張春燕 馮婧

摘 要 CAN總線在當(dāng)今工程機(jī)械控制系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，加強(qiáng)CAN總線設(shè)計(jì)，可以有效提高工程機(jī)械運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。基于此，本文首先對(duì)CAN總線技術(shù)進(jìn)行相關(guān)介紹，進(jìn)而提出CAN總線在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 CAN總線 工程機(jī)械 控制系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)了電子技術(shù)和CAN總線技術(shù)的發(fā)展，CAN總線在當(dāng)今通訊行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、工程行業(yè)、電子行業(yè)等控制系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛。在工程機(jī)械控制系統(tǒng)中應(yīng)用CAN總線，具有成本低、適用廣、線路少、靈活性強(qiáng)、信息輸出量大、抗干擾性強(qiáng)。為了能夠全面推動(dòng)工程機(jī)械領(lǐng)域不斷發(fā)展，這就必須要加強(qiáng)對(duì)CAN總線布設(shè)方法的研究，從而提高工程機(jī)械運(yùn)行質(zhì)量和安全。

1應(yīng)用CAN總線的工程機(jī)械控制系統(tǒng)功能

1.1發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊主要是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止、預(yù)熱、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、節(jié)能、保護(hù)等控制功能，以及運(yùn)行時(shí)間、水溫、油壓等各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制當(dāng)中，過去都是采用步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)油門，需要在設(shè)計(jì)門電機(jī)安裝支架與拉索，針對(duì)安裝精度要求相對(duì)高，如果安裝不到位，則容易出現(xiàn)卡死問題。而采用電位計(jì)展開油門位置反饋，容易受到電壓波動(dòng)影響，控制轉(zhuǎn)速精度不高。這就需要采用CAN總線發(fā)送報(bào)文方法進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，通過對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，提高轉(zhuǎn)速控制的精準(zhǔn)性和可靠性。采用CAN總線，主控器能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、工作時(shí)間、溫度、壓力、運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)熱狀態(tài)等進(jìn)行全面監(jiān)控，不需要安裝傳感器，簡(jiǎn)化電氣線路。

1.2液壓控制模塊

主泵工具電比控制當(dāng)中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)，控制器可以針對(duì)機(jī)械當(dāng)前轉(zhuǎn)速、負(fù)載等控制為依據(jù)，對(duì)主泵極限控制比例電磁閥進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高功率的匹配性。CAN總線操作手柄與主閥的電比控，以CAN采集操作意圖，結(jié)合擋位、功率模式、發(fā)動(dòng)機(jī)確定主閥開度，這樣即可提高系統(tǒng)的可靠性，簡(jiǎn)化了液壓控制管路。液壓信號(hào)采集主要包括的液壓油液位、溫度等信號(hào)，并通過設(shè)定閾值聯(lián)動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

1.3顯示模塊

采用CAN總線的顯示器模塊，主要是結(jié)合虛擬儀表顯示相關(guān)信息，不僅能夠加強(qiáng)挖掘機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速、水溫、油壓等數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)也可以加強(qiáng)參數(shù)設(shè)置、故障報(bào)警、保養(yǎng)信息等，加強(qiáng)人機(jī)結(jié)合。

1.4 GPS遠(yuǎn)程管理

定位：采用客戶端控制軟件，采用GPS定位系統(tǒng)來定位工程機(jī)械的位置。數(shù)據(jù)傳輸：采用CAN總線以及無線通訊技術(shù)，實(shí)施發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油壓、溫度等各項(xiàng)工作參數(shù)。故障報(bào)警：在信息中心即可查詢工程器械的工作狀態(tài)，并在終端顯示器上得以顯示。遠(yuǎn)程控制：如果工程機(jī)械運(yùn)行出現(xiàn)問題，可以通過系統(tǒng)終端發(fā)射機(jī)械所命令，此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)智能怠速工作，并且顯示器界面也會(huì)提出報(bào)警提示，加強(qiáng)對(duì)工程機(jī)械的控制。養(yǎng)護(hù)提示：在整個(gè)客戶端對(duì)液油壓、機(jī)油量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如果油量不足，可以通過顯示報(bào)警提示養(yǎng)護(hù)。

1.5常規(guī)控制模塊

常規(guī)控制模塊主要是非工程機(jī)械本身的系統(tǒng)控制，例如空調(diào)、刮水洗滌、工作照明系統(tǒng)等，同時(shí)也可以控制點(diǎn)煙器將、收音機(jī)、電路檢修、運(yùn)行信息系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等。

2 CAN總線下的電氣控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

電氣控制系統(tǒng)主要由兩大模塊組成，分別是控制器程序和顯示器程序，其主要表現(xiàn)在：

2.1控制器程序

在主控器上應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)，如BODAS-design等，在程序設(shè)計(jì)當(dāng)中采用程序模塊設(shè)計(jì)方案，主要包含主程序和各個(gè)子程序模塊。其中，主程序主要是負(fù)責(zé)系統(tǒng)初始化，對(duì)子程序模塊進(jìn)行調(diào)用。系統(tǒng)初始化主要是讓輸入輸出、CAN通道、通道參數(shù)設(shè)置等初始化。子程序主要是一些功能模塊，主要包括傳感器處理、傳感器標(biāo)定、油門標(biāo)定、發(fā)動(dòng)機(jī)控制（主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止、預(yù)熱、轉(zhuǎn)速等）、液壓控制（泵、閥控制等）、感應(yīng)轉(zhuǎn)速、PID模塊、參數(shù)設(shè)置（閾值設(shè)定）、故障/保養(yǎng)信息、CAN總線控制等。這些子功能模塊共同構(gòu)成了CAN總線系統(tǒng)的功能。

2.2顯示程序設(shè)計(jì)

顯示器的人機(jī)操作軟件開發(fā)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)功能操作的核心，例如BODAS-DCT等。顯示器主要的作用是通過操作界面實(shí)現(xiàn)參數(shù)顯示與管理、設(shè)計(jì)操作界面、切換控制界面、讀取CAN總線數(shù)據(jù)。這就需要設(shè)置工程機(jī)械運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)顯示模塊主要包括開機(jī)界面、程序操作主界面、機(jī)械狀態(tài)監(jiān)控界面、故障報(bào)警界面（也可以設(shè)置成彈出窗口）、故障記錄、養(yǎng)護(hù)界面、界面設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置。

主界面主要是顯示工程機(jī)械的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括油溫、油位、運(yùn)行溫度、轉(zhuǎn)速、工作時(shí)長(zhǎng)、系統(tǒng)電壓、工作模式等各類電壓信息。在具體使用過程中，如果運(yùn)行參數(shù)超過了閾值或需要養(yǎng)護(hù)，則會(huì)在顯示器右下角顯示報(bào)警信息或養(yǎng)護(hù)圖標(biāo)，同時(shí)蜂鳴器也會(huì)打開提醒，如果是嚴(yán)重故障問題，會(huì)直接在主窗口上彈出界面，提高工作人員的注意力。顯示器的旁側(cè)有多個(gè)功能按鍵和1個(gè)旋轉(zhuǎn)鈕按鍵，通過操作各個(gè)按鍵即可進(jìn)入到系統(tǒng)設(shè)置、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、查找故障信息、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、保養(yǎng)提示。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，CAN總線在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用也愈加廣泛。通過應(yīng)用CAN總線，讓工程機(jī)械運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定，簡(jiǎn)化了電氣系統(tǒng)，減少機(jī)械生產(chǎn)、運(yùn)行成本，并且通過遠(yuǎn)程管理極大的提高了檢修效率，值得進(jìn)一步推廣。

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