施工机械及其自动化(下).docx

施工机械及其自动化(下)施工机械及其自动化(下篇)主讲(zhjing)教师：李浩平第一页，共八十九页 第九章施工(shgng)机械自动化概论第一节自动化技术根本概念自动化：机械或设备在无人干预的情况下按规定的程序或指令进行操作或控制的过程 控制器：用来代替人完成控制的设备 被控对象：被控制的机械或设备 自动(zdng)控制系统：被控对象和控制器组成的系统 第二页，共八十九页 自动控制系统的组成：a.测量机构：用来测量被控量b.比较机构：用来比较被控量与给定值，得出(dch)误差c.执行机构：按照误差的性质作出控制动作d.指令机构：给出被控量给定值第三页，共八十九页 自动(zdng)控制系统原理：第四页，共八十九页 第二节施工机械(jxi)控制及自动化施工机械的控制：通过机械、电子、电气、液压和信息等方式对施工机械的动力、行走、工作等装置进行有效控制，以提高机械的动力性、经济性 施工机械的自动化程度：a.监控：通过微电子技术控制机械自身或外界状态b.遥控：通过有线或无线电遥控操纵机械c.半自动：局部机构实现自动控制d.全自动：全部实现自动控制第五页，共八十九页。

施工机械控制分类：1按被控对象分：a.动力装置控制b.工作装置(zhungzh)控制c.行走装置控制2按采用的控制技术：a.机械控制b.液压控制c.电子控制d.电液控制e.激光控制第六页，共八十九页 3按所控制(kngzh)的自动化程度：a.监控控制b.遥控控制c.半自动控制d.全自动控制第七页，共八十九页 第十一章施工机械(jxi)动力装置控制系统一、挖掘机的发动机电子控制系统1.电子功率优化系统EPOSEPOS是一种闭环控制系统，工作中它能根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收(xshu)的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率投入工作 这样既充分利用了发动机的功率，提高了挖掘机的作业效率，又防止了发动机过载熄火 第八页，共八十九页 大宇(dy)DH280型挖掘机的电子功率优化系统的组成：柱塞泵斜盘角度调节装置、电磁比例减压阀、EPOS控制器、发动机转速传感器及发动机油门位置传感器等 第九页，共八十九页 第十页，共八十九页 控制过程：当工作模式选择开关处于“H方式(fngsh)(最大供油位置位置，1装有微电脑的EPOS控制器的端子上有电压信号即油门拉杆处于最大供油位置时，EPOS控制器便不断地通过转速传感器检测发动机的实际转速，并与控制器内所贮存的发动机额定转速值相比较。

第十一页，共八十九页 2实际转速若低于设定的额定转速，EPOS控制器便增大驱动电磁比例减压阀的电流，使其输出压力增大，通过油泵斜盘角度调节装置(zhungzh)减小斜盘角度，降低泵的排量，使转速提高 重复进行直到实测发动机转速与设定的额定转速相符为止 如果实测的发动机转速高于额定转速，EPOS控制器便减小驱动电流，于是泵的排量增大，最终使发动机也工作在额定转速附近 第十二页，共八十九页 工作模式(msh)控制1H模式：即重负荷挖掘模式 发动机油门处于最大供油位置，发动机以全功率投入工作 2S模式：即标准作业模式 液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的85 对于DH280型挖掘机，中选择H模式而油门未处于最大供油位置时，控制器也将自动地使挖掘机处于S模式，并且与转速传感器所测得的转速值无关 第十三页，共八十九页 3F模式：为轻载作业模式 液压泵输入总功率约为发动机最大功率的60，适合(shh)于挖掘机的平整作业 在F模式下EPOS控制器向电磁换向阀提供电流，换向阀的换向接通了安装在发动机高压油泵处小驱动油缸的油路。

于是活塞杆伸出，将发动机油门关小，使发动机的转速降至1450r/min左右 第十四页，共八十九页 自动怠速控制作用：装有自动怠速装置的挖掘机，当操纵杆回中位达数秒时，发动机能自动进入低速运转，从而可减小液压系统的空流损失和发动机的磨损，起到节能和降低噪声的作用 大宇DH280型挖掘机的自动怠速装置：在液压回路中装有两个压力开关，挖掘机工作过程(guchng)中两开关都处于开启状态 当左右两操纵杆都处于中立位置，即挖掘机停止作业时，两开关闭合 第十五页，共八十九页 如果此时自动怠速开关是处于接通位置(wizhi)，并且两个压力开关闭合4S以上，EPOS控制器便向自动怠速电磁换向阀和F模式用同一换向阀提供电流，接通自动怠速小驱动油缸的油路，油缸活塞杆推动油门拉杆减小发动机的供油量，使发动机自动进入低速运转 扳动操纵杆重新作业时，发动机将自动快速地恢复到原来的转速状态 第十六页，共八十九页 (xtng)的概念柴油机电喷系统即电子控制柴油喷射系统是指柴油机供给系，利用各种传感器，将影响发动机性能的全部或局部信号转换成电信号，通过控制装置对输入的电信号进行的处理，然后产生新的信号输给执行器，控制柴油机供给系的工作。

作用：对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以及喷油定时等运行工况的实时控制 第十七页，共八十九页 第十八页，共八十九页 1结构电子控制(kngzh)柴油喷射系统由3个局部组成：即传感器、控制器与执行器 第十九页，共八十九页 传感器将柴油机工作中各种工况的信息，如转速、各种介质的温度、运转工况等，转换成电信号输入到控制器 控制器按预定的程序对各种传感器的输入信号进行处理、计算、判断或决策 然后，产生新的信号输给执行器输出装置 执行器将控制器输入的信号转换为机械运动(yndng)，即通过电能、液压、气压等或它们之间的组合作用，对外作功，推动柴油机的某个装置运动(yndng)，以完成所需要的控制任务 例如，实现喷油量、喷油定时与排气再循环的控制等 第二十页，共八十九页 第二十一页，共八十九页 (knzhxtn)以小松PC2005挖掘机为例：电子油门控制系统由油门控制器、调速器马达、燃油控制盘、监控仪表盘、蓄电池继电器等组成 该系统的功能有三个：发动机转速的控制、自动升温控制和发动机停车控制。

第二十二页，共八十九页 第二十三页，共八十九页 (1)发动机转速的控制发动机的转速通过燃油控制盘来选定 装有微电脑的油门(yumn)控制器根据电压计算出所选定的发动机转速的大小 继而控制调节调速器马达，到达调节喷油泵的供油量，最终控制发动机转速的目的 第二十四页，共八十九页 整个过程如下：控制器根据所测得的燃油控制盘电位器的输出电压大小，驱动调速器马达使其正转或反转，通过连杆机构驱动供油拉杆，调节供油量柱塞行程，即调节发动机转速(zhuns) 直到马达转角电位器所反应回的马达实际转角位置即实际循环供油量或发动机转速(zhuns)与燃油控制盘的位置相符为止 第二十五页，共八十九页 (2)自动升温控制如果冷却水的温度低于30并且燃油控制盘所选定的发动机转速低于1200r/min，监控仪表盘中的电脑便向发动机油门控制器电脑发出(fch)“升温信号 油门控制器电脑收到此信号后，便驱动调速器马达使发动机转速上升至1200r/min，以便缩短发动机的暖机时间 第二十六页，共八十九页 以下三个条件之一满足时，发动机的自动升温功能被取消：冷却水温度超过30；燃油控制盘处于满量程的70以上(yshng)、发动机高速空转超过3S；升温时间超过l0min。

第二十七页，共八十九页 (3)发动机停车控制当检测到起动开关转至“切断位置，油门控制器输出电流，驱动蓄电池继电器使其触点保持闭合，以保持主电路的继续接通 同时，控制器驱动调速器马达，将喷油泵的供油拉杆拉向停止供油位置，从而使发动机熄火 供油拉杆处于(chy)“停油位置之后，控制器延时，然后使蓄电池继电器断电，切断主电路 第二十八页，共八十九页 第十二章施工机械工作装置(zhungzh)控制系统12-1液压挖掘机工作装置控制系统一、工作装置自动挖掘(wju)系统原理对挖掘机工作装置的轨迹控制就是对动臂L斗杆L2和铲斗L3在液压油缸驱动下绕关节销轴转动的相对转角:动臂角斗杆角铲斗角3进行控制 1第二十九页，共八十九页 第三十页，共八十九页 二、挖掘轨迹的计算机控制将要求的工作面倾角和铲斗切削角输入计算机输入所希望的速度V算出1与目标值一致(yzh)的斗齿切削速度的水平分量Vx和垂直分量Vy2动臂角、斗杆角、铲斗角求得各液压缸的伸缩量及速度计算结果作为液压伺服系统的输入，送进伺服放大器，经过伺服阀和伺服液压缸而启动换向阀工作液压缸作所需的相应伸缩。

第三十一页，共八十九页 液压缸的伸缩又被反应到伺服放大器和计算机，作为后续(hux)计算及动作修正依据 第三十二页，共八十九页 三、自动挖掘系统组成及工作原理自动挖掘系统由角度传感器动臂、斗柄(dubn)、铲斗和机体倾斜、电磁比例阀、控制器、角度设定器和自动掘削开关等组成 第三十三页，共八十九页 第三十四页，共八十九页 1.平整精加工：修整斜坡和铲平地面 根据(gnj)设定的坡角和指定的切削角，由角度传感器测得的0、3角和作业开始时的斗尖位置，将这些信号传给控制器，通过控制器内的微机进行运算，求得目标切削面 在掘削中，根据斗尖位置偏离目标切削面的偏差，计算出动臂应处的位置，由控制器发出信号操纵控制动臂油缸，使斗尖沿着目标切削面运动 第三十五页，共八十九页 第三十六页，共八十九页 2.压实平整：斗底紧贴并且沿着斜坡运动进行压实平整 要求：动臂、斗柄和铲斗三者同时动作 司机只操纵斗柄，要求动臂连动，以保证斗柄端铰沿平行于斜坡面的面运动；同时也要求斗连动，使斗底接地角度保持(boch)一定。

第三十七页，共八十九页 3.控制斗倾角：动臂举升的过程中斗倾角保持不变，以防斗内物料撒落 要求：电子控制系统(knzhxtn)在动臂举升时，控制器发出信号，控制斗倾角，随着动臂举升斗跟着相应运动 第三十八页，共八十九页 4.卸土后斗复归控制：当斗卸完土后，应自动回复到新的挖掘位置 要求:动臂、斗柄、斗和机体回转四者配合运动，没有(miyu)不必要的调整动作 第三十九页，共八十九页 12-2自动调平控制系统自动调平系统的控制对象：各种(zhn)工程机械上的工作装置，如沥青摊铺机的熨平板、水泥摊铺机的机架、推土机的推土刀、铣刨机的铣刨滚等等 第四十页，共八十九页 一、控制(kngzh)原理工作装置由液压缸来控制其升降的位移量，液压缸在电液转换元件的控制下，输出所需的运动和动力 第四十一页，共八十九页。