基于DSP2812H1300型铣刨机电控系统设计.pdfVIP

基于DSP2812的H1300型铣刨机电控系统设计 徐文山1，唐红雨2 肖羽悴1 (1．江苏华通动力重工有限公司，江苏镇江212003； 2．镇江市高等专科学校，江苏镇江212003) 摘要：在沥青路面科学化养护中，铣刨机作为专业机械设备，有着不可替代的作用，分析 了H1300型路面铣刨机系统结构组成，选择TMS320F2812芯片作为主控制器，设计了铣 刨机的数据采集和控制模块，并以行走、转向控制模块为例，进行该模块的硬件和软件详 细设计，经试验，控制方案能够满足铣刨机操作的性能指标。 关键词：铣刨机；电控系统；转向系统；数据采集 我国高等级公路已经发展了20多年，车流量的越来越大，随着这些公路服务年限增加，加上雨 水侵蚀、地基沉陷、筑路材料老化及车辆碾压的影响，公路已出现不同程度的损坏，路面需要进行 科学养护。科学养护的关键是降低成本，提高质量，而养护的质量的关键因素是施工工艺和养护技 术及机械的使用。铣刨机…作为一种路面养护专用设备，其主要功能是用于公路、机场、广场等大 面积铣削破碎，路面油包、油浪、车辙和面层错台的铣平。其性能影响着路面的养护，在科学化养 护中有着不可替代的作用。而铣刨机的电控系统是整机的核心，对其性能有直接的影响。而小型铣 刨机多数仍采用传统的开关、继电器的控制方式，虽然控制技术成熟，但是技术含量不高，利润低， 限制了铣刨机功能的扩展。数字控制系统操作简单，精度高，维护方便，使用前景广泛，厂家已开 始采用数字控制器实现功能[2】，因而其电控系统已成为相关技术人员研究的重点。 l铣刨机控制系统结构 1．1铣刨机的系统结构 在铣刨机工作时，先利用侧板找平进行铣刨基准的确定，通过调整升降支腿的伸缩，确定铣刨 深度，进行铣刨工作时，铣刨鼓上面的刀具旋转运动对路面材料产生切削作用，由铣刨鼓上的抛料 板把废料从出料口抛掷皮带输送机上，送至废料运输车。本文以H1300型铣刨机为例，H1300路面 铣刨机采用前轮驱动、后轮支承行走型式。前桥为转向驱动桥，两后轮为带升降支腿独立支承随动 轮。车架为整体钢板型式，车架的上部布置有发动机及散热系统、动力传动装置、液压传动系统、 液压油箱、燃油箱、洒水箱及操纵台等。工作装置位于车架的尾部两后轮中心线上，工作装置为整 体式独立悬挂结构，极大地方便了装配和维修。废料回收机构采用后置输送机悬挂在机器尾部。整 机还配有可折叠、可拆卸的遮阳顶棚。并可按用户要求选配自动找平装置。H1300型铣刨机的行走 系统、工作装置、机器的升降、铣深调节、输料装置位置调节等的操纵为电气控制。 H1300型铣刨机控制系统有三部分组成：(1)机械控制，包括行走转向控制系统、支腿升降及 深度控制系统、散热控制系统、找平控制系统、出料及输送料控制；(2)发动机的控制；(3)辅助 控制系统。在设计铣刨机控制系统时，以智能化、网络化为基本原则，考虑系统的操作性、维修性 DSP芯片，是目前国际市场上最先进、功能最强大的32位定点DSP芯片。它既具有数字信号处理 能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于有大批量数据处理的测控场合， 如工业自动化控制、电力电子技术应用、智能化仪器仪表及电机、马达伺服控制系统等。主频为 EVB)中含有通用定时器、比较寄存器／脉宽调制、捕获／正交解码脉冲电路【jJ。 图l铣刨机电控系统结构图 控制中，采集模块对温度、压力、转速等参数进行采集，通过变送模块输入到控制器，同时接 受来自于人机界面的信息和手柄信号，产生的PWM控制信号送到对应模块的比例电磁阀，调节油 压，使对应的机构动作。发动机控制模块控制发动机的启停以及故障情况下的实时保护，实时监控 发动机转速、水温、油压、油耗等参数并报警。铣刨机行走、转向控制模块包括行走速度调节和转 向控制，转向控制采用前后轮单独控制，通过操作手柄实现。在手柄操作时，可根据需要进行蟹行 转向模式、全轮转向模式、后轮回中模式转向。支腿升降及深度控制模块是根据工况，完成铣刨机 的支腿升降，铣刨深度自动调节控制。出料、输料控制模块主要完成把铣刨鼓铣出的废料抛掷推料 器，再通过输送带，送至随铣刨机同时前进的运输车。人机界面显示模块主要实现机器的操作、参 数标定和设定，数据输入，整体状态监测与报警等。散热系统采用大功率风扇来冷却发动机冷却水、 液压油、发动机增压后的空气三种介质温度，实现状态监控，降低能耗[4】o