全液压抑尘车喷雾量调节方案,该文是液压类有关硕士论文开题报告范文与喷雾和液压和调节有关论文范文数据库.
液压论文参考文献：
摘 要：本文介绍了全液压抑尘车喷雾量调节的几种方案,并详细阐述了方案实施的步骤.
关键词：CAN：Canopen；CoDeSys比例控制
1引言
随着交通运输车辆尾气、工业废气和城市民用生活炉灶及取暖锅炉废气的排放加剧,空气污染造成的环境问题日益凸显.雾霾和沙尘现象也越来越成为政府及民众关注的焦点.能够通过喷洒抑尘固化剂等喷洒液实现抑制扬尘污染的特种车辆——抑尘车也应运而生.全部依靠液压系统驱动的抑尘车,区别于传统的发电机组驱动抑尘车,具有安全可靠、维护简单等优点,成为抑尘车发展的趋势.
2全液压抑尘车简介及工况分析
本文讨论的抑尘车,大致结构如图1,由专用车底盘4、发动机全功率取力器5、主泵6、风机液压马达7、药泵液压马达10、罐体8、喷雾装置9、显示器1、操作盒2、遥控系统3等组成.
考虑到整车的作业需求,喷雾量并非一成不变.在抑尘操作时,最大功率输出,效果最好；但在进行树木花草等植物的清洗、施药操作时,则不可全功率输出,避免对树木花草造成不必要的伤害.此外,整车配有遥控系统,满足特殊条件下的主要作业需求.
3整理需求并确立方案
根据具体的整车作业工艺需求,可以整理出如下控制要求：
①整车作业工况并不复杂,只在几种特定情况下作业,要求喷雾量能够调整,最好是预设好几个档位,以便操作简洁可靠.
②要求在驾驶室内操作盒上可进行喷雾量的调整,而遥控上可不作强制要求；
③需要满足操作盒操作和遥控器操作时的独立性,一个损坏另一个不受影响.
而针对喷雾量调整的具体的可行方案进行如下分析：
方案一：调节发动机功率
采用操作盒上加装电位计的方式,将电压信号接入控制器,控制器通过处理,发送CAN总线数据对底盘发动机进行功率调节,全功率取力器输出轴的功率也会相应变化,达到调整雾炮喷雾量的目的.
方案二：调节比例阀开度
采用操作盒卜加装电位计的方式,将电压信号接入控制器,控制器通过处理,调节控制雾炮喷雾量的比例阀电流值,从而调整阀组的开度,通过调整液压系统的流量来达到调整喷雾量的目的.
方案三：调节喷圈开启数量
将喷雾作业的两组喷圈单独控制,当全功率输出时两组喷圈同时工作,需要调节喷雾量时,相应的单独打开内圈或者外圈喷圈,可以实现,三档位切换.
4方案进行可行性分析：
方案一,调节底盘发动机的转速、输出功率就喷雾作业来说是可行的,但发动机转速对底盘的正常行驶有很大的影响.仅仅为了满足作业需求而降低车辆的驾驶体验甚至有安全隐患的做法显然不可取.
方案三,通过独立控制的喷圈实现喷雾量切换,虽然简单有效,但是液压系统压力变化小,整体上效率偏低.
经过多方对比,选择方案二.
5优化方案
将方案二略作调整,选择一款按键、显示、旋钮集成的CAN总线显示操作盒,通过操作旋钮,发送CAN总线数据,控制器读取该数据,调整输出至比例阀的电流值.相比传统方案,该方案具有特种作业过程更加安全,整车线束更加整洁,控制系统更加稳定,显示内容更加丰富,人机交互更加便捷和故障排查更加容易的特点.
6方案实施
6.1 配置CAN总线显示操作盒
Can总线显示器上的旋钮为相对位置旋钮,有一格格的旋动操作,但无初始位置和结束位置.相应的,每顺时针旋转一格,会激活系统定义的Encoder- Up按键一次,逆时针则激活Encoder_ Down按键.
出于更加人性化的设计思路,我们定义顺时针旋转为加,逆时针减,喷雾量8档可调节.在CoDeSys3.5编程环境下易得：
PROGRAM Wind_Speed
VAR_GLOBAL （*定义全局变量*）
WindSpeed: int等于8；（*喷雾档位初始值8*）
Wind_SpeedByte．byte； （*定义字节型变量,用于CAN总线传输*）
END__ VAR
（*当顺时针旋转且喷雾量小于等于7档时,每操作一次,档位加一*）
IF Encoder_Up AND WindSpeed≤7 THEN
WindSpeed: 等于WindSpeed+l;
END—IF
（*当逆时针旋转且喷雾量大于等于2档时,每操作一次,档位减一*）
IF Encoder_Down AND WindSpeed ≥2 THEN
WindSpeed: 等于WindSpeed -1;
END—IF
（*数据进行格式转换*）
Wind_SpeedByte:等于INT_TO_BYTE (Wind_Speed)；
CAN总线显示器和控制器均支持CANOPEN协议,标准帧报文格式.
对显示器地址进行如下分配：
显示器PDO配置：
经过程序的编写,显示器显示接收到的喷雾反馈电流值,这里不再赘述.
6.2配置控制器,接收发送数据
对控制器地址进行如下分配：
控制器采用CANCHANNEL1发送启动指令并接收显示器数据.
控制器在CoDeSys2.3编程环境下,使用系统功能块CANI．RECEIVE和CAN1一TRANIT易得：
PROGRAM CANl_RECEIVE
VAR
init_l: BOOL: 等于TRUE；
CANl_RVO: CANI_RECEIVE；
CANl_RV1: CANl_RECEIVE;
Can_Tx0: CANl_TRANIT；
HMI_Data_Rvl:ARRAY【1..8】OF BYTE；
EN_CANOPEN: ARRAY[1..8】OF BYTE；
END VAR
EN_CANOPEN[1]:等于16#01；
EN_CANOPEN[2]:等于16#00；
CANl_RVO( CONFIG: 等于INIT_1, （*prepare it once at initialisation*）
CLEAR: 等于FALSE, (*clear the buffer*)
ID:等于16#778, (*CANidentifier*))；
IF CAN1一RVO.AILABLE >0 AND CANl_RVO.DATA[O]等于O THEN
Can_Tx0 (ID: 等于16#0, (*CANidentifer*)
DLC：等于2,（*Data length code*）
DATA: 等于EN_CANOPEN,
ENABLE: 等于TRUE)；
END IF
CANl_RVl( CONFIG: 等于INIT_1, (+prepare it once at initialisation*)
CLEAR:等于FALSE, （*clear the buffer*）
ID: 等于16#1F8,(*CAN identifier*)
DATA等于>HMI—Data_Rvl, (*message data*))；
通过以上程序,可将Wind_SpeedByte的数据存入HMI_Data_Rvl【1】中.
6.3确认比例阀参数,对数据进行处理
比例阀参数如图2：
根据整车电气参数和液压系统的设计要求,采用24VDC电压控制,启用控制电磁铁b,控制压力X2,流动方向B至A,开启电流200mA,终止电流600mA.
结合设定的8个喷雾量档位,经液压系统设计人员计算,得出对应电流值,见表.
当操作遥控器或显示操作盒上开启喷雾作业相关开关时,将读取到的喷雾量档位换算成电流值输出至比例阀,并将此时的电流值循环发送给显示器.当CAN通信显示器异常,无法进行档位发送时,默认为最大电流值.此时,遥控器可单独使用.
控制器在CoDeSys2.3编程环境下,易得：
PROGRAM PWM．OUT
VAR
WindM_PWM: WORD;
Wind_Level: WORD：等于8；
Can_Tx0:CANl_TRANIT;
TON1：ton;
ptr：POINTERTO BYTE;
ptr2： POINTER TO BYTE*
WindM_PWM_hmi:ARRAY[1..8]OF BYTE： END VAR Wind_Level:等于BYTE_TO_WORD (HMI_ Data Rvl【1】) ；
IF Main_Program.booI_QOO_WindM THEN （*如果有喷雾开启信号*）
IF CAN1一RECEIVE,CAN1一RVl.DATA[2]◇0 THEN（*如果有显示器发送数据*）
WindM_PWM:等于 (wind_level*50+190) *22.7／27.8；
（*换算相应电流对应的千分之占空比*）
pt：等于ADR (WindM_PWM)；
WindM_PWM_ hmi[l]:等于ptr^;
ptr2等于 ptr+1；
WindM_PWM_hmi [2]:等于WORD_TO_ BYTE（ptr2^）
（*得到向显示器发送相应电流值的高低字节*）；
ELSIF CANI—RECEIVE.CAN1一RVl.AILABLE 等于0 AND
CANl_RECEIVE.CANl_RVl.DATA [1]等于0 THEN（+如果显示器通讯异常+）
WindM_PWM：等于580;（+默认喷雾量最大+）
END IF
ELSE
WindM_PWM：等于O;
WindM_PWM_ hmi[l]：等于O；
WindM_PWM_hml[2]: 等于0；
END IF
TONI (In: 等于NOT TONl.Q, pt:等于T#lOOms)； （*定时lOOms循环发送*） IF TONl.Q THEN Can_Tx0 (ID等于 等于16#278, (*CAN identifer+)
DLC: 等于8, （*Data length code*）
DATA: 等于WindM__ PWM_hmi,
ENABLE: 等于TRUE；
END IF
6.4输出至比例阀
根据经验判断和初步的实验数据,可知比例阀电流值逐步的增减,可减少液压系统收到的冲击,设定值由0～580mA,需要15000～20000mS,580～OmA,时间可缩短.
该工艺可通过功能块RAMP INT实现.
RAMP INT输入变量由三个INT值的OUT变量组成：IN,功能输入以及ASCEND和DESCEND,每个间隔之间的最大增或减量,它又是被TIME类型中的TIMEBASE来定义的.将RESET设为IRUE会导致RAMP_INT被重新初始化.INT类型中的OUT输出变量中含有上升和下降的有限功能值.把TIMEBASE设为t#Os,ASCEND和DESCEND虽与时间间隔无关,但是却能保持不变.
将PWM电流值输出至比例阀时,可借用功能块：PWM1000
FUNCTION_BLOCK PWM1000
VAR_ INPUT
INIT：BOOL; (*To initialize it, or when frequencies ar changed*)
FREQUENCY: WORD; （*PWM frequency in Hz*）
CHANNEL：BYTE;
（*0…11*）
VALUE：WORD; (* Duty cycle per thousand*)
CHANGE：BOOL; （*To change the duty cycle or dither value*）
DITHER_VALUE：WORD;
(*Dither value per thousand木)
DITHER_FREQUENCY: WORD: （*Dither frequency in Hz*)
END VAR
VAR OUTPUT
END VAR
汇总以上信息,设置RAMP—INT时间基准150ms,爬升最小单位5mA,斜落最小单位15mA,设置PWM1000输出频率100HZ,通道CHANNELO,易得：
PROGRAM outl
VAR
PWMI: PWMIOOO;
RAMP_INTI: RAMP_INT;
init_l: BOOL: 等于TRUE,
END VAR
6.5实际测试
虽然CAN的抗干扰性能很强,但仍需注意：
尽量采用屏蔽双绞线,整个网络距离最远的两端120Ω电阻不可少；
避免和强电磁波源并行或交叉,保证CAN负载率不能过大.
通过实际测试,该设计方案可满足工艺需求.
7结语
经实践论证,该应用于全液压抑尘车的调速方式,有以下优势：
A.不需要调节发动机转速,对底盘正常行驶影响小；
B. CAN总线显示操作盒与遥控器独立使用,即使总线操作盒损坏也不会影响使用遥控器正常作业；
C．增加输出斜坡,减少了因电流骤增骤降造成的液压冲击；
D.可直接通过显示操作盒指示电流值,故障排查起来更加容易；
E．系统可塑性、稳定性增加.
参考文献：
[1]现场总线CANopen设计与应用【德】HlogerZeltwanger著．
[2]汽车CAN总线系统原理、设计与应用罗峰孙泽昌著．
[3] CoDeSys2.3编程手册IFMCoDeSys2.3软件帮助．
[4] CoDeSys3.5编程手册IFMCoDeSys3.5软件帮助．
作者简介——
杨浩宇：（1992.11-）,男,河南许昌人,大学本科,助工.
朱永智：（1972.9-）,男,河南长葛人,大学本科,工程师.
归纳上述：上文是一篇适合喷雾和液压和调节论文写作的大学硕士及关于液压本科毕业论文，相关液压开题报告范文和学术职称论文参考文献.
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