挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹

三一挖掘機新版電氣系統(tǒng)挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第1頁主要內(nèi)容1.電氣系統(tǒng)組成與功效2.電氣控制原理3.常見故障分析4.EC-7系統(tǒng)介紹5.防盜鎖機介紹

挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第2頁1.電氣系統(tǒng)組成與功效

1.1電氣結(jié)構(gòu)、功效電源系統(tǒng)：24V蓄電池（2塊12V串聯(lián)），帶整流27V交流發(fā)電機。電控系統(tǒng)：一臺EPS控制器或者一臺EC-7控制器，5個壓力傳感器、9個壓力開關(guān)、2個百分比閥、4個電磁閥、1個步進電機驅(qū)動器、1個油門旋鈕傳感器、1個油門位置傳感器、1個水溫傳感器、1個柴油油位傳感器、1個機油壓力傳感器、1個發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器（脈沖量）。其中EC-7控制器包含一塊EC-7綜合轉(zhuǎn)換板，實現(xiàn)通信規(guī)約轉(zhuǎn)換、發(fā)動機頻率匹配等功效。其它部分：空調(diào)、收音機、雨刷、大燈等。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第3頁挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第4頁挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第5頁1.2模擬量傳感器配置及其關(guān)系前泵有主壓傳感器和負(fù)壓傳感器，后泵有主壓傳感器和負(fù)壓傳感器，主閥有背壓傳感器；這5個傳感器用于采集兩個變量泵工作狀態(tài)，從而對其排量進行調(diào)節(jié)，以維持整機最經(jīng)濟、有效運行。（P=pq,q=Vn）油門旋鈕傳感器采集當(dāng)前油門旋鈕位置，控制器根據(jù)該采樣值確定當(dāng)前檔位，進而將發(fā)動機調(diào)節(jié)到與之對應(yīng)轉(zhuǎn)速。油門位置傳感器采集當(dāng)前發(fā)動機油門開度，是發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中反饋值。水溫傳感器、柴油油位傳感器和機油壓力傳感器一方面用于向用戶顯示水溫、柴油量和機油壓力，其次提供越限報警功能。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第6頁1.3脈沖傳感器1路脈沖傳感器信號用于采集發(fā)動機當(dāng)前轉(zhuǎn)速，發(fā)動機每旋轉(zhuǎn)一周，傳感器發(fā)出127個脈沖。假如控制器使用EC-7，該信號經(jīng)過EC-7綜合轉(zhuǎn)換板整形并4分頻處理后送入控制器。1.4開關(guān)量采集器配置及作用9個油壓力開關(guān)包含鏟斗挖掘、鏟斗卸載、斗桿挖掘、斗桿卸載、動臂提升、動臂下降、左回轉(zhuǎn)、右回轉(zhuǎn)和行走，控制器經(jīng)過這些壓力開關(guān)獲取當(dāng)前挖機動作信息，用于電控調(diào)整依據(jù)。其它開關(guān)量包含：一個二次升壓按鈕用于5秒鐘壓力賠償、一個開啟和一個熄火開關(guān)量用于獲取鑰匙開關(guān)當(dāng)前位置。一個先導(dǎo)開關(guān)量用于獲取先導(dǎo)手柄是否在“鎖定”位置。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第7頁1.5開關(guān)量輸出配置及作用1.6PWM輸出配置及作用1路步進脈沖輸出，用于驅(qū)動步進電機。該脈沖與步進方向輸出一起控制發(fā)動機升速和降速。2路百分比閥控制輸出，用于前泵和后泵排量調(diào)整，輸出電流越大，泵排量越小。1路步進方向輸出，用于控制步進電機旋轉(zhuǎn)方向。1路開啟繼電器輸出，用于發(fā)動機開啟（給開啟電機上電）。1路預(yù)熱繼電器輸出，用于溫度過低時開啟預(yù)熱。1路熄火繼電器輸出，用于發(fā)動機熄火后維持3秒鐘蓄電池供電，方便于電控系統(tǒng)作一些收尾工作。1路二次升壓輸出，用于驅(qū)動二次升壓閥。1路液壓先導(dǎo)輸出，用于驅(qū)動液壓先導(dǎo)閥。1路高速行駛輸出，用于驅(qū)動高速行駛閥。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第8頁2.電氣控制原理

2.1發(fā)動機執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)與調(diào)整原理正常情況下使發(fā)動機運行在油門旋鈕檔位對應(yīng)轉(zhuǎn)速下。開啟時不論油門旋鈕停在幾檔，都運行在1檔轉(zhuǎn)速，直到用戶改變檔位。發(fā)動機運行在4檔以上（包含4檔），而且觸摸屏上自動怠速按鈕有效時，假如5秒鐘沒有負(fù)荷，發(fā)動機將進入怠速狀態(tài)，控制器自動將轉(zhuǎn)速調(diào)到1400轉(zhuǎn)/分，以節(jié)約燃油、降低噪音。在怠速狀態(tài)下假如控制器檢測到動作或者檔位改變，則自動恢復(fù)到對應(yīng)檔位轉(zhuǎn)速。發(fā)送機運行在4檔以下（不包含4檔），假如有動作，控制器自動將轉(zhuǎn)速提升到1400轉(zhuǎn)，以預(yù)防因為轉(zhuǎn)速過低而懣車熄火。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)整系統(tǒng)包含：控制器（EPS或者EC-7）、觸摸屏、蓄電池、鑰匙開關(guān)、開啟電機、水溫傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、預(yù)熱器、步進電機驅(qū)動器、步進電機、油門機構(gòu)。發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器主要流程以下：挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第9頁2.2開啟過程1、鑰匙開關(guān)到達上電位置，整車得電，控制器開啟，自檢。2、鑰匙開關(guān)打到開啟位置，控制器檢驗水溫，假如低于3度，開啟預(yù)熱器。不論是否預(yù)熱，都將油門位置調(diào)整到1檔，使開啟電機得電，帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。3、等候發(fā)動機轉(zhuǎn)速到達800轉(zhuǎn)，停頓開啟電機，開啟成功。此時用戶能夠松開鑰匙開關(guān)，使其自動返回上電位置。（EPS控制器假如開啟成功后用戶不松開鑰匙開關(guān)，開啟電機會繼續(xù)運行，EC-7已經(jīng)做了改進。）4、為了預(yù)防因為發(fā)動機開啟故障而損壞蓄電池，控制器含有以下保護：假如從開始開啟計時3秒仍未開啟成功，不論用戶是否松開鑰匙開關(guān)，都強行停頓開啟電機，等候用戶重新開啟。假如連續(xù)三次開啟失敗，需要整車斷電后才能夠再次開啟。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第10頁2.3熄火過程

鑰匙開關(guān)打到熄火位置，控制器使熄火繼電器閉合。使發(fā)動機連續(xù)減速（方向繼電器失電，輸出步進脈沖）。等候其轉(zhuǎn)速降到600轉(zhuǎn)以下（此轉(zhuǎn)速不可能再維持其運行，必定會停下來），停頓減速控制輸出（停頓步進脈沖輸出）。等候發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0。3秒后分開熄火繼電器，整車斷電，熄火成功。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第11頁2.4調(diào)速過程1、控制器讀取當(dāng)前用戶設(shè)定檔位值，在內(nèi)部查表得到對應(yīng)轉(zhuǎn)速油門位置（轉(zhuǎn)速越高對應(yīng)油門位置值越?。?，然后和當(dāng)前油門位置比較。2、假如當(dāng)前轉(zhuǎn)速高過設(shè)定值50轉(zhuǎn)（油門位置值比設(shè)定值?。?，則輸出步進脈沖，同時使方向繼電器分開（減速）。3、假如當(dāng)前轉(zhuǎn)速低過設(shè)定值50轉(zhuǎn)（油門位置值比設(shè)定值大），則輸出步進脈沖，同時使方向繼電器閉合（升速）。4、假如當(dāng)前轉(zhuǎn)速在設(shè)定值正負(fù)50轉(zhuǎn)之內(nèi)（EC-7控制精度提升到了正負(fù)30轉(zhuǎn)），則不做任何動作。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第12頁2.5轉(zhuǎn)速自動校準(zhǔn)（EPS沒有） 普通作為挖機下線之前最終一道工序，不過假如挖機在外長時間運行后轉(zhuǎn)速偏差較大，也能夠由服務(wù)人員進行再次校準(zhǔn)。所需工具：大十字螺絲刀一把，用于打開后蓋板；兩線短路插頭一個，用于連通校準(zhǔn)端口。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第13頁詳細步驟以下：打開后蓋板。將油門旋鈕打到1檔，開啟發(fā)動機。將模式改成H。在觸摸屏上點擊“系統(tǒng)”，輸入口令后進入監(jiān)控界面，觀察當(dāng)前轉(zhuǎn)速，假如轉(zhuǎn)速在900－1100范圍之外，需要手工調(diào)整油門拉桿到此范圍之內(nèi)。（新機下線必需，二次校準(zhǔn)假如不是全部檔都向一個方向偏則不需要）將短路插頭插入校準(zhǔn)端口（在EC-7控制器上方）。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第14頁2.5轉(zhuǎn)速自動校準(zhǔn)(續(xù))5.遲緩將油門旋鈕轉(zhuǎn)到11檔（在每一檔最少停留1秒），觀察當(dāng)前轉(zhuǎn)速，等候其穩(wěn)定在2200轉(zhuǎn)左右時（大約需1－5秒），將油門旋鈕轉(zhuǎn)到10檔，依這類推，直至1檔。6.拔下校準(zhǔn)端口上短路插頭。7.檢驗各檔位轉(zhuǎn)速是否合格。8.點擊觸摸屏，返回主顯示界面。9.檢驗各檔位是否跳檔。10.假如步驟7或步驟9發(fā)覺異常，能夠從步驟4開始重復(fù)整個過程，重新校準(zhǔn)一次。11.檔位及轉(zhuǎn)速都正常后，合上后蓋板。（須確認(rèn)短路插頭已經(jīng)拔下）12.熄火。（熄火前必須再次確認(rèn)短路插頭已經(jīng)拔下，不然此次校準(zhǔn)可能不會生效）挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第15頁2.6步進電機驅(qū)動器步進電機驅(qū)動器（簡稱步驅(qū)）負(fù)責(zé)接收控制器指令驅(qū)動步進電機以設(shè)定速度正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以調(diào)整發(fā)動機油門開度，進而實現(xiàn)對發(fā)動機轉(zhuǎn)速動態(tài)調(diào)整。步驅(qū)從控制器接收兩個信號，一個步進方向（開關(guān)量），一個步進脈沖（PWM），其中步進方向控制步進電機旋轉(zhuǎn)方向，步進脈沖控制步進電機旋轉(zhuǎn)速度。其中步進脈沖方面EPS控制器和EC-7控制器接線方式有所不一樣：EPS控制器PWM輸出為低電平有效，EC-7控制器PWM輸出為高電平有效。而步驅(qū)脈沖輸入有兩根線（一正一負(fù)）。所以對于EPS控制器，步驅(qū)正接24V電源（29號線），步驅(qū)負(fù)接控制器步進脈沖輸出。而對于EC-7控制器，步驅(qū)正接控制器步進脈沖輸出，步驅(qū)負(fù)接地（0號線）。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第16頁2.7變量泵流量調(diào)整系統(tǒng)變量泵流量調(diào)節(jié)原理如下：1、每個泵都有一個主壓傳感器和一個負(fù)壓傳感器，其中主壓為液壓泵出口壓力，負(fù)壓為不做功流量壓力，另外兩個泵還有一個公共背壓，反映液壓系統(tǒng)回油壓力。2、因為主壓反映液壓泵出口壓力，所以主壓乘以流量就正比與液壓泵輸出功率。所以如果希望輸出功率恒定，則需要在主壓升高時候降低排量（增大比例閥電流），主壓降低時候增加排量（減小比例閥電流）。3、其次，負(fù)壓反映液壓泵不做功流量壓力，越大表示不做功流量越多，就意味著用戶需要排量越小，其物理意義就是操作手柄動作幅度越?。骋淮_定轉(zhuǎn)速下負(fù)壓最大時候是用戶沒有動任何一個手柄時候）。所以根據(jù)負(fù)壓可以計算出用戶需求功率大小。（實際上參與計算值是負(fù)壓－背壓，因為兩個壓力差值才反映實際不做功流量。其實從理論上講主壓計算時候也應(yīng)該減去背壓，只不過與主壓相比背壓實在太小，才忽略不計。但負(fù)壓與背壓是一個數(shù)量級，所以不可以忽略）挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第17頁4、依據(jù)負(fù)壓算出需求功率假如大于發(fā)動機輸出功率，說明用戶需求功率已經(jīng)超出了發(fā)動機輸出能力，此時液壓泵功率只能等于發(fā)動機最大功率，而不能完全滿足用戶要求，所以百分比閥控制電流按照依據(jù)主壓計算出與發(fā)動機最大功率對應(yīng)電流輸出。此時挖機在自己能力范圍之內(nèi)以最快速度動作。5、假如依據(jù)負(fù)壓計算出需求功率小于發(fā)動機輸出功率，說明用戶不希望挖機以最快速度動作，所以此時百分比閥控制電流按照依據(jù)負(fù)壓計算出電流值輸出。此時挖機動作與用戶操作手柄幅度基本成正比。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第18頁3.常見故障分析

挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第19頁 以下故障分析適合用于經(jīng)過初步分析、檢驗，已經(jīng)排除液壓系統(tǒng)、發(fā)動機本身、燃油等電氣系統(tǒng)以外故障情況下。 1.無法啟機 開啟電機故障 鑰匙開關(guān)損壞 開啟繼電器故障 水溫傳感器故障 控制器(EPS/EC-7)故障挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第20頁原理分析 發(fā)動機開啟過程為：鑰匙開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“開啟”位置，11號線得電；控制器檢測到11號線得電，檢測當(dāng)前水溫，假如低于3攝氏度，閉合預(yù)熱繼電器（K7），同時閉合開啟繼電器（K3），此時開啟電機得電帶動發(fā)動機旋轉(zhuǎn)，直到抵達預(yù)定開啟轉(zhuǎn)速（800轉(zhuǎn)/分），然后控制器分開開啟繼電器，開啟電機失電停頓旋轉(zhuǎn)，開啟成功。故障排查線索首先查看觸摸屏顯示是否正常，假如水溫、油位、機油壓力全為零，則可能是控制器沒有上電，需要檢驗42號線保險絲是否燒斷。確認(rèn)鑰匙開關(guān)打到“開啟”位置時開啟電機是否旋轉(zhuǎn)（假如旋轉(zhuǎn)應(yīng)該能夠聽到聲音），假如開啟電機旋轉(zhuǎn)，而且發(fā)動機本身和供油系統(tǒng)也沒有問題，能夠檢驗油門位置傳感器顯示值是否在1檔位置（約為3V左右）。假如偏離此值太多，則說明油門驅(qū)動機構(gòu)可能有問題（即使開啟成功也將會難以升速和熄火），處理方法參見下面“無法升速和熄火”部分。假如開啟電機不旋轉(zhuǎn)，則需要在觸摸屏上查看鑰匙開關(guān)抵達“開啟”位置時開啟繼電器是否有輸出，假如有輸出，則說明開啟繼電器（K3）或者開啟電機可能已經(jīng)損壞，或者二者接線有問題。假如開關(guān)量無輸出，需要檢驗鑰匙開關(guān)打到“開啟”位置時控制器是否檢測到11號線得電（查看觸摸屏輸入表中“發(fā)動機開啟”對應(yīng)開關(guān)量輸入是否有效），假如控制器能夠檢測到11號線上電，而且13號線也一直保持得電狀態(tài)，則說明可能是控制器故障。（早期出廠少許機器可能在水溫過低時保持預(yù)熱8秒后才開啟，所以假如觸摸屏顯示水溫為0，能夠?qū)㈣€匙開關(guān)停在“開啟”位置8秒以上，看其是否能夠開啟。）假如鑰匙開關(guān)打到“開啟”位置時控制器檢測不到11號線上電，則說明可能是鑰匙開關(guān)故障。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第21頁2無法升速和熄火（一直運行在1檔轉(zhuǎn)速）步進電機驅(qū)動器故障步進電機故障油門位置傳感器故障EPS/EC-7故障調(diào)速過程說明： 控制器經(jīng)過方向繼電器和步進脈沖控制步驅(qū)發(fā)出正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)信號，步進電機在步驅(qū)發(fā)出信號驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，直到油門位置傳感器采樣值抵達設(shè)定值附近。無法升速和熄火說明步進電機不旋轉(zhuǎn)。故障排查線索： 首先檢驗油門位置傳感器采樣值是否在1檔附近（3V左右），假如偏差較大，則說明油門位置傳感器損壞。 假如油門位置傳感器正常，需要將油門旋鈕打到較高檔位，然后查看觸摸屏上輸出表中方向繼電器輸出是否有效。假如無效，說明可能是控制器故障。 假如方向繼電器有輸出，需要檢驗步進脈沖有沒有輸出。 詳細方法為：能夠使用帶頻率測量萬用表測量29號線和701號線（EPS）或者701號線和0號線（EC-7）之間頻率，EPS頻率應(yīng)該在80Hz左右，EC-7頻率應(yīng)該在350Hz左右。假如所測頻率基本沒有或偏差太大，則說明可能是控制器故障。假如所用萬用表沒有頻率測量功效，能夠簡單使用直流電壓檔測量兩線之間平均電壓，假如有脈沖輸出，所測電壓應(yīng)該為電源電壓（28V）二分之一左右。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第22頁3開啟后轉(zhuǎn)速不正常油門位置傳感器損壞步進電機故障EPS/EC-7故障轉(zhuǎn)速傳感器故障挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第23頁4.EC-7系統(tǒng)介紹

挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第24頁4.1研發(fā)背景介紹（1）現(xiàn)場出現(xiàn)質(zhì)量問題比較多。(損壞、控制效果差)（2）供給商規(guī)模過小，工藝質(zhì)量不高，在質(zhì)量保障方面難以到達高品質(zhì)要求。（3）程序由供給商實現(xiàn)，難以實現(xiàn)控制技術(shù)改進和全部權(quán)保護。（4）代碼均由匯編語言編寫，在可讀性和擴充性方面有很大約束。（5）受硬件平臺約束，控制器廠商無法提供二次軟件開發(fā)平臺，全部工作必須在原代碼級實現(xiàn)，對工程師有較高技術(shù)要求。（6）EPS應(yīng)用功效有待深入改進和完善，如增加遠程通信系統(tǒng)，支持遠程監(jiān)控與診療，歷史事件統(tǒng)計、GPS、遠程下載程序等。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第25頁

（7）開發(fā)含有自主知識產(chǎn)權(quán)控制產(chǎn)品是市場競爭需要，是降低產(chǎn)品成本、提升產(chǎn)品關(guān)鍵競爭力、樹立和鞏固行業(yè)領(lǐng)袖地位主要伎倆和必由之路。

（8）國外相關(guān)工業(yè)巨頭，如CAT、小松、VOLVO、利勃海爾等，均擁有自主電氣控制系統(tǒng)和產(chǎn)品，很多重工產(chǎn)品性能提升依靠控制系統(tǒng)和控制技術(shù)不停提升和創(chuàng)新。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第26頁4.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制器綜合轉(zhuǎn)換板發(fā)動機轉(zhuǎn)速分頻檢測輸入/輸出電平轉(zhuǎn)換PWM輸出控制電流反饋檢測CAN-RS232CAN-RS422顯示器GPS車身線束RS422RS232CANBUS挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第27頁

4.3EC-7主要特色與優(yōu)勢可靠性（1）改進轉(zhuǎn)速控制算法，大幅提升油門調(diào)整機構(gòu)有效壽命。（2）增加液壓泵保護功效，在非正常工作狀態(tài)，保護液壓泵免受無須要沖擊。可操作性（1）改進防走偏算法，30米最大走偏量由80厘米標(biāo)準(zhǔn)提升到20厘米以內(nèi)。（2）改進液壓泵控制算法，操作手感愈加靈活、舒適。（3）增加抑制抖動控制算法，消除了伸臂抖動問題。

EC-7在全方面提升三一挖掘機控制品質(zhì)方面已全方面超越了原系統(tǒng)，表達在：挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第28頁準(zhǔn)確性（1）增加轉(zhuǎn)速自動校準(zhǔn)功效，不但將轉(zhuǎn)速偏差由正負(fù)50轉(zhuǎn)提升到正負(fù)30轉(zhuǎn)，而且不再需要手動調(diào)整轉(zhuǎn)速。經(jīng)濟性（1）轉(zhuǎn)速控制愈加先進，節(jié)油效果愈加好。（2）可靠性提升后，有效降低現(xiàn)場故障率，降低售后服務(wù)成本。挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第29頁5.防盜鎖機介紹

5.1功能與目1、防止用戶拆除或更改挖掘機電氣線路，逃避還貸；2、敦促假定用戶及時還貸；3、對惡意欠款或沒有及時還貸用戶提出警告和防盜；4、鎖機后能夠保留部分挖掘機自助功效；5、用戶還清當(dāng)月貸款后能夠恢復(fù)用戶使用挖掘機全部功效，解除防盜；6、能夠預(yù)防用戶私自解除防盜；7、不影響全款用戶使用。不影響貸款用戶在非防盜范圍內(nèi)使用挖掘機新版電氣系統(tǒng)介紹第30頁5.2原理簡述

觸摸屏上有日期，能夠以此作為日期判據(jù)；告警時間、提醒及辦法 每個月5日：還款提醒（請在15日前還款，不然欠款將停機。交款后及時向營銷人員索取開機密碼）； 每個月15日：還款警告（系統(tǒng)因欠費將在二十四小時內(nèi)防盜，請及時交納欠費）； 每個月18日：鏟斗、斗桿鎖定最大電流（系統(tǒng)因欠費停機，請及時交納欠費并索取密碼）； 每個月20日：發(fā)動機轉(zhuǎn)速鎖定四檔（系統(tǒng)因欠費停機，請及時交納欠費