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挖掘机电气控制系统的基本构造
2019/5/19
本篇将以SY200C5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。简介：机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为工程机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器（ElectronicPowerSystem）。
控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、熔断器和显示屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。SY200C5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V120AH蓄电池串联作发动机启动电源。
由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。蓄电池：采用12V120AH免维护型蓄电池，2组串联。发电机：27V35A交流发电机，由发动机自带，内置硅整流电路及电压调节器，带有频率输出。D+为中性点电压输出端子，B+为电源输出端子，E为接地端子。D+端子接充电报，在启动初状态，当发电机电压尚未建立时D+端电压为0V，充电报亮，蓄电池正电源通过报灯丝流向D+端作为发电机的励磁电流，使发电机迅速建立起电压并进入发电工作状态。发电机进入发电状态后，D+端电压达24V，充电报熄灭。3)电源继电器：装于电瓶的正极控制总电源。
由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。接通：把钥匙开关打到“接通”位置以启动电路系统，此时电源继电器接通，系统得电。在启动发动机之时，钥匙开关必须是接通的。断开：把钥匙开关打到“断开”位置，电源继电器断电，以切断电路系统。注意：维修电路系统和机器的其它部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。50接线柱接启动开关。31接线柱为负极搭铁。30接线柱可接车上的用电器的正极。钥匙开关：用于启动发动机。转速传感器：用于检测启动过程中发动机转速。液压操纵：液压操纵杆在“锁住”位置，发动机才能启动。SY200C5挖掘机由控制器来控制起动马达，并通过程序设置实现保护。柴油机起动前。
钥匙开关先打到“通电”档时，由控制器检测各传感器及相关开关输入信号，检测此时冷却液温度是否低于3℃，若是，则接通预热继电器，直到冷却液温度高于此值时断开，同时驱动油门机构向油门高位走一行程，以保证油门打开。钥匙开关打到“启动”档后，控制器检测到“柴油机启动信号”的输入，同时判断“液压操纵秆”信号是否为闭合，若闭合，再判断此时转速是否低于650r/m，若是，则接通启动继电器，直到转速高于650r/m，则断开启动继电器，起动后启动继电器不再输出。此时控制器完成发动机的发动。为了保证夜间行车或作业安全，提高工作效率，外部照明旋转台工作灯、动臂工作灯均采用大功率工作灯，内部照明为驾驶室厢灯。包括各启动开关、断路开关、继电器等电气控制机构。
为了营造一个舒适的工作环境，本机采用工程机械专用工程空调，能实现制冷与制暖、风量以及温度调节。采用国际先进的挖掘机专用收音机(以实物为准)，配以大功率放音喇叭，能获得震撼的收音效果。故障诊断报警装置对挖掘机的运行状态进行，一旦发生异常能及时报警，并指出故障部位，从而可及早清除隐患，减少维修时间，降低保养和维护费用，改善作业环境，提高作业效率。其硬件主要由控制器和显示屏为系统核心，辅以其他检测和保护控制元件，实现对控制对象的各种监测目的，显示屏面板能防水、防尘，整个装置抗干扰能力强，并能防震。能对机器的运行情况进行连续监测，并根据要求进行报警。装置在硬件上具有光控电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明液晶屏。
在不同温度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳视觉效果。装置具有工作小时总计，系统时间显示且能对其进行调整，使其与当地时间一致。可以对液晶屏进行翻屏操作，可查阅采集的各路参数的具体数值或者各开关量的正常与否。工作后每次只选一个工作模式，选定一个新的工作模式之后，原工作模式自动消除。每次重新启动挖掘机后，功率模式重新回到S（标准）模式。每次重新接通并启动挖掘机后，行驶高低速选择开关处于低速状态，只有当按下开关后才依次在高速与低速之间转换。每次重新启动挖掘机后，自动怠速开关处于自动怠速有效模式，只有按下自动怠速开关，自动怠速功能才能取消。本装置自动查找故障，根据测得的故障参数找出发生故障的部位，并能查询某个故障发生的时间及某个时间内所发生的故障名称。
控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、熔断器和显示屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。SY200C5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V120AH蓄电池串联作发动机启动电源。
由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。蓄电池：采用12V120AH免维护型蓄电池，2组串联。发电机：27V35A交流发电机，由发动机自带，内置硅整流电路及电压调节器，带有频率输出。D+为中性点电压输出端子，B+为电源输出端子，E为接地端子。D+端子接充电报，在启动初状态，当发电机电压尚未建立时D+端电压为0V，充电报亮，蓄电池正电源通过报灯丝流向D+端作为发电机的励磁电流，使发电机迅速建立起电压并进入发电工作状态。发电机进入发电状态后，D+端电压达24V，充电报熄灭。3)电源继电器：装于电瓶的正极控制总电源。
由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。接通：把钥匙开关打到“接通”位置以启动电路系统，此时电源继电器接通，系统得电。在启动发动机之时，钥匙开关必须是接通的。断开：把钥匙开关打到“断开”位置，电源继电器断电，以切断电路系统。注意：维修电路系统和机器的其它部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。50接线柱接启动开关。31接线柱为负极搭铁。30接线柱可接车上的用电器的正极。钥匙开关：用于启动发动机。转速传感器：用于检测启动过程中发动机转速。液压操纵：液压操纵杆在“锁住”位置，发动机才能启动。SY200C5挖掘机由控制器来控制起动马达，并通过程序设置实现保护。柴油机起动前。
钥匙开关先打到“通电”档时，由控制器检测各传感器及相关开关输入信号，检测此时冷却液温度是否低于3℃，若是，则接通预热继电器，直到冷却液温度高于此值时断开，同时驱动油门机构向油门高位走一行程，以保证油门打开。钥匙开关打到“启动”档后，控制器检测到“柴油机启动信号”的输入，同时判断“液压操纵秆”信号是否为闭合，若闭合，再判断此时转速是否低于650r/m，若是，则接通启动继电器，直到转速高于650r/m，则断开启动继电器，起动后启动继电器不再输出。此时控制器完成发动机的发动。为了保证夜间行车或作业安全，提高工作效率，外部照明旋转台工作灯、动臂工作灯均采用大功率工作灯，内部照明为驾驶室厢灯。包括各启动开关、断路开关、继电器等电气控制机构。
为了营造一个舒适的工作环境，本机采用工程机械专用工程空调，能实现制冷与制暖、风量以及温度调节。采用国际先进的挖掘机专用收音机(以实物为准)，配以大功率放音喇叭，能获得震撼的收音效果。故障诊断报警装置对挖掘机的运行状态进行，一旦发生异常能及时报警，并指出故障部位，从而可及早清除隐患，减少维修时间，降低保养和维护费用，改善作业环境，提高作业效率。其硬件主要由控制器和显示屏为系统核心，辅以其他检测和保护控制元件，实现对控制对象的各种监测目的，显示屏面板能防水、防尘，整个装置抗干扰能力强，并能防震。能对机器的运行情况进行连续监测，并根据要求进行报警。装置在硬件上具有光控电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明液晶屏。
在不同温度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳视觉效果。装置具有工作小时总计，系统时间显示且能对其进行调整，使其与当地时间一致。可以对液晶屏进行翻屏操作，可查阅采集的各路参数的具体数值或者各开关量的正常与否。工作后每次只选一个工作模式，选定一个新的工作模式之后，原工作模式自动消除。每次重新启动挖掘机后，功率模式重新回到S（标准）模式。每次重新接通并启动挖掘机后，行驶高低速选择开关处于低速状态，只有当按下开关后才依次在高速与低速之间转换。每次重新启动挖掘机后，自动怠速开关处于自动怠速有效模式，只有按下自动怠速开关，自动怠速功能才能取消。本装置自动查找故障，根据测得的故障参数找出发生故障的部位，并能查询某个故障发生的时间及某个时间内所发生的故障名称。
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