖。
传统的果蔬移栽机采用连续作业方式, 栽种行数多为2~4行, 行距400mm以上, 对横排的整齐程度要求不高, 种苗为直立式栽种, 根部以上露出地表。从以上的描述中可以看出传统移栽机只能满足普通水果和疏菜移栽农艺要求, 无法满足根茎类中药材移栽的需要。因此, 研制专用的中药材移栽机是解决中药材机械化移栽这一困难的关键。
1 基本功能和要求
经过对比, 课题组制定中药材移栽机的技术方案, 主要工作部件包括机架、发动机、行走部件、开沟部件、取苗栽苗部件、镇压部件、苗盒、电控系统和传动部件等。
除各工作部件性能要满足中药材的移栽农艺要求外, 中药材移栽机的作业方式为间歇式。即工作时当每个种苗盒内都装入种苗后, 机器开始行进和运转, 并完成开沟、取苗、栽苗、覆土、震压等一个移栽过程的全部环节。然后机器停止行进和运转。这时重新向每个种苗盒内装入种苗, 并重新运转机器重复前一次动作。这种作业方式的好处在于有足够的时间保证每个苗盒内均能放入药苗, 并到达指定位置, 再由工作部件同时完成各个苗行所对应的下续工序。这样就能最大限度保证移栽时横排的整齐度。
1.发动机2.发电机3.机架4.中间轴Ⅱ5.四槽皮带轮6.中间轴I 7.电磁离合器
为了满足中药材移栽机的这种性能要求, 课题组研制了电控系统, 该系统由发电与电磁离合器部件、电控装置、接近传感器和行程开关构成, 通过与机械部件配合使用, 可实现移栽机间歇式工作, 能够保证根茎类中药材移栽横排的整齐程度要求, 并且具有结构简单、可靠性高、制作成本和运营成本低的特点。
2 发电与电磁离合器部件结构
电控系统的发电与电磁离合器部件由柴油发动机、发电机、中间轴Ⅰ、中间轴Ⅱ和电磁离合器构成。
其中柴油发动机和发电机安装在移栽机的机架上, 柴油发动机输出轴上安装的四槽皮带轮通过皮带轮分别与发电机和中间轴I上的皮带轮相联。电磁离合器安装在中间轴Ⅰ和中间轴Ⅱ之间。发电机通过电线与电磁离合器、接近开关、行程开头和控制器等相连。
3 控制器结构
电控系统的控置器由继电器Ⅰ、继电器Ⅱ、继电器Ⅲ和多个中间继电器 (数量与接近开关数量相同) , 具体接线方式如图2所示。控制器分别用导线与发电机、接近式传感器、电磁离合器、行程开关连接。电控系统的接近开关安装在苗盒侧壁上, 每个苗盒上安装一个, 通过接近开关的感应作用可以探测苗盒内是否有药苗投入。
4 电控系统工作原理
移栽机工作时, 首先启动柴油发动机, 柴油发动机通过传动皮带带动发电机和中间轴Ⅰ开始运转, 发电机发电并为各电子元器件供电。这时将药苗分别投入各个苗盒内, 当每个苗盒内都装入药苗并被接近开关感应到后, 控制电路Ⅰ中的全部中间继电器均接通, 控制电路Ⅰ导通, 继电器Ⅰ接通并自锁, 电磁离合器回路通电, 电磁离合器吸合。柴油发动机传递给中间轴Ⅰ的动力经电磁离合器传递给中间轴Ⅱ, 并驱动机器的行走部件和工作部件运转, 依次完成开沟、取苗、栽苗、覆土、震压等作业环节。这时, 工作部件上安装的压块运动到行程开关上方, 并将行程开关压下, 控制电路Ⅲ导通, 继电器Ⅲ接通并自锁。当压块越过行程开关后, 行程开关弹起复位, 由于这时的继电器Ⅰ和继电器Ⅲ均处于接通状态, 因此控制电路Ⅱ导通, 继电器Ⅱ接通并自锁。而控制电路Ⅰ和控制电路Ⅲ中的继电器Ⅱ通电后均为断开状态后, 因此控制电路Ⅰ和控制电路Ⅲ断开, 进而控制电路Ⅱ也断开, 电磁离合器脱开, 控制器又恢复到原始状态, 一个作业循环结束。若想使机具再次运转, 需要重新向苗盒内投放药苗。
SQn第n个接近开关;Jan第n个中间继电器;J1继电器Ⅰ;J2为继电器Ⅱ;J3为继电器Ⅲ;4电磁离合器;SB行程开关。
5 结论
田间试验表明:本课题组自主研制的中药材移栽机由于安装了电控系统, 通过控制器、接近开关 (传感器) 、电磁离合器与行程开关的配合使用, 使移栽机实现了间歇式的工作方式, 最大限度保证移栽时横排的整齐度, 并消除了漏栽缺苗现象的发生。并且具有结构简单, 可靠性高, 制作成本及运营成本低特点。
参考文献
[1]张茜.陇西县中药材产业发展模型分析及建议对策[D].西北农林科技大学, 2014.
[2]左聪.中药材价格的疯涨效应[J].中国药店, 2011 (07) .