挖掘机速度控制系统
三一重机挖掘机电控系统技术资料
三一重机挖掘机电控系统技术资料1简介：液压挖掘机电气控制系统主要是根据发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将检测数据输入给挖掘机的专用控制器（Electronic Power System）, 控制器综合各种测量值、设定值和操作信号后发出相关控制信息, 对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。
电气控制系统具有以下功能:l 控制功能: 负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。
l 检测和保护功能: 通过一系列的传感器、油压开关、熔断器和显示屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。
l 照明功能: 主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。
l 其它功能: 主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。
2系统组成及原理:SY200C6挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。
2.1 电源部分系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源, 由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电, 以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器, 由钥匙开关控制, 以增加电源系统的安全性。
l蓄电池: 采用12V 120AH免维护型蓄电池, 2组串联。
l发电机：27V 35A交流发电机, 由柴油机自带, 内置硅整流电路及电压调节器, 带有频率输出。
D+为中性点电压输出端子, B+为电源输出端子, E为接地端子。
D+端子接充电报警灯, 在启动初状态, 当发电机电压尚未建立时D+端电压为0V, 充电报警灯亮, 蓄电池正电源通过报警灯灯丝流向D+端作为发电机的励磁电流, 使发电机迅速建立起电压并进入发电工作状态。
发电机进入发电状态后, D+端电压达24V, 充电报警灯熄灭。
l电源继电器：装于电瓶的正极控制总电源, 由钥匙开关控制, 以增加电源系统的安全性。
用于挖掘机行走的一种高低速自动转换控制阀
万方数据
２００８，４ ＣＭ＆Ｍ
工程机械与维修
１９５
用于挖掘机行走的一种高低速自动转换控制阀
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 戴晴华， 陈克雷， 肖飞 江苏省昆山市三一重机有限公司,215300 工程机械与维修 CONSTRUCTION MACHINERY & MAINTENANCE 2008，""(4) 0次
图２中的Ａ１、Ｂ１油口是从左行走马 达Ａ、Ｂ主油口接过来的反馈油路：Ａ２、Ｂ２ Ｉ位，行走马达调节器大腔回油，活塞处于 调节器右侧，行走马达处于低速工作状
左行走马达
油口压力Ｐｏ的合力与弹簧力凡相等。当 行走马达由高速切换到低速引起系统压 力Ｐｏ下降时，即使Ｐｏ回落到传以下，由 于觑的存在，行走高低速先导控制阀也 不会马上切换到ＩＩ位。只有当Ｐｏ低于系 统设定的压力下限Ｂ时，当Ｐｏ＜Ｆｔ，行走
油口是从右行走马达Ａ、Ｂ主油口接过来
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
态。当用户设定行走马达为高速行走时，Ｐ 油口处的压力为先导压力觑。对于高、低 速调节阀来说，当系统压力的４油口压力 Ｐｏ和弹簧力的合力小于既时，该阀工作 在ｌＩ位，系统从Ａ（Ｂ）油口过来的主压力 油通过高、低速调节阀推动行走马达调节 器的活塞杆，使行走马达在大流量状态工 作，从而实现高速行走。 当高速行走时遇到诸如爬坡等障碍 时，行走马达所受到的阻力必然加大，行
右行走马达
既
８
高低速先导控制阀才会切换到ＩＩ位。 通过增加行走高、低速先导控制阀， 可实现利用行走马达的系统压力控制行 走马达Ｐ油口压力的通、断，从而解决遇 到爬坡时造成行走高低速频繁切换的问 题。 （作者地址：江苏省昆山市三一重机有限 公司 ２１５３００）
挖掘机自动控制系统原理
挖掘机自动控制系统原理
挖掘机自动控制系统主要基于传感器、执行器和控制器三个基本组成部分来实现。
1. 传感器：传感器用于感知挖掘机的工作状态和环境信息，如位置、速度、力量、姿态等。
常见的传感器包括位移传感器、速度传感器、力传感器、陀螺仪等。
2. 执行器：执行器用于控制挖掘机的运动和动作，包括马达、液压缸、电机等。
通过控制执行器的运动来驱动挖掘机进行挖掘、转向、提升等操作。
3. 控制器：控制器是系统的中枢，接收传感器的信号并进行处理，然后输出控制信号给执行器。
控制器可以采用单片机、PLC、电脑等实现。
控制器根据预设的算法和控制策略，对传
感器信号进行处理和分析，然后根据结果生成相应的控制信号。
整个系统的工作原理可以简单描述为：传感器感知挖掘机的状态和环境信息，传输给控制器；控制器根据预设的算法和策略对传感器信号进行处理和分析，生成相应的控制信号；控制信号通过执行器驱动挖掘机的运动和动作，从而实现自动控制。
随着科技的发展，挖掘机自动控制系统采用了越来越先进的技术，如机器学习、人工智能等，以提高挖掘机的精度、效率和安全性。
韩国大宇挖掘机-Ⅲ 型 EPOS 系统
通知有前方动作。
当具备以上三个条件后, EPO S- 控制器将 根据主泵压力 (即行走负荷, 由压力传感器测得) , 来 实现 、 速切换, 当主泵的两个压力传感器中较大 者达到27M Pa 以上, 连续215s 后, 控掘机将切换成
速行驶; 当压力降到1310M Pa 以下, 连续215s 后, 将切换成 速行驶, 当压力在13～ 27M Pa 时, 将维 持原速。在满足了 速条件后, EPO S- 控制将输 出电流给高速伺服阀, 高速伺服阀的二次压力将推 动行走马达斜盘倾角改变活塞移动, 减小行走马达 的斜盘倾角, 以实现高速行驶。 412 自动怠速功能
所谓动力模式, 即可供选择的功率方式, 分 、 、 三速。当发动机起动后, 被自动设置为 速, 作 业时可根据需要按下监控板上的作业模式按键来选
器通过控制发动机控制马达来控制发动机转速, 油 择所希望的功率方式。动力模式的形成是由于 E2
门控制器的油门大小信号来自两个方面, 即来自燃 PO S— 控制器通过对发动机和主轴泵的控制, 使
图6
代表一种作业模式。EPO S— 控制器接受指令后, 便输出0—600mA 的电流, 给动臂优先液控阀, 液控 阀将输出0—219M Pa 的二次压力作用到动臂优先 阀 B P 上, 使 B P 阀产生节流作用, 从而多路阀的并 联通路变窄 (如图6示) , 在做复合动作时, 使液压油 优先通过动臂或铲斗, 使动臂或铲斗动作速度加快。 不同的作业模式, 动臂 (或铲斗) 与斗柄就会有不同 的速度比。 311 挖掘模式
图1
《建筑机械》1998年第8期
37
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挖掘机全功率控制系统原理框图
挖掘机全功率控制系统
在控制器内,已经把发动机特性曲 线输入到电脑板内部存贮器中。这条 曲线就是发动机油门开度与发动机对 应的理论转速之间的关系曲线,而发动 机转速传感器能够测出发动机实际的 转速。当操作人员给定了发动机的工 作模式后,也就相应给定了发动机的工 作转速,通过电脑板把一个相应的电信 号送给油门控制电机,使油门达到一定 的开度,同时电脑板也输出一个信号控 制比例电磁阀；当挖掘机开始工作后, 控制器对发动机转速进行实时采样,得 到发动机的实际转速,
功率控制过程简介
油 转速传感器 泵
发动机
执行器
控制阀
传感器 模拟量和开 关量显示 其它油路 手柄 控 制
反 控 制 馈
电脑板
油门拨盘
控 制 过 程 图
其它 传感器
经电脑板CPU单元对发动机理论转速和实际转速进行对比, 如果理论转速比实际转速小,说明发动机负荷小,也就是说 外负荷小,这时可以加快速度工作,也就是需要增大油泵排 量。此时,控制器就会增大控制比例电磁阀的电流来增大 油泵的排量；反之,如果理论转速比实际转速大,说明发动 机负荷大,亦即外负荷大,这时必须减小油泵排量,此时,控 制器就会通过减小控制比例电磁阀的电流来减小油泵的排 量。通过检测手柄压力传感器,实现自动怠速及自动怠速 解除功能；通过检测其它传感器,实现模拟量和开关量的 显示和实现故障报警功能。
通信接口电路
功率输出驱动保护电路
功率输出电路 驱动接口电路
中 央 处 理 器（带 12 位 A/D 功能的 MCU 片上系统） 驱动电路 模拟量信号采样调理及保护电路 开关量信号采样调理及保护电路
驱 动 器
油门执 行机构
电磁比例阀 电源电路
1～n 路
接模拟量传感器
挖掘机沃尔沃 EC210B-04电子控制系统
Vehicle Electronic Control Sys一te统m汽车机检测械设备电ww子w.al控lCA制Rtoo系l.c统om
旋转器 开关
开关
液压破碎锤
增压剪切器
选择 大臂浮子 开关 开关
发动机 转速 开关
行走
自动怠速 起动 流量 控制
选择 选择
开关 控制 压力
开关 开关
340mA
1900 rpm 发动机 ECU 动力换档阀
(4) 用起动钥匙不能关闭发动机时
中立／高速 紧急开关
VECU
手动 (Off VECU)
自动／手动 开关
电阻箱
Volvo Construction Equipment Korea Ltd.
800 / 1900 rpm
发动机 ECU 340mA
换档阀
发动机
Volvo Construction Equipment Korea Ltd.
EC210B-04-02
Control Circuit 控制电路图 一统汽车检测设备
JA2
JA26 JA49
JA25
JA1
JA48
JA24
23C1 23C2 23C3 23C4 23C5 23C6 23C7 23C10 23C11 23C8(A) 23C9(B)
EC210B-04-13
Machine Status Indication 机械状态指示装置
EC210B-04-14
Self Diagnosis Error Code 自诊断故障代码
EC210B-04-15
VECU 机械电子控制装置
EC210B-04-16
Display ECU - MDU 机械显示装置
挖掘机行走高低速切换控制方法及系统[发明专利]
![挖掘机行走高低速切换控制方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/aab8ee2f89eb172dec63b77f.png)
专利名称：挖掘机行走高低速切换控制方法及系统专利类型：发明专利
发明人：李文举,张磊,魏焕焕,杨正维,李岳华
申请号：CN202011547006.2
申请日：20201224
公开号：CN112681446A
公开日：
20210420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明还公开了一种挖掘机行走高低速切换控制方法，包括如下步骤：S1、检测挖掘机的行走速度，并与速度基准区段比较；S2、检测挖掘机行走马达的负载压力，并与压力基准区段比较；S3、检测行走马达的驱动状态信息；S4、当行走马达处于驱动状态、挖掘机的行走速度位于低速基准区段内且行走马达的负载压力位于低压基准区段内时，将行走马达的驱动模式控制为高速驱动模式；当行走马达处于驱动状态、挖掘机的行走速度位于高速基准区段内且行走马达的负载压力位于高压基准区段内时，将行走马达的驱动模式控制为低速驱动模式；否则，保持行走马达的当前驱动模式不变。
切换方便、平稳，可靠。
本发明还公开了一种挖掘机行走高低速切换系统。
申请人：中联重科土方机械有限公司,中联重科股份有限公司
地址：410000 湖南省长沙市高新开发区麓谷大道677号办公楼4015室
国籍：CN
代理机构：北京润平知识产权代理有限公司
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液压挖掘机的控制系统
无线遥控发射机对遥控系统的控制指令信号进 行编码、载波调制以及信号放大，然后通过其 自身的发射天线以无线电波的形式进行发射； 无线遥控接收机将接收到的无线电信号放大、 解调、译码、驱动后送给输出电路。工程车辆 上的各种机械转换元件在输出电路的控制下分 别驱动相应的执行元件及其传动机构，最终完 成各功能部件的预定动作，这些预定动作应能 够满足工程车辆正常工作要求。
液压挖掘机整机控制系统
1）液压油温度控制系统 2）液压挖掘机工况监测与故障查找系统 3）自动挖掘控制系统 4）无线遥控挖掘机
液压油温度控制系统
必要性：液压系统功率损失大部分转变为热量， 引起油温升高。其结果不仅使液压系统效率下 降，也加速油质恶化。据资料介绍，液压油温 度超过55度每升高9度，油液的使用寿命将缩 短一半。因此，应尽量避免液压油温度过高。
发动机的启动、熄火与油门控制、各工作装 置的控制、挡位控制、转向与制动控制等。
EPEC它是芬兰EPEC OY公司开发的一种控制系 统模块，是基于长期恶劣环境如高振动、大 温度变化和潮湿等条件下仍能正常可靠地工 作而开发的，具有高可靠性和安全性，目前 已广泛应用于工程机械、农业机械、工业设 备等诸多领域。
ห้องสมุดไป่ตู้
现代先进工况监测与故障查找系统列举
德国 德马克公司 ETM 、 ECS 德国 O&K公司 BCS 日本 日立建机公司 Dr.EX故障诊断系统
德马克公司
中小型挖掘机采用ETM系统。优势：数字显示 向司机显示设备主要运行状况 大型矿用挖掘机采用ECS（电子监测）系统。 优势：①能使司机坐在驾驶室就能对设备所有 性能进行彻底检查。②允许维修人员进入系统 将上次维修后的故障信息记录打印分析
挖掘机油门控制系统设计
自 动 化 技术 与 应 用 ２ ０ １ ３ 年 第３ ２ 卷 第０ １ 期
工 业 控 制 与 应 用
ｎ ｄ Ｕｓ ｔ ｒ ｖ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏＩ ａｎ ｄ ＡＤ Ｄ Ｉ ｌ ｃ ａｔ ｉ ｏ ｎｓ
移动 位移 。控 制器 控制继 电器 ＫＭ ｌ 、ＫＭ２的通断状 态 来切 换直 线 电机 Ｐ ４ （ 绿） 端 口、Ｐ５ （ 黄） 端 口与控 制信号 Ｐ ＷＭ 输出及 ＧＮＤ （ 地） 的连接状态 ， 从 而实 现直线 电机转 动方 向的改变 。控 制器通过 改变 Ｐ ＷＭ 输出信号 占空 比 来控 制直 线 电机转 动速 度 。
４ 软 件 设 计
软 件是基于 Ｃ ｏ Ｄ ｅ Ｓ ｙ ｓ （ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 软件 编程 的。Ｃｏ Ｄｅ Ｓ ｙ ｓ 是可编程 逻辑控制器 Ｐ Ｌ Ｃ的完整开 发环境 。 在Ｐ Ｌ Ｃ 编程 时 ， Ｃ ｏ Ｄ ｅ Ｓ ｙ ｓ 支持Ｉ Ｅ Ｃ
与地 连接 ， 端Ｅ ｌ Ｐ ４ 与Ｐ ＷＭ 输 出信号连接 ， 电机收缩 。当
３ ． ２ 直 线 电机
直线 电机选择 型号 为 ＫＥ Ｃ Ｍ—ｌ ５ ２ ４发动机 自动油 门 马达 ， 应用范 围主要 包括挖掘机 、发 电机组 、重型卡车 、
差值在范围［ ｅ １ １ ｉ １ ，ｅ ｍ ａ ｘ ］ 之间时， 程序直接返回， 不进行任
出Ｐ Ｗ Ｍ 驱动信号驱 动直 线 电机 转动 ， 进而带 动油 门拉 杆 线性 移动 。
增量 式 Ｐ Ｉ Ｄ控 制算法代码 部分如下 ： Ｋ Ｉ ：Ｋ Ｐ ＊ （ Ｔ ／ Ｔ Ｉ ） ； （ 积分系数 ）
挖掘机油门马达工作原理
挖掘机油门马达工作原理挖掘机油门马达是挖掘机动力系统中的重要部件，其主要功能是控制发动机的油门开度，从而实现挖掘机的前进、后退、加速和减速等动作。
下面将详细介绍挖掘机油门马达的工作原理。
挖掘机油门马达一般由油门踏板、油门电机和速度控制器组成。
油门踏板是挖掘机驾驶员操作的部分，通过踩踏不同的踏板位置来调节挖掘机的工作状态。
当驾驶员踩踏油门踏板时，传感器会感知到驾驶员的动作，并将信号发送给速度控制器。
速度控制器是挖掘机油门马达的核心部件，它负责接收驾驶员操作信号，并通过相应的控制算法来控制油门马达的工作状态。
速度控制器通常包含控制芯片、电路板和传感器等组成，通过不断调节油门马达的转速来控制挖掘机的速度。
当驾驶员踩踏油门踏板时，速度控制器会接收到驾驶员操作信号并传输给油门马达。
油门马达内部的电机会根据接收到的控制信号来调整油门的位置，从而改变发动机的油门开度。
油门开度的改变会导致发动机的供油量、转速和功率等发生相应变化，进而控制挖掘机的运动状态。
具体来说，当驾驶员踩踏油门踏板时，传感器会感知到踏板的压力变化并将信号发送给速度控制器。
速度控制器通过控制芯片将信号转化为控制马达的电压信号。
电压信号进一步被放大并通过电路板传输给油门马达的电机。
油门马达的电机根据接收到的电压信号的大小和频率来判断油门的开度，并通过内部的机械传动装置将转动的电机运动转化为油门的线性运动。
油门马达通过改变油门的开度来调节发动机的运转状态，进而控制挖掘机的速度和动力输出。
当油门开度增加时，发动机供油量增加，进气量增加，燃料燃烧更充分，发动机转速增加，挖掘机的速度增加。
相反，当油门开度减小时，发动机供油量减少，燃料燃烧不充分，发动机转速减小，挖掘机的速度减小。
此外，挖掘机油门马达还具有一定的保护功能。
当挖掘机的发动机超负荷运行或设备发生故障时，速度控制器会接收到相应的信号并对油门马达进行控制，从而降低发动机的负荷和功率输出，保护发动机和挖掘机的安全运行。
挖掘机的结构与工作原理
挖掘机的结构与工作原理挖掘机是一种广泛应用于土木工程、建造工程和矿山开采等领域的重型机械设备。
它主要由底盘、上部旋转机构、工作装置和控制系统等部份组成。
挖掘机的工作原理是通过液压系统驱动各个部件的运动，实现土方的挖掘、装载和卸载等操作。
一、挖掘机的结构1. 底盘：挖掘机的底盘是整个机器的基础，它由履带、行走机构和驱动装置组成。
履带能够提供稳定的支撑和牵引力，使挖掘机能够在各种地形和工况下灵便挪移。
2. 上部旋转机构：上部旋转机构包括发动机、液压泵、旋转支承和驱动装置等。
发动机提供动力，液压泵将机械能转化为液压能，旋转支承使上部机构能够360度旋转，驱动装置控制旋转的方向和速度。
3. 工作装置：工作装置是挖掘机的核心部份，包括臂、斗杆和斗等。
臂和斗杆通过液压缸的伸缩来实现伸、缩和旋转的动作，斗用于挖掘和装载土方。
4. 控制系统：挖掘机的控制系统由操作台、控制杆、液压阀和传感器等组成。
操作台上有各种仪表和控制按钮，控制杆用于控制机器的运动，液压阀控制液压系统的工作，传感器用于监测机器的工作状态。
二、挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理是基于液压系统的工作原理。
液压系统是通过液体的流动和压力传递来实现机械运动的一种技术。
挖掘机的液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀和液压油箱等组成。
1. 液压泵：液压泵是挖掘机液压系统的动力源，它将机械能转化为液压能。
液压泵通过旋转产生的离心力将液体吸入，然后通过压力将液体送到液压缸和液压马达等部件。
2. 液压缸：液压缸是挖掘机液压系统中的执行器，它通过液压力将机械能转化为机械运动。
液压缸由缸体、活塞和密封件等组成，液压油进入液压缸后，活塞向前或者向后运动，从而实现挖掘机各个部件的伸缩和旋转。
3. 液压阀：液压阀是控制液压系统流量和压力的装置，它根据操作者的指令来控制液压缸的运动。
液压阀有多种类型，如换向阀、流量阀和压力阀等，它们通过开启或者关闭液压通道来控制液压缸的运动方向、速度和力度。
全电控挖掘机控制原理
全电控挖掘机控制原理
1.系统采用模块化设计，采用微处理器控制，各控制单元之间进行信息交换，实现数据共享。
2.采用分级控制，即根据发动机转速、燃油喷射量和行驶速度的不同，将发动机划分为几个不同的工作区间。
3.发动机转速和喷油量控制采用了转速闭环调节方法，以达到发动机转速和喷油量精确匹配的目的。
4.为了保证整机工作质量，降低油耗和排放，在电控系统中增加了燃油质量跟踪系统和排放控制系统。
5.根据用户对整机性能的要求，可选择不同的操作模式，如标准模式、节能模式、经济模式等。
6.驾驶员可通过遥控器对发动机和液压泵进行独立的控制，以适应不同的作业工况。
7.操纵手柄上有三个按钮：起动（ON）、工作（OFF）和停止（OFF）。
在启动按钮下还有一个指示灯，当该指示灯亮时表示启动已完成，该按钮为开/关控制开关；在工作/停止按钮下有一个指示灯，该指示灯为工作模式控制开关；在停止按钮下有一个指示灯。
—— 1 —1 —。
挖掘机油门马达原理
挖掘机油门马达原理挖掘机油门马达是挖掘机动力系统中的一个重要部件，它通过控制挖掘机发动机的油门来调节发动机的转速，从而实现对挖掘机的速度和动力的控制。
在挖掘机的工作过程中，油门马达起着至关重要的作用，它直接影响到挖掘机的工作效率和性能。
挖掘机油门马达的原理主要是通过控制液压系统中的流体压力来实现对发动机油门的调节。
液压系统是挖掘机动力系统的重要组成部分，它通过液压传动来实现对挖掘机各个液压执行元件的控制，如油缸、液压马达等。
而油门马达就是液压系统中的一个关键元件，它通过调节液压系统中的油液流量和压力来控制发动机的转速。
具体来说，挖掘机油门马达是通过液压系统中的油门阀来实现对油门的控制。
在液压系统中，油门阀是一个由电磁阀控制的液压阀，它通过调节液压系统中的液压油的流量和压力来控制发动机的油门。
当操作员通过操纵挖掘机的油门手柄时，电磁阀会接收到信号，然后控制油门阀的开度，从而调节液压系统中的油液流量和压力，最终实现对发动机的油门控制。
在实际工作中，挖掘机油门马达的工作原理可以简单解释为：当操作员通过操纵挖掘机的油门手柄时，油门马达会接收到信号，然后通过油门阀调节液压系统中的流量和压力，从而控制发动机的油门。
通过这种方式，可以实现对挖掘机的速度和动力的精确控制，从而提高挖掘机的工作效率和性能。
挖掘机油门马达的原理是液压传动的一种典型应用，液压传动具有传动效率高、动力密度大、操作灵活等优点，因此在挖掘机等工程机械中得到广泛应用。
油门马达作为液压传动系统中的重要控制元件，其工作原理的稳定和可靠性直接影响到挖掘机的工作性能和安全性。
此外，挖掘机油门马达的原理还涉及到一些液压控制和电气控制的知识。
在液压控制方面，液压系统的工作压力、油液流量和流向的控制都对油门马达的工作产生影响；在电气控制方面，油门手柄的信号传输、电磁阀的控制和油门马达的反馈等都是影响油门马达工作的因素。
因此，要确保挖掘机油门马达的正常工作，需要对液压系统和电气系统等方面进行综合的管理和维护。
智能液压挖掘机控制系统的设计 基于PID方法的控制系统
智能液压挖掘机控制系统的设计: 基于PID方法的控制系统引言随着科技的不断进步，智能化控制系统被广泛应用于各种机械设备中。
在挖掘机行业中，传统的液压控制系统已经无法满足高效、精准的操作需求。
因此，本文将介绍一种基于PID 方法的智能液压挖掘机控制系统的设计。
背景液压挖掘机作为一种常见的建筑机械设备，广泛应用于土木工程、石油、矿山和农业等行业。
传统的液压控制系统通常采用经验式的控制方法，如手动操作和基于硬件的控制器。
然而，这些方法存在操作难度大、响应速度慢以及精度低等问题。
因此，开发一种智能化的液压挖掘机控制系统，以提高操作效率和精度，成为当前的研究热点。
PID控制系统的基本原理和特点PID控制系统是一种经典的控制方法，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
其基本原理是通过不断调整系统的输出，使其接近所需的目标值。
PID控制系统具有以下特点：1.比例控制（P）：根据当前误差的大小，按比例调整输出值，其作用是快速准确地将系统输出值调整到接近目标值。
2.积分控制（I）：根据过去的误差累积值，对系统的输出进行修正，以消除稳态误差，提高系统的稳定性和精度。
3.微分控制（D）：根据误差的变化率，对系统的输出进行修正，以抑制系统的超调和振荡，提高系统的动态响应性。
PID控制系统通过不断根据误差实施比例、积分和微分控制，使得系统的输出能够快速、准确地收敛到目标值，具有广泛的应用价值。
智能液压挖掘机控制系统的设计基于PID控制方法，设计一种智能液压挖掘机控制系统，旨在实现挖掘机的高效、精准操作。
该系统包括以下几个关键组成部分：1.传感器：通过安装在挖掘机的关键部位，如液压缸、传动系统和底盘等，实时获取挖掘机各项参数的信息，如位移、速度和压力等。
2.控制器：控制器是整个系统的核心，根据传感器获取的实时数据，通过PID控制算法，实现对挖掘机液压系统的精准控制。
3.执行器：执行器根据控制器的输出信号，控制液压系统的动作，将操作指令转化为具体的摆动、抓取或推动等动作。
挖掘机控制系统的PLC控制
挖掘机控制系统的PLC控制————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：个人收集整理勿做商业用途挖掘机控制系统的PLC控制摘要随着我国经济的高速发展，大规模土木工程建设越来越多,这就需要大量的土石方施工机械为其服务,而挖掘机作为土石方施工机械的一种，显得越来越重要。
本系统就是通过PLC实现挖掘机实物教学模型控制。
本文在介绍挖掘机的工作原理的基础上，采用PLC对下位机进行控制，包括硬件和软件的设计，实现了挖掘机的自动和手动控制，使挖掘机能够完成预先设计好的动作,提高工作效率，节约成本,把人从枯燥的工作中解放出来.在此设计的基础上,本文采用了组态王6。
52对挖掘机控制系统进行上位端设计，使操作人员对挖掘机进行远程监控，远离危险区域，避免在危险区域中施工造成不必要的人员伤亡。
最后本系统采取了相应的抗干扰措施,提高了系统的工作稳定性，使挖掘机达到了较为理想的控制效果。
关键词：挖掘机;组态王;PLC目录1 绪论 (1)1。
1 课题的背景 (1)1.1。
1 挖掘机的发展及应用 (1)1。
1。
2 挖掘机的现状及动向 (1)1。
1.3 挖掘机的分类 (2)1。
1。
4 PLC的发展及应用 (2)1.2 课题的目的和意义 (3)1.3 课题研究的主要内容 (4)2 挖掘机控制系统的硬件设计 (5)2.1 系统的工作原理 (5)2。
2 硬件设计的理论基础 (5)2.2.1 PLC的工作原理 (5)2.2.2 直流电机的工作原理 (7)2.3 PLC的选型 (8)2.4系统的资源分配 (8)2.5 系统的外部接线图 (9)2。
6 硬件的抗干扰措施 (10)3 挖掘机控制系统的软件设计 (12)3.1 PLC编程语言的概述 (12)3.2 挖掘机控制系统程序的设计 (13)3.2.1自动控制的设计 (13)3。
2。
2 手动控制的设计 (22)3。
挖掘机油门电机原理
挖掘机油门电机原理挖掘机油门电机原理是指控制挖掘机油门的电机的工作原理。
在挖掘机中，油门电机的主要作用是控制引擎的转速，从而控制挖掘机的运行速度和功率输出。
以下是挖掘机油门电机原理的详细解释。
1. 油门电机的基本原理挖掘机的油门电机通常是一种直流电机，它通过电流的方向和大小来控制转速。
当电流通过电机时，电流会产生一个磁场，该磁场与电机内部的磁场相互作用，从而产生转矩。
转矩会使电机的转子转动，最终驱动挖掘机的运动部件。
2. 油门电机的工作原理挖掘机的油门电机主要由电机控制器、油门传感器和执行器组成。
其中，电机控制器负责接收来自油门传感器的信号，并根据信号的大小和方向来控制电机的工作。
当驾驶员踩下油门踏板时，油门传感器会将踏板位置的信息转化为电压信号，并传递给电机控制器。
电机控制器会根据接收到的信号来控制电机的工作，以达到驾驶员对挖掘机速度和功率的要求。
在电机控制器中，通过调整电流的大小和方向来控制电机的转速。
当需要增加挖掘机的转速时，电机控制器会增加电流的大小，从而增加电机的转矩和转速；当需要减小转速时，电机控制器会减小电流的大小，进而减小转矩和转速。
3. 油门电机的控制方式挖掘机的油门电机通常有两种控制方式：手动控制和自动控制。
手动控制方式下，驾驶员通过踏下油门踏板来控制挖掘机的转速。
油门传感器会将踏板位置的信息转化为电压信号，并传递给电机控制器。
电机控制器会根据驾驶员的踩踏力度来调整电机的转速。
自动控制方式下，油门信号会通过挖掘机的自动控制系统进行处理。
自动控制系统会根据挖掘机的工况和运行要求来调整油门信号，从而控制电机的转速。
这种方式下，挖掘机的转速会根据工况的变化而自动调整，以提高工作效率和安全性。
4. 油门电机的应用挖掘机的油门电机广泛应用于挖掘机的驱动系统中，用于控制挖掘机的转速和运动。
挖掘机的油门电机还可以通过与其他传感器和执行器的配合来实现更复杂的功能。
例如，通过与行走电机的控制配合，可以实现挖掘机的前进、后退和转向功能；通过与液压系统的配合，可以实现挖掘机的附属设备和工作装置的控制。
轮式挖掘机行走原理
轮式挖掘机行走原理
轮式挖掘机是一种常见的工程机械设备，主要用于土方开挖、搬运和运输等工作。
其行走原理可以简单描述如下：
1. 驱动系统：轮式挖掘机采用内燃机进行驱动，通过变速器和传动系统将发动机的动力传输到行走系统。
2. 行走系统：轮式挖掘机的行走系统由驱动轮组成，每个驱动轮都有自己的独立驱动装置。
驱动轮通过液压马达带动，使挖掘机能够前进、后退以及转向。
3. 悬挂系统：为了适应不同地形和提高行走稳定性，轮式挖掘机通常采用独立的悬挂系统。
悬挂系统由弹簧、减震器和轴等组成，能够缓解由于不平坦地面造成的振动和冲击力。
4. 轮胎设计：轮式挖掘机上的轮胎通常是特殊设计的，具有较大的接地面积和较佳的抗滑性能，以确保挖掘机在各种地面条件下都能行走稳定。
5. 控制系统：轮式挖掘机通过操纵杆和操纵台上的各种按钮和开关来控制行走方向和速度。
操纵杆与液压系统相连，根据驾驶员的操作来调整液压马达的工作状态，从而实现行走的控制。
总体来说，轮式挖掘机的行走原理是通过驱动轮和悬挂系统来实现前进、后退和转向。
驾驶员通过控制系统来操纵行走方向和速度，从而完成各种工程作业任务。
挖掘机控制系统讲解
挖掘机控制系统讲解1．中心开式负荷传感系统原理图1表明中心开式负荷传感液压系统(OLSS)的原理。
图2是主泵工作的特性曲线，泵在一定转速下，工作点无论在哪条曲线上，它的纵、横坐标分别是压力和流量，两者的乘积就是功率。
图1中所表示的操纵阀是大为简化了的多路阀示意图，它由先导或机械手柄、踏板控制其开度。
阀芯在中位时，其中心油路是开放的，主泵回油从此通过，故称之为“中心开式”。
手柄、踏板开度增大时，阀芯A口、B口开度也按比例增大，工作油量增多，使阀中心开度减小、回油量减小；反之，回油量则增大。
射流传感器(以下称射流阀)装于多路阀回油路的末端，主阀开度越小，则回油量越大，射流阀的进、出油压差就越大，其输出压差(Pd-Pb)也越大；反之，此压差就越小。
在主泵上还装有负流量控制阀(NC阀)，当Pd-Pb压差增大时，它的开度就减小，使控制泵油压Pi减小、主泵输出功率减小；反之，输出功率增大。
该系统在发动机带动主泵空运转时，全部液压油通过主阀中心及射流阀回油箱，此时射流阀进、出油压差最大，输出压差Pd-Pb也最大，NC阀开度最小，控制泵的油压受到最强的节流，输出油压Pi最小，主泵伺服缸驱使主泵输出最小流量。
当人为操作控制手柄、踏板满负荷工作时，情况与以上相反，主阀回油量最小，主泵输出最大功率(见图2)。
当中度负荷工作时，控制主阀开度不大，主泵输出功率介于上述两种情况之间，按与其开度相适应的特性曲线工作(主阀开度大小决定工作的那条曲线)，以节省能量。
图3中的(a)、(b)、(c)分别是在空负荷、轻负荷和强阻力作业时该系统的节能效果图。
传统的恒功率控制只在最外特性曲线上工作，所消耗的功率由0abc四边形面积决定；中心开式负荷传感系统也可在最外特性曲线上工作，但当在空负荷、轻负荷和强阻力作业时，消耗功率由0123四边形面积决定，两者的面积差(图中影线部分)就是后者较前者所节省的能量。
2．负流量控制系统原理图4表示负流量控制系统原理。
液压挖掘机LUDV控制系统分析
３ 结论
为 了更 好地 适应 企业信 息化 的要 求 ， 特别是 更好 地 为企 业 提供 急需 的应 用 服务 ，根 据 Ａ Ｐ的服务 过 程分 Ｓ 析， 以实 现应 用 服 务 为 核心 ， 构建 ＡＳ Ｐ应 用 服务 平 台 ， 为机 械制造 企业 和用户 搭建 一个 提供 应用 服务 的平 台 ， 对 中小型企 业来 说 ， 有重 大 的实际意 义和应 用价 值 。 具
华 大 学 出 版社 、 普林 格 出版 社 ．０ １ 施 ２０．
３
【】 苗 剑 ， 飞 ， 豫 川 ． 用 服 务 平 台 的 系 统构 成 及 功 能 应 用 ｌＪ ２ 刘 宋 应 Ｊ ．
液 压 气 动 与 密 封 ，０ １年 第 ｌ ２１ ２期
机 进行 复合 动 作 的操 控性 能 和节 能效 果有 了很 大 的提
Ｔ Ｋ ｒ， Ｊ Ｋ ｅｇｒ Ｌ Ｗｉｃｃｓ Ｅ ｐｏ ｎ Ａ Ｐ ｓ ． ｅｎ ． ｒｉ ｅ， ． ｊ ｌ ｏｋ， ｘｌｒ ｇ Ｓ ａ ｌ ｉ
ｓ ｕ ｃ ｎ ｓｒ ｔｇ ： ｔ ｅ ｒｔ ａ ｐ ｒｐ ｃｉｅ ， ｐ ｏ ｏ ｉ ｏ ｓ ｏｒ ｏ ｒ ｉｇ ｔ ｅ ｙ ｈ ｏ ｅ ｉ ｌ ｅ ｓ ｅ ｔ ｓ ｒ ｐ ｓ ｉｎ ｆ ａ ｃ ｖ ｔ
泵排 量进 行 控制 ，使 泵输 出的 压力 比最 高负 载 压力 高 出一个 固定值 ［ ２ １ 样， 。这 所有 的操 纵 阀 阀 口的压差 就 可
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正流量挖掘机的电控系统
• 本系统由KC-MB-10控制器、OPUS46显示、油门控制单元以及 一些必要的模拟量、开关量传感器、模式电磁阀组、开关阀等组 成。通过对发动机和液压泵系统进行综合控制，使二者达到最佳 匹配，以达到明显的节能效果。
• 该装置主要实现四种工作模式的选择，自动怠速功能、柴油机转 速控制等功能。
86.5 87.0 87.5 88.0 88.5 Time(secs)
挖掘机速度控制系统
负荷传感＋功率限制
泵压力没有达到设定值时
➢ 当泵的压力也即a腔压力小于设 定值时，LB阀处于图示位置， 通道b与右侧变量缸相通。此时 泵的排量由LS阀控制，其工作 原理见“负荷传感+电控调节 ”部分。
➢ 当泵的压力继续上升时，LS信 号继续增强使LS阀继续下移， 但此时a腔压力已经大于设定值 ， LB阀将向下移动，遮断通 道b与右侧变量缸的通路。此时 泵的排量改由LB阀控制。
专题2--压力补偿阀的布置方式
阀后补偿
压力补偿阀可以布置在泵—操 纵阀—执行器—回油，整个液 压路线的任何处。
专题3--正流量控制系统电控
负流量控制系统输入信号xi的采样点在主阀的中位流量输出 端（主阀上的FL、FR口），相对于主阀的主油路来说是旁 通回路。
正流量控制系统的采样点为先导压力。输入信号xi的采样点
• 采取的方法：利用压力补偿器起均衡负荷作用，设计使得所 有阀杆进出口的压差都是相等的，与各执行器的负荷状况无 关。因为所有阀杆的进出口压差相等，所以各执行元件同时 动作时，通过各阀杆的流量只和该阀杆的行程（节流程度） 有关。当流量饱和时，与各执行元件负荷无关，根据各阀的 行程成等比例地减少去各路的流量。
在先导手柄的输出端（通过9个压力传感器） 。
正流量主阀上安装 的9个压力传感器， 用于检测先导压力
正流量主泵上只有 两个压力传感器 （前泵主压传感器
和后泵主压传感器）
各执行元件单 独动作时的速度由主 泵输出流量决定；复 合动作时总流量由泵 排量决定，相对速度 由阀芯的旁通阻尼分 配。
正流量系统与负流量系统的差别
专题1--流量饱和的基本概念
• 流量饱和：当多个执行元件同时动作，其流量需要超过泵的 供油流量
• 出现流量饱和的危害：只有低压执行元件能得到补偿，会出 现负荷较大的执行元件速度变慢，甚至停止。使得几个机构 不能同时动作，影响机械正常工作。
• 采取的对策：各执行元件都相应地减少供油量，对应各阀杆 操纵行程，按比例分配流量。
250
P2泵压力
200
150
100
20110414CLG925E_4.sif - CLG925E@armH_n.RN_4
50
该 区 域 为 斗 杆out加速过 程
0
85.5
86.0
斗杆油缸大腔压力 根据斗杆油缸位移计算出来进入斗
杆油缸小腔的流量大于泵输出的流 400
量和！不准确！无法判定启动过程 350
20110414CLG925E_4.sif - CLG9的25流E@量ar损mR_失n.情RN况_4！
300
Computed(L/min)
斗 杆 油 缸 小 腔压力
250
200
150
20110414CLG925E_4.sif - CLG925E@disp_arm.RN_4
100 50
1600 1200
正流量控制系统采用 控制器对整机进行新型 电气—液压控制，通过 发动机油门位置反馈、 发动机转速监控、功率 极限调节等电控手段 （ ESS 控 制 ） 和 主 泵 正 流量控制、使发动机功 率与液压泵功率实时匹 配，实现主机输出功率 对外负载的计算机控制， 达到挖掘机—外负载作 业系统的最优控制，是 挖掘机动力性和经济性 的完美结合。
85.5 86.0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30
计算曲线
Calculator_Arm out Q
根据斗杆油缸位移计算斗杆小腔进油流量
86.5
87.0
87.5
88.0
Time(secs)
Calculator_Q1+Q2
88.5
89.0
89.5
P1泵 流 量 +P2泵 流量
• 各种控制指令（包括显示屏控制指令）和检测信号以开关量或模 拟量）进入控制器后，控制器根据要求输出控制信号给受控元件， 达到控制的目的。
• 控制器将各种信号以CAN 2.0B通信的方式送入显示屏。通过显 示屏实现相关控制的操作、实时显示和报警信息提示。
1、模式按钮 2、转速调节旋钮 3、AI转速确认键 4、L转速确认键 5、S转速确认键 6、H转速确认键
40 35 30 25 20 15 10 5 0
2000
CLG925E最高档位斗杆out单动作测试 测试曲线 20110414CLG925E_4.sif - CLG925E@P1.RN_4
P1泵压力
400
350
Computed(L/min)
300
20110414CLG925E_4.sif - CLG925E@P2.RN_4
Q2(L/min) Q1(L/min)
armR_pi(MPa) disp_arm(mm) armR_n(MPa) armH_n(MPa) P2(MPa)
P1(MPa)
40 35 30 25 20 15 10 5 0
40 35 30 25 20 15 10 5 0
40 35 30 25 20 15 10 5 0
斗杆油缸位移
0 85.5
86.0
800
4Hale Waihona Puke 02.0 1.80 20110414CLG925E_4.sif - CLG925E@armR_pi.RN_4
1.6
4
1.4
Ratio
3
1.2
2
1.0
2
斗 杆 out 先 导 控制 压力
0.8 0.6
1
0.4
0
0.2
85.5 86.0 86.5 87.0 87.5 88.0 88.5 89.0 89.5
0.0
300 250 200 150 100 50
0
300 250 200 150 100 50
0
Time(secs)
20110414CLG925E_4.sif - CLG925E@Q1.RN_4
P1泵流量
20110414CLG925E_4.sif - CLG925E@Q2.RN_4
P2泵流量
Computed(L/min)