一种工程机械监控系统的模拟台技术方案

本实用新型专利技术提供了一种工程机械监控系统的模拟台，属于工程机械监视与控制技术领域，以解决在现有的高端大型工程机械控制系统中存在的不能直观的获取执行状态、控制操作难度较大以及无法预先对控制操作的结果进行估计的问题。该模拟台的传感器组件用于模拟采集工程机械的工况参数并发送给ＣＡＮ模块；执行器组件用于接收控制信号并驱动相应的执行器；监控对象模拟装置用于模拟工程机械传动装置的动作，并将传感器组件和执行器组件连接构成闭环控制的监控系统；ＣＡＮ模块用于将工况参数发送给监控上位机，将控制信号发送给执行器组件；监控上位机用于将工况参数显示给用户，并根据控制命令向ＣＡＮ模块发送控制信号，根据输入的命令更改监控系统的通信设置。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种工程机械监控系统的模拟台，属于工程机械监视与控制

技术介绍
工程机械是人类改造自然、利用自然最有力的工具，在许多领域都有着不可替代的作用。PLC (Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)由于具有可靠性高、 通用型强、成本较低、软硬件易于开发以及工业现场抗干扰能力强等特点，使其在工业控制和工程机械等领域应用十分广泛。但是，随着工程机械自动化程度的进一步提高、处理信息量的加大以及作业对象复杂程度的提高，PLC所擅长的顺序控制能力已经无法满足大中型工程机械的高端产品的要求。随着计算机以及微电子技术的发展，采用32位CPU控制器为核心以及使用C、 LabVIEW等高级语言进行编程并采用提高控制性能的实时操作系统的高端大型工程机械控制系统已经成为工程机械控制领域的发展趋势。目前已有的高端大型工程机械的控制系统都非常复杂，并且对控制系统的操作比较抽象，微量的操作也会引起高端大型工程机械的执行动作产生较大的变化，甚至会产生严重的工程事故。因此，现有的高端大型工程机械普遍存在不能直观的获取执行状态、控制操作难度较大以及无法预先对控制操作的结果进行估计的问题。
技术实现思路
本技术为解决在现有的高端大型工程机械控制系统中存在的不能直观的获取执行状态、控制操作难度较大以及无法预先对控制操作的结果进行估计的问题，提出了一种工程机械监控系统的模拟台，包括传感器组件，用于模拟采集工程机械的动力装置、传动装置以及工作装置的工况参数，并将所述工况参数发送给CAN模块，以及向CAN模块提供0 5VDC的电压信号；执行器组件，用于接收CAN模块发送的控制信号，并驱动相应的执行器；监控对象模拟装置，用于模拟工程机械工作装置的动作，并将传感器组件和执行器组件连接构成闭环控制的监控系统；CAN模块，用于将传感器组件发送的工况参数通过CAN总线发送给监控上位机，以及将监控上位机通过CAN总线发送的控制信号发送给执行器组件；监控上位机，用于将CAN模块发送的工况参数显示给用户，并根据用户输入的控制命令向CAN模块发送控制信号，以及根据用户输入的命令更改监控系统的通信设置。本技术通过将采集的工况信息通过CAN模块发送给监控上位机，并由监控上位机根据工况参数及用户输入的控制命令对工程机械的动力装置、传动装置以及工作装置进行相应的控制，能够直观的获取高端大型工程机械的执行状态，具有对高端大型工程机械的控制操作难度较小以及能够预先对高端大型工程机械控制操作的结果进行估计的特点ο附图说明图1是本技术的具体实施方式提供的工程机械监控系统的模拟台的结构示意图；图2是本技术的具体实施方式提供的模拟台安装的试验台架的结构示意图。具体实施方式本技术的具体实施方式提供了一种工程机械监控系统的模拟台，包括传感器组件、执行器组件、监控对象模拟装置、CAN模块和监控上位机，传感器组件，用于模拟采集工程机械的动力装置、传动装置以及工作装置的工况参数，并将所述工况参数发送给CAN 模块，以及向CAN模块提供0 5VDC的电压信号；执行器组件，用于接收CAN模块发送的控制信号，并驱动相应的执行器；监控对象模拟装置，用于模拟工程机械工作装置的动作， 并将传感器组件和执行器组件连接构成闭环控制的监控系统；CAN模块，用于将传感器组件发送的工况参数通过CAN总线发送给监控上位机，以及将监控上位机通过CAN总线发送的控制信号发送给执行器组件；监控上位机，用于将CAN模块发送的工况参数显示给用户， 并根据用户输入的控制命令向CAN模块发送控制信号，以及根据用户输入的命令更改监控系统的通信设置。该工程机械监控系统的模拟台用于模拟对高端大型工程机械的监视和控制，其主要原理是在CAN总线的支持下，通过监控上位机对工程机械动力装置模拟部件的工况参数的采集以及对工程机械工作装置动作模拟部件的动作执行，以实现模拟高端大型工程机械的运行状况。为了更清楚的说明该技术方案，下面结合说明书附图进行说明，如图1所示，该工程机械监控系统的模拟台具体可以包括传感器组件1，用于模拟采集工程机械的动力装置、传动装置以及工作装置的工况参数，并将所述工况参数发送给CAN模块4，以及向CAN模块4提供0 5VDC的电压信号；执行器组件2，用于接收CAN模块4发送的控制信号，并驱动相应的执行器；监控对象模拟装置3，用于模拟工程机械工作装置的动作，并将传感器组件1和执行器组件2连接构成闭环控制的监控系统；CAN模块4，用于将传感器组件1发送的工况参数通过CAN总线发送给监控上位机 5，以及将监控上位机5通过CAN总线发送的控制信号发送给执行器组件2 ；监控上位机5，用于将CAN模块4发送的工况参数显示给用户，并根据用户输入的控制命令向CAN模块4发送控制信号，以及根据用户输入的命令更改监控系统的通信设置。具体的，由于传感器是工程机械感知其动力装置、传动装置、工作装置运行情况及周围环境状态的重要器件，其量程、精度、分辨率、信号输出类型、可靠性等参数都可影响监控系统对信号采集的质量、测控系统的价格、搭建测控平台的复杂程度。因此，为了更准确的模拟采集工程机械的动力装置、传动装置以及工作装置的工况参数，传感器组件1的组成应该考虑到工程机械的测量目的、测量对象以及测量环境，合理选择传感器，令其性价比达到最优。在传感器组件1中，可以包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、流量传感器、位移传感器(包括线位移和度位移传感器)、速度传感器(包括角速度传感器和线速度传感器)、扭矩传感器、风速传感器、图像传感器、开关量传感器、数字量传感器等覆盖一般工程机械运行过程工况参数检测需要的传感器等多种数据采集设备，可以根据具体的工况选择搭配其中的一种或几种相应的数据采集设备。其中，温度传感器可用来实现对工程机械液压系统内液压油温度以及油箱内温度的测定，来对整个液压系统实现安全监控，冷却系统通过检测冷却水进出口温差来实现冷却系统的安全监控；扭矩传感器可用来检测一定范围内的扭矩，实现对大力臂构件的保护，当达到扭矩极值，进行安全报警；拉压力传感器可用来对产生拉压动作的部件进行拉压力检测，对一定量程范围内的拉压力进行检测并通过变送器产生0 5VDC范围内的电压信号；风速传感器可对工程机械工作现场的风速，从一级到十二级进行检测，检测到的风速可作为驾驶员进行操作的参考，或者输入到控制器中，按照预先的程序设定来对工程机械进行进一步的控制，如果风速超过报警限度，可以报警或者停机；线位移传感器可以对于需要测定线位移的部件进行检测，位移是否到位等；角速度传感器是通过光电编码器输出的脉冲信号，经过变送器可实现对转速的测量；角位移传感器通过增量式光电编码器输出的脉冲信号，经过变送器可实现对工程机械回转机构回转角度的测量；光电开关也可实现对位移的检测，通常可用来检测运动部件是否到位；接近开关可以对金属物体进行检测，用以实现运动部件的位移是否到位，还可以通过检测与轴一起转动的金属物体经过接近开光的次数来测定轴的转速；图像传感器可以检测对象周围图像信息，以防止机械之间的干涉和碰撞的发生；等等。典型的工程机械的执行器有各种控制流量、方向、压力的液压阀件，电动系统中的各类电机、继电器、电磁铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种工程机械监控系统的模拟台，其特征在于，包括：传感器组件，用于模拟采集工程机械的动力装置、传动装置以及工作装置的工况参数，并将所述工况参数发送给ＣＡＮ模块，以及向ＣＡＮ模块提供０～５ＶＤＣ的电压信号；执行器组件，用于接收ＣＡＮ模块发送的控制信号，并驱动相应的执行器；监控对象模拟装置，用于模拟工程机械工作装置的动作，并将传感器组件和执行器组件连接构成闭环控制的监控系统；ＣＡＮ模块，用于将传感器组件发送的工况参数通过ＣＡＮ总线发送给监控上位机，以及将监控上位机通过ＣＡＮ总线发送的控制信号发送给执行器组件；监控上位机，用于将ＣＡＮ模块发送的工况参数显示给用户，并根据用户输入的控制命令向ＣＡＮ模块发送控制信号，以及根据用户输入的命令更改监控系统的通信设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝江，
申请(专利权)人：北京建筑工程学院，
类型：实用新型
国别省市：11