一种矿用自卸车分布式控制系统及矿用自卸车论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种矿用自卸车分布式控制系统及矿用自卸车，控制系统中的总线控制器的数量为多个，根据矿用自卸车的元件布置位置以及执行元件和信号采集装置来确定；人机交互设备与整车控制器连接，整车控制器与多个总线控制器之间均采用CAN总线连接，整车控制器根据人机交互设备的控制指令将控制信号传输至总线控制器，同时将对应输入和输出信号传输至人机交互设备；每一个总线控制器均与执行元件和信号采集装置相连，总线控制器进行数字量和模拟量的处理，与整车控制器进行数据传输；整车控制器根据各个总线控制器的信息对整车数据进行处理。本实用新型可简化车辆的控制线路，提高线束设计效率，配置灵活方便，可靠性高，易于维护。

主设计要求

1.一种矿用自卸车分布式控制系统，其特征在于：包括人机交互设备、整车控制器、总线控制器、执行元件和信号采集装置；所述总线控制器的数量为多个，根据矿用自卸车的元件布置位置以及执行元件和信号采集装置来确定；所述人机交互设备与整车控制器连接，所述整车控制器与多个总线控制器之间均采用CAN总线连接，整车控制器根据人机交互设备的控制指令将控制信号传输至总线控制器，同时将对应输入和输出信号传输至人机交互设备；每一个总线控制器均与执行元件和信号采集装置相连，总线控制器进行数字量和模拟量的处理，与整车控制器进行数据传输；整车控制器根据各个总线控制器的信息对整车数据进行处理。

设计方案

1.一种矿用自卸车分布式控制系统，其特征在于：包括人机交互设备、整车控制器、总线控制器、执行元件和信号采集装置；

所述总线控制器的数量为多个，根据矿用自卸车的元件布置位置以及执行元件和信号采集装置来确定；

所述人机交互设备与整车控制器连接，所述整车控制器与多个总线控制器之间均采用CAN总线连接，整车控制器根据人机交互设备的控制指令将控制信号传输至总线控制器，同时将对应输入和输出信号传输至人机交互设备；

每一个总线控制器均与执行元件和信号采集装置相连，总线控制器进行数字量和模拟量的处理，与整车控制器进行数据传输；整车控制器根据各个总线控制器的信息对整车数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车分布式控制系统，其特征在于：所述人机交互设备包括显示装置和控制信号发生装置；所述显示装置与整车控制器相连，用于显示控制参数和状态；所述控制信号发生装置与整车控制器相连，用于将控制指令输入整车控制器。

3.根据权利要求2所述的一种矿用自卸车分布式控制系统，其特征在于：所述控制信号发生装置包括分别与整车控制器相连的组合开关、操作键盘和档位手柄。

4.根据权利要求2所述的一种矿用自卸车分布式控制系统，其特征在于：所述显示装置为显示器；所述显示器与整车控制器相连。

5.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车分布式控制系统，其特征在于：所述总线控制器输出端口均采用5芯M12接头，输出端口个数根据需要选择，每个端口根据需要进行输入、输出配置，同时数据类型根据需要进行数字和模拟量的切换。

6.一种矿用自卸车，其特征在于：包括权利要求1至5任一项所述的矿用自卸车分布式控制系统。

设计说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式控制系统，具体是一种矿用自卸车分布式控制系统，属于车辆控制领域。

背景技术

矿用自卸车具有功率大、载重能力强的特点，在露天矿山开采领域一直占有绝对的优势，但是矿用自卸车的特点决定了车辆体积过大，而电气系统必须对各个系统的数据进行采集和传输，导致需要控制元件多、采集信号量大的问题。一直以来各个主机厂家都采用硬线连接各个控制和执行元件，导致车辆控制系统线束较多。而电气线束必须在整车其他系统布置完成之后才可以工作，在狭小的空间内布置线束，给电气设计人员带来很大不便，给维护人员点检车辆带来很大麻烦。线束较多带来的另一个问题是线束断点较多，故障率也大幅增加，出线问题必须逐一排查，工作效率极低。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种矿用车辆分布式控制系统，可简化车辆的控制线路，提高线束设计效率，配置灵活方便，可靠性高，易于维护。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种矿用自卸车分布式控制系统，包括人机交互设备、整车控制器、总线控制器、执行元件和信号采集装置；所述总线控制器的数量为多个，根据矿用自卸车的元件布置位置以及执行元件和信号采集装置来确定；所述人机交互设备与整车控制器连接，所述整车控制器与多个总线控制器之间均采用CAN总线连接，整车控制器根据人机交互设备的控制指令将控制信号传输至总线控制器，同时将对应输入和输出信号传输至人机交互设备；每一个总线控制器均与执行元件和信号采集装置相连，总线控制器进行数字量和模拟量的处理，与整车控制器进行数据传输；整车控制器根据各个总线控制器的信息对整车数据进行处理。

进一步，所述人机交互设备包括显示装置和控制信号发生装置；所述显示装置与整车控制器相连，用于显示控制参数和状态；所述控制信号发生装置与整车控制器相连，用于将控制指令输入整车控制器。

进一步，所述控制信号发生装置包括分别与整车控制器相连的组合开关、操作键盘和档位手柄。

进一步，所述显示装置为显示器；所述显示器与整车控制器相连。

进一步，所述总线控制器输出端口均采用5芯M12接头，输出端口个数根据需要选择，每个端口根据需要进行输入、输出配置，同时数据类型根据需要进行数字和模拟量的切换。

一种矿用自卸车，包括前述的矿用自卸车分布式控制系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1、简化控制系统的线束，设计、维护方便；2、故障点少，可靠性高；3、使用该方法，可以降低整车控制器点数，充分发挥CAN总线传输优势；4、检测方便，一根总线可以查看所有端口信息和状态。

附图说明

图1是本实用新型的原理图；

图2是图1中总线控制器工作原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种矿用自卸车分布式控制系统，包括人机交互设备10、整车控制器20、总线控制器30、执行元件40和信号采集装置50；总线控制器30的数量为多个，根据矿用自卸车的元件布置位置以及执行元件40和信号采集装置50来确定；人机交互设备10与整车控制器20连接，整车控制器20与多个总线控制器30之间均采用CAN总线连接，整车控制器20根据人机交互设备10的控制指令将控制信号传输至总线控制器30，同时将对应输入和输出信号传输至人机交互设备10；每一个总线控制器30均与执行元件40和信号采集装置50相连，总线控制器30进行数字量和模拟量的处理，与整车控制器20进行数据传输；整车控制器20根据各个总线控制器30的信息对整车数据进行处理。

以下给出上述实施例中关于人机交互设备一优选实施例：

人机交互设备10包括显示装置和控制信号发生装置；显示装置与整车控制器20相连，用于显示控制参数和状态；控制信号发生装置与整车控制器20相连，用于将控制指令输入整车控制器。

优选的方案，控制信号发生装置包括分别与整车控制器20相连的组合开关、操作键盘、档位手柄。

优选的方案，显示装置为显示器；显示器与整车控制器20相连。

需要说明的是，总线控制器30输出端口均采用5芯M12接头，输出端口个数根据需要选择，每个端口根据需要进行输入、输出配置，同时数据类型根据需要进行数字和模拟量的切换。

工作过程：

本发明采用24V直流电源为整个系统供电，整车控制器20根据人机交互设备10的控制指令将控制信号传输至总线控制器30，同时将对应输入和输出信号传输至人机交互设备10。总线控制器30根据通信协议控制对应的执行元件40，并将采集的数据传输至整车控制器20。总线控制器30输出端口采用标准5芯M12接头，输出端口个数可以根据需要选择，每个端口根据需要进行输入、输出配置，同时数据类型根据需要可以进行数字和模拟量的切换。

如图2所示，给出了其中一个总线控制器连接实施例，在工作过程中，总线控制器30根据收到的控制信号输出对应的指令，用于控住灯、喇叭、电磁阀等不同的执行元件；总线控制器30采集高压过滤堵塞、回油过滤堵塞等数字量，并根据通信协议将信号传输至整车控制器；总线控制器30采集驻车制动压力传感器、后桥制定压力传感器、蓄能器压力传感器等模拟量，并发送至整车控制器20。整车控制器20根据各个总线控制器30传输的信息判断各部件的运行状态，将信息发送至人机交互设备10。

综上，随着CAN总线技术的成熟，总线控制的优点开始凸显，采用两根双绞屏蔽线连接，连接简单、方便，传输速度快，可靠性高，在工业领域总线控制已经开始广泛使用。分布式控制采用总线连接，线束大幅减少，提高设计人员效率，维护人员工作量也大幅降低。总线控制器的端口根据需要可进行合理配置，使用灵活，维护方便。

本实用新型还提供一种矿用自卸车，包括前述的矿用自卸车分布式控制系统。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

设计图

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