一种装载机电气控制系统的制作方法

本发明涉及一种装载机电气控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

传统的电气控制系统设计，是将每个系统的数据采集、输出控制和状态监测显示等功能集成一体，每部分都有独立的控制、显示功能，但是装载机具有自动换档控制、动态称重、行驶控制、工作装置控制以及电喷发动机控制等多个控制系统，如果一台装载机上很多系统都采用这种方式，将会使控制系统特别臃肿，司机也很难监控和管理每一部分信息，而且设计者通常为了节约成本，使得单个系统的监控功能简单、显示界面单调。

技术实现要素：

本发明提出了一种装载机电气控制系统，采用can总线连接装载机各个子控制系统，将各个子系统的信息采集到控制器进行数据处理，并将处理后的数据发送到监视器上，实现参数显示及故障报替，同时控制器也将控制信号发送到控制末端的执行器，控制它们的动作。

本发明所采用的技术方案是：

所述装载机电气控制系统包括控制部分、显示部分、控制末端和电源部分4大部分。

所述控制部分主cpu采用ti公司推出的c2xxx系列的tms320f2812芯片，它具有数据信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于大批量数据处理的测控场合。

所述控制系统软件系统的开发采用ti公司推出的tms320系列集成开发环境ccs(codecomposerstudio)，ccs集成了代码调试工具，能对dsp进行指令级的仿真和可视化的实时数据分析，并拥有丰富的输入输出和信号处理库函数，极大地方便了dsp的软件设计工作。

所述控制系统显示部分采用自主研发的智能监视器tcm-a01，硬件采用at91rm9200处理器开发，由s1d13506图像控制器、sja1000总线控制器、ds1307时钟芯片、ads7846触摸屏芯片以及外围存储电路组成。

本发明的有益效果是：该电气控制系统采用了自主研发的钾能控制器tcc-a01和监视器tcm-a01，在大量试验中证实该电气控制系统实时性高、可靠性好，大大提高了装载机的工作效率，节约了能源。

附图说明

图1是本发明的电气控制系统框图。

图2是本发明的硬件系统框图。

图3是本发明的主程序流程图。

图4是本发明的显示器硬件框图。

图5是本发明的界面开发流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，装载机电气控制系统包括控制部分、显示部分、控制末端和电源部分4大部分。

控制部分位于装载机驾驶室座椅两侧，分左右2个控制箱。控制的核心部件是自主研发的智能控制器tcc-a01和匹配电阻电路板dzb1.u、检测电路板jcb1.0。其主要功能：①采集节能装载机上温度、压力、液位和转速传感器传来的信号，将采集数据进行处理，并发送到显示仪表；②将控制信号发送到控制末端的执行器，控制它们的动作。显示器为自主研发的智能监视器tcm-a01，嵌入到节能装载机驾驶室的仪表台上，显示器采用at91rm9200处理器，主频180mhz，数据处理能力强、实时性好。

控制末端包括电喷发动机、变速箱和调节器等部件上的传感器和执行器。

电源部分车尾两侧各有1个12v充电电瓶，串联后为系统提供24v直流电源。

整个控制系统工作流程为:装载机的控制器采集控制末端的温度、压力、转速等被测信号，将被测信号通过信号调理、a/d转换、内部处理后发送到显示器，显示各参数值。同时控制器也将控制信号发送到控制末端的执行器，控制它们的动作。

如图2，控制部分主cpu采用ti公司推出的c2xxx系列的tms320f2812芯片，它具有数据信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于大批量数据处理的测控场合。

硬件设计主要为5部分，分别是信号调理部分、a/d转换部分、f2812数字信号处理部分、外设接口部分和电源管理部分。

信号调理部分，将不标准的待测模拟信号经过放大、偏置等环节调理成a/d模块输入所要求的范围。

a/d转换部分将待测电气量的模拟信号首先通过滤波电路滤掉信号的高频部分，再进行a/d转换，将转换得到的数据存储在特定的存储单元。

f2812数字信号处理部分采用30mhz外部晶体，输入5倍频给f2812提供时钟，对各部分进行协调控制，扩展存储器和外设控制寄存器。

外设接口部分包括usb接口和通用串行接口，完成数据和命令的传输任务。

电源管理部分为系统各个模块提供电源，为了降低功耗，采用双电源供电，分别为3.3v和1.8v。

如图3，软件系统的开发采用ti公司推出的tms32u系列集成开发环境ccs(codecomposerstudio)，ccs集成了代码调试工具，能对dsp进行指令级的仿真和可视化的实时数据分析，并拥有丰富的输入输出和信号处理库函数，极大地方便了dsp的软件设计工作。

主程序完成tms320f2812芯片的初始化，数据处理与通信等任务，并循环运行数据处理模块与通信模块。

如图4，显示部分采用自主研发的智能监视器tcm-a01，硬件采用at91rm9200处理器开发，由s1d13506图像控制器、sjato00总线控制器、ds1307时钟芯片、ads7846触摸屏芯片以及外围存储电路组成。

如图5，显示器界面软件设计采用minigui开发，minigui是根据嵌入式系统应用特点量身定做的图形支持系统。它为应用程序定义了一组轻量级的窗口和图形设备接口。利用这些接口，每个应用程序可以建立多个窗口并在这些窗口中创建各种控件，还提供了丰富的图形功能，帮助用户显示各种格式的位图并在窗口中输出各种文本或绘制复杂图形。

系统控制末端包括电喷发动机、变速箱和调节器等上面的传感器和执行器，其中传感器包括：压力传感器、温度传感器、液位传感器和转速传器，执行器包括继电器和执行阀。

电源部分采用2个12v蓄电池串联，为系统提供24v直流电源。

该控制系统通过装载机试验考核，结果证实了系统实时性高、可靠性好，大大提高了装载机的工作效率，节约了能源。该电气控制系统也可以在摊铺机、平地机、压路机等各种工程机械中应用。

技术特征：

技术总结
一种装载机电气控制系统，采用CAN总线连接装载机各个子控制系统，将各个子系统的信息采集到控制器进行数据处理，并将处理后的数据发送到监视器上，实现参数显示及故障报替，同时控制器也将控制信号发送到控制末端的执行器，控制它们的动作。该电气控制系统采用了自主研发的钾能控制器TCC‑A01和监视器TCM‑A01，在大量试验中证实该电气控制系统实时性高、可靠性好，大大提高了装载机的工作效率，节约了能源。

技术研发人员：曲世友
受保护的技术使用者：曲世友
技术研发日：2016.11.22
技术公布日：2018.05.29