带有故障诊断功能的工程机械使用控制器及方法
【专利摘要】本发明适用工程机械领域，提供了一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器，所述控制器包括输入端口I；其中输入端口I和电源之间均连接有并联电路；所述并联电路包括：传感器开关按钮、电阻R1和电阻R2，其中，传感器开关按钮与电阻R1连接后与电阻R2并联，所述电阻R2的阻值为电阻R1阻值的10倍及以上。本发明提供的技术方案具有能够进行故障点诊断的优点。
【专利说明】带有故障诊断功能的工程机械使用控制器及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工程机械领域，尤其涉及一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器及方法。
【背景技术】
[0002]目前广泛使用的PLC(中文:可编程控制器)的可靠性和稳定性都是不错的，工作环境不算太恶劣，大部分时候运行都不会出现问题，但是如果PLC无法定期进行维护，也会导致PLC控制系统出现故障隐患。PLC控制系统是靠定期进行检查和维护来保障PLC控制系统的长期正常运行的。
[0003]工程机械是用于工程建设的施工机械的总称。广泛用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域，种类繁多。工程机械是中国装备工业的重要组成部分，概括地说，凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，称为工程机械。它主要用于国防建设工程、交通运输建设，能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。在世界各国，对这个行业的称谓基本雷同，其中美国和英国称为建筑机械与设备，德国称为建筑机械与装置，俄罗斯称为建筑与筑路机械，日本称为建设机械。在中国部分产品也称为建设机械，而在机械系统根据国务院组建该行业批文时统称为工程机械，一直延续到现在。各国对该行业划定产品范围大致相同，中国工程机械与其他各国比较还增加了铁路线路工程机械、叉车与工业搬运车辆、装修机械、电梯、风动工具等行业。
[0004]工程机械的作业环境非常恶劣，工作强度大，出现外部线路及传感器故障的几率会增加很多。加上设备的体积庞大，如果仅靠定期进行检查和维护显然是很有限甚至是不可行的，特别是出现故障后，需要具备一定专业知识并且具备一定经验的维护人员到现场才可进行维护，这样势必增加了服务的难度和成本，同时更耽误了工程机械的作业时间。
[0005]所以现有技术的技术方案是无法对PCL控制器的故障点进行诊断的，所以其具有无法进行故障点诊断的缺点。
【发明内容】
[0006]本发明实施例的目的在于提供一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器，其解决现有技术的无法进行故障诊断的问题。
[0007]本发明实施例是这样实现的，一方面，一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器，所述控制器包括输入端口 I ;其中输入端口 I和电源之间均连接有并联电路；
[0008]所述并联电路包括:传感器开关按钮、电阻Rl和电阻R2，其中，传感器开关按钮与电阻Rl连接后与电阻R2并联，所述电阻R2的阻值为电阻Rl阻值的10倍及以上；
[0009]可选的，所述电阻R2的阻值优先选择大于电阻Rl阻值的20倍、50倍或100倍。
[0010]另一方面，提供一种上述控制器的输入端口状态专用判断方法，所述方法包括:[0011]判断输入端口的电压u，如电压U为零，确定该输入端口与电源之间断路；如电压u为电源电压V ;则确认该输入端口与电源之间短路；
[0012]将电压u与预设限定的低压阈值和高压阈值比较；如电压u低于该低压阈值，确定传感器开关状态为正常断开，如电压u高于该高压阈值，确定传感器开关状态为正常闭
入
口 O
[0013]在本发明实施例中，本发明提供的技术方案的通过连接2个电阻实现4种状态，传感器开关串联一个电阻Rl然后再并联一个电阻R2，然后连接到电源和控制器的端口。根据图1可以看出，开关正常导通时，开关上由于串联了电阻Rl产生电压降，使控制器输入端口上的电压不能达到电源电压，比电源电压小一点，此时说明开关正常闭合。当开关断开时，并联的电阻提供输入端口小的电流，使控制器端口上的电压不为零电压，比零电压高一点，此时开关正常断开。当电源与输入端口之间出现短路或者断路时，输入端口上的电压如果是零电压，那么证明输入端口与电源之间为断路，如果输入端口上的电压如果是电源电压，那么证明输入端口与电源之间为短路。这样就实现了外部开关或者是外部传感器的4种状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明提供的一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器的硬件结构图；
[0015]图2是本发明提供的带有故障诊断功能的工程机械使用控制器输入端口的判断方法的流程图；
[0016]图3是本发明提供的控制器内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]本发明【具体实施方式】提供一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器，该控制器如图1所示，包括输入端口 I ;其中输入端口 I和电源101之间均连接有并联电路102，该并联电路102如图1所示，包括:传感器开关按钮201、电阻Rl和电阻R2，其中，传感器开关按钮201与电阻Rl连接后与电阻R2并联，所述电阻R2的阻值为电阻Rl阻值的10倍及以上；其中，优先选择20倍、50倍或100倍。
[0019]本发明通过连接2个电阻实现4种状态，传感器开关串联一个电阻Rl然后再并联一个电阻R2，然后连接到电源和控制器的端口。根据图1可以看出，开关正常导通时，开关上由于串联了电阻Rl产生电压降，使控制器输入端口上的电压不能达到电源电压，比电源电压小一点，此时说明开关正常闭合。当开关断开时，并联的电阻提供输入端口小的电流，使控制器端口上的电压不为零电压，比零电压高一点，此时开关正常断开。当电源与输入端口之间出现短路或者断路时，输入端口上的电压如果是零电压，那么证明输入端口与电源之间为断路，如果输入端口上的电压如果是电源电压，那么证明输入端口与电源之间为短路。这样就实现了外部开关或者是外部传感器的4种状态。[0020]本发明【具体实施方式】还提供一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器输入端口的判断方法，该方法如图2所述，包括如下步骤:
[0021]301、判断输入端口的电压U，如电压u为零，确定该输入端口与电源之间断路；如电压u为电源电压V ;则确认该输入端口与电源之间短路；
[0022]302、将电压u与预设限定的低压阈值和高压阈值比较；如电压u低于该低压阈值，确定传感器开关状态为正常断开，如电压u高于该高压阈值，确定传感器开关状态为正常闭合；其中高压阈值大于低压阈值。
[0023]模拟量的采集方式也实现了输出负载的开路、短路诊断功能，Cylindro控制器设计成输出端口与输入端口复用的方式，在端口输出时，通过复用的输入端口，采集输出的结果。在没有输出的情况下检测负载开路，输出端口由于控制器内部的电阻上拉，检测的结果为高电平，这样判断负载开路；在有输出的情况下检测负载短路，如果检测的结果为低电平，这样判断负载短路。开路、短路在极短的时间内完成，这样就实现了输出诊断的功能。如图3所示是控制器内部结构示意图:
[0024]本发明提供的控制器是一款功能先进的PLC产品，满足多路输入与多路输出的基本要求，同时又是一款工程机械使用的控制器，对控制器的可靠性提出了更高的要求。控制器内部设计采用3个CPU控制，由主CPU、监控CPU、DSP协同工作，主CPU起到程序的运行，地址靠CPLD进行分配，与DSP协作运行与多重监视。并行监控CPU，监控程序下载、主CPU运转情况。特殊情况下监控到系统供电或者是主CPU异常时，一是可复位系统，二是可立即断开所有负载的供电，保证工程车辆的安全。
[0025]控制器通讯口设计有2路CAN 口，可实现CAN0PEN及SAE J1939通讯协议。I路RS232 口用于程序下载，或者作为串口通讯。控制器操作平台按照目前主流的CODESYS V23平台设计，便于开发工程师提高车辆开发的效率。本发明提供的设计不同于常规PLC，输入端口全部采用模拟量采集。控制器对每路信号采集都进行模拟量的放大，然后到主CPU进行模数转换并进行处理。由控制器内部程序判断出外部传感器或者开关是否开路或者短路。图中上下端口配置用于适应PNP型或者是NPN型等不同类型传感器的连接。端口的输出与输入复用，实现了输出诊断的功能。
[0026]值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0027]另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如R0M/RAM、磁盘或光盘等。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种带有故障诊断功能的工程机械使用控制器，其特征在于，所述控制器包括输入端口 I;其中输入端口I和电源之间均连接有并联电路； 所述并联电路包括:传感器开关按钮、电阻Rl和电阻R2，其中，传感器开关按钮与电阻Rl连接后与电阻R2并联，所述电阻R2的阻值为电阻Rl阻值的10倍及以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电阻R2的阻值优先选择大于电阻Rl阻值的20倍、50倍或100倍。
3.—种如权利要求1所述的控制器的输入端口状态专用判断方法，其特征在于，所述方法包括: 判断输入端口的电压U，如电压u为零，确定该输入端口与电源之间断路；如电压u为电源电压V ;则确认该输入端口与电源之间短路； 将电压u与预设限定的低压阈值和高压阈值比较；如电压u低于该低压阈值，确定传感器开关状态为正常断开，如电压u高于该高压阈值，确定传感器开关状态为正常闭合。
【文档编号】G05B23/02GK103823462SQ201410080794
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】王胤, 余彬 申请人:深圳市赛灵卓科技有限公司