[实用新型]154吨电动轮微机控制和故障诊断装置

说明书

技术领域

本实用新型适用于154吨电动轮自卸车电气控制系统和故障诊断。

背景技术

随着大型水利工程建设和大型露天煤矿、铜矿的新建和扩产，大型运输设备需求市场在不断的扩大，而机械传动矿用汽车受传动部分加工难度大所限制，大型矿用汽车主要向电动轮方向发展，从最早的85T发展到了317.5T。我国的电动轮自卸车主要是108T和154T两个系列，国产108T由湘潭电机股份有限公司生产，154T主要还是依赖进口，其中电气系统一直依赖进口美国通用电气公司(G.E)的控制系统，该系统插件板多、检修麻烦、备件昂贵、供货周期长，影响自卸车的作业率。故决定在保证整车可靠性的前提下融入近年来大车上采用的新技术、新方法，研制开发拥有自主知识产权的154t电动轮自卸车电传动微机控制和故障诊断系统，新系统不仅与STATEXIII系统可兼容替换，而且可用于湘潭电机股份有限公司生产新型154t车。

实用新型内容

为了克服现有的154吨电动轮控制系统插件板多、检修麻烦、备件昂贵、供货周期长，影响自卸车的作业率的问题，本实用新型提供一种154吨电动轮微机控制和故障诊断装置，该装置车载电控子系统(又称下位机)主要完成自卸车的开关逻辑控制、自卸车牵引运行与制动过程的发电机和电动机的自动励磁调节以及故障信号的实时采集等功能；故障诊断机(上位机)主要完成车载数据的转储、通信、数据管理及故障诊断、维修指导、下位机参数设置等功能。

本实用新型的技术方案是：包括外壳、主板控制系统、功率放大器板、显示器、电源，所述功率放大器板、显示器、电源安装在外壳内，所述主板控制系统分别与功率放大器板、电源电连接，与显示器、手提式上位机串口连接。

所述主板控制系统可通过485接口与显示器联接。

车载电控子系统(又称下位机)主要完成自卸车的开关逻辑控制、自卸车牵引运行与制动过程的发电机和电动机的自动励磁调节以及故障信号的实时采集等功能；故障诊断机(上位机)主要完成车载数据的转储、通信、数据管理及故障诊断、维修指导、下位机参数设置等功能。控制程序全部烧录在主芯片F2812的Flash存储器中，运行时将全部中断程序加载到F2812的RAM中运行，避免频繁从慢速的Flash中取指令而影响运行速度，充分发挥F2812的性能。对实时性要求较高的程序，采用中断触发方式，确保实现对电动车的实时监控。模拟电源与数字电源隔离，外部电源与内部电源隔离，外部数字输入与数字输出通道与内部I/O隔离，DSP内置看门狗电路。

本实用新型的有益效果是，我们采用了一种新型的非线性控制器-自抗扰控制器(ADRC)的可行性，这种控制器不依赖于对象的数学模型，能够自动补偿对象模型的内扰和外扰，在未知强非线性、不确定强扰动以及大惯性大迟延的工况下都能保证控制精度，且其算法简单，适于数字化实现，不仅有理想的控制效果，且系统具有较强的抗干扰能力和鲁棒性，显示了极大的工程应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1(a)、图1(b)是本实用新型的整体外型图

图2是本实用新型的主板控制系统原理图

具体实施方式

以下结合附图将各部分进一步说明：

在图1(a)、图1(b)中，154吨电动轮微机控制和故障诊断装置由外壳(1)、主板控制系统(2)、功率放大器板(3)、显示器(4)、电源(5)、手提式上位机(6)组成。主板控制系统(2)通过485接口与显示器(4)联接，显示器(4)可以以数字、图表或曲线的形式显示系统的电压、电流、车速、柴油机转速等参数。外部输入+18VDC～+36VDC至开关电源模块，此电源具有长期短路自恢复、欠压保护等优点。

在图2中，主板控制系统(2)包括有主CPU芯片、模拟量输入电路、34路开关量输入、3路脉冲输入、28路开关量输出2路PWM方式模拟量输出、电源电路与复位电路、串行口接口和电路手提式上位机(6)组成，

根据154T电动轮自卸车的技术要求，车载电控子系统(又称下位机)主要完成自卸车的开关逻辑控制、自卸车牵引运行与制动过程的发电机和电动机的自动励磁调节以及故障信号的实时采集等功能；故障诊断机(上位机)主要完成车载数据的转储、通信、数据管理及故障诊断、维修指导、下位机参数设置等功能。

手提式上位机(6)采用笔记本型PC机作上位机，采用FOR WINDOWS技术软件编程，不仅实现了PTU的全部功能，而且还可通过与下位机的通信，成功实现下位机的参数修改，这样，就实现了两级计算机控制系统上位机的管理功能。其基本工作原理是：本系统通过串口与下位机通信，下位机将采集的故障数据上传到上位机，上位机完成将数据转存到故障数据库及故障数据管理的功能，及时、准确地对154t电动轮自卸车的各种异常状态做出诊断，提高故障诊断的迅速性和有效性。同时，通过参数设置窗口修改下位机参数，通过串口通信，将修改的参数下传到下位机。因此，本系统从功能上分为实时监测、故障诊断和参数设置，从模块上也可以划分为界面设计，数据库设计和通信模块设计。