[发明专利]一种控制电控发动机的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制电控发动机的装置和方法，特别涉及可编程控制器（PLC）技术、电控发动机控制技术和现场总线技术，属于电控发动机技术领域和电气控制技术领域，适用于以电控发动机为动力、工况可调的工程机械和试验设备。

背景技术

一些非车用发动机不是直接使用油门踏板控制发动机的转速和扭矩，而是通过J1939报文向电控发动机的电控模块ECM直接发送转速、扭矩或油门开度来控制发动机的运转。发动机在出厂时必须在发动机台架上测试合格后才能发给客户。普通发动机台架不能向ECM发送J1939报文指令，所以不能在这种台架上测试所述的电控发动机。在原来的台架上使用本装置和方法，可以很好地解决这个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制电控发动机的方法和一种控制电控发动机的装置，通过网关把ProfiBus总线系统和CAN总线系统整合到一起，从而使隶属于ProfiBus总线系统的工控机可以把发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度的命令值发送给隶属于CAN总线系统的ECM，再由ECM控制发动机运转；同时，ECM也可以把发动机转速、扭矩、油门开度的实际值发送给工控机，从而实现对电控发动机的监测和控制。

本发明的技术方案：本发明的控制电控发动机的装置包括带触摸屏的工控机、可编程控制器PLC、网关、电控发动机的电控模块ECM、转速传感器、喷油器和油压控制阀，工控机通过ProfiBus总线与PLC连接，PLC通过ProfiBus总线与网关连接，网关通过CAN总线与电控模块ECM连接，电控模块ECM通过发动机线束与发动机的传感器、喷油器和油压控制阀相连。

所述PLC包括：

参数打包模块：用于把发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度的命令值按J1939协议的格式打包；

输出缓存模块：用于存放从工控机HMI读取的发动机控制模式、转速、扭矩和油门开度命令值的数据包，ProfiBus-J1939网关从所述的输出缓存模块读取所述的发动机控制模式、转速、扭矩和油门开度命令值的数据包；

输入缓存模块：用于存放从ProfiBus-J1939网关发来的发动机转速、扭矩和油门开度实际值数据包；

报文解析模块：PLC把存放在输入缓存模块的发动机转速、扭矩和油门开度实际值的数据包经解析后发到工控机进行显示。

所述的工控机包括命令参数输入模块和状态参数输出模块；

命令参数输入模块：建立输入框，输入发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度的命令值；

状态参数输出模块：建立转速、扭矩、油门开度实际值输出框；

本发明的控制电控发动机的方法，步骤如下：

1）人工通过工控机的触摸屏输入发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度；

2）PLC把从工控机读取的控制模式、转速、扭矩、油门开度放入PLC内的输出缓存模块；

3）ProfiBus-J1939网关从PLC的输出缓存模块读取控制模式、转速、扭矩、油门开度；

4）网关通过CAN总线把发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度发给发动机电控模块ECM；

5）ECM获取发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度命令值参数，ECM再按指令值控制发动机的运转；

6）ECM把发动机转速、扭矩、油门开度的实际值通过CAN总线传给网关，再通过ProfiBus总线传给PLC和工控机用于显示和监测。

所述的控制电控发动机的方法，具体方法是：

1）通过工控机组态软件建立发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度命令值的输入框及与PLC相关变量的对应关系；在所述输入框中输入发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度的命令值；

2）所述发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度的命令值被自动放入所述的PLC相关变量中；所述PLC将相关变量经打包后被传送到所述PLC输出缓存模块的输出数据包中；

3）在网关中通过网关组态软件建立J1939报文与所述PLC输出缓存模块的输出数据包的对应关系；所述PLC输出缓存模块的输出数据包的内容通过网关被自动传到所对应的J1939报文中；

4）网关通过CAN总线把发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度的J1939报文发给发动机电控模块ECM；

5）ECM对包含发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度命令值的报文进行解析，获取发动机控制模式、转速、扭矩、油门开度命令值参数，再按这些参数控制油压电磁阀和喷油器，从而控制发动机的运转。