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1 系統(tǒng)的組成
系統(tǒng)是在不改變液壓系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行的,其硬件框圖如圖1所示。
本節(jié)能控制系統(tǒng)采用了負(fù)荷傳感,即以液壓系統(tǒng)壓力為判斷信號(hào),判斷挖掘機(jī)的工作狀態(tài),由微機(jī)根據(jù)挖掘機(jī)所處的不同狀態(tài),通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的輸入出,進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén),使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在要求的轉(zhuǎn)速附近,以達(dá)到節(jié)能和實(shí)現(xiàn)其它功能的目的。
挖掘機(jī)配件大全由硬件框圖可知,控制系統(tǒng)硬件的系統(tǒng)由單片機(jī)、I/O接口電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示報(bào)警和光電隔離電路等部分組成。
1.1 單片機(jī)系統(tǒng)
單片機(jī)采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)。該芯片不僅具有MCS51系列單片機(jī)的所有特性,而且片內(nèi)集成有2K字節(jié)的電擦除閃存(Flash ROM),價(jià)格低,目前性能價(jià)格比較高的單片機(jī)芯之一。
AT89C51的工作頻率為6~40MHz。本系統(tǒng)利用單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器外加石英晶體構(gòu)成時(shí)鐘源,為了工作可靠,晶體振蕩頻率選為12MHz。
為了滿(mǎn)足控制接口的需要,本控制器又?jǐn)U展了一片I/O口芯片,選有1C55,這有兩個(gè)可編程的8位并行I/O口PA和PB、一個(gè)可編程的6位并行I/O口PC,通過(guò)設(shè)備其命令狀態(tài)寄存器中的控制字來(lái)將它們分別定義成輸入/輸出口。
1.2 輸入電路
輸入電路由壓力變送器、速度傳感器、油門(mén)開(kāi)度傳感器、動(dòng)力模式選擇開(kāi)關(guān)和參數(shù)設(shè)定開(kāi)關(guān)等組成。
其中,壓力變送器(CYR-1A型)負(fù)責(zé)采樣液壓系統(tǒng)的壓力(兩路),經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入89C51,經(jīng)過(guò)分析處理,來(lái)判別挖掘機(jī)的工作狀況,發(fā)出相應(yīng)的控制指令。
速度傳感器(磁電式)負(fù)責(zé)采樣發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,作為系統(tǒng)的反饋信號(hào)。由于磁電式傳感器的信號(hào)較弱,需要設(shè)計(jì)調(diào)理電路(轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的TTL)。另外傳感器安裝在挖掘機(jī)主軸齒輪(130齒)附近,如果直接接到89C51的中斷口(INT0),會(huì)使系統(tǒng)頻繁中斷,89C51工作繁忙,因此需要分頻。本系統(tǒng)直接利用了81C55中的14位減數(shù)計(jì)數(shù)器進(jìn)行130分頻,相當(dāng)于每轉(zhuǎn)來(lái)一個(gè)脈沖,避免了上述現(xiàn)象。
油門(mén)開(kāi)度傳感器檢測(cè)油門(mén)的位置,以便于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火起動(dòng)。它與油門(mén)的調(diào)速拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度對(duì)應(yīng),將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),與內(nèi)部程序設(shè)定值進(jìn)行比較,打開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān),控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)油門(mén)的調(diào)速拉桿從零位調(diào)到起動(dòng)位置。
系統(tǒng)設(shè)有高、中、低三個(gè)動(dòng)力模式選擇開(kāi)關(guān),相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率為全功率的100%、88%和65%.當(dāng)司機(jī)根據(jù)工作需要選定某一開(kāi)關(guān),計(jì)算機(jī)即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)使其穩(wěn)定在相應(yīng)的動(dòng)力模式下。其中,中檔是常用工作檔。同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)動(dòng)力模式檔,用該檔工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)-液壓泵系統(tǒng)處于最經(jīng)濟(jì)的匹配工作狀態(tài)。
另外,系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了對(duì)運(yùn)行參數(shù)如液壓系統(tǒng)的報(bào)警壓力與極限壓力、系統(tǒng)的采集時(shí)間、PID控制參數(shù)等進(jìn)行在線修改的功能。利用EEPROM的存儲(chǔ)功能進(jìn)行保存,以便下次開(kāi)機(jī)時(shí),系統(tǒng)仍按著調(diào)節(jié)好的參數(shù)運(yùn)行。操作者只要按下參數(shù)設(shè)置鍵與動(dòng)力模式選擇鍵的組合,即可完成修改。這種鍵盤(pán)的組合可以降低成本,減少面板的操作面積,提高系統(tǒng)的可靠性。
1.3 輸出電路
輸出電路的包括步進(jìn)電機(jī)、顯示器、工作指示燈與聲光報(bào)警等。其中,步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)的位置;顯示器顯示兩路液壓系統(tǒng)的壓力(3位,單位:MPa)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(4位,單位:rpm);工作指示燈指示司機(jī)當(dāng)前所選擇的動(dòng)力模式;聲光報(bào)警提示司機(jī)當(dāng)前液壓系統(tǒng)的負(fù)荷已經(jīng)超過(guò)所設(shè)定工作壓力,要求采取相應(yīng)的解決辦法
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