《工程机械电气控制》课件完整版本优质PPT.pptx

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工程机械电气设备的特点：

低压、直流、单线制和负极搭铁。

工程机械电子系统的组成：

传感器、微机控制器和执行装置等。

（三）电子控制系统分类电子控制装置，这类装置与车上机械部件进行配合使用，形成“机电一体化”系统，直接用于控制设备运行并改善其性能。

如发动机电子控制、底盘电子控制、工作装置电子控制等。

车载电子装置，是在设备工作环境下独立使用的电子装置，和设备本身的性能无直接关系。

如车载GPS、车载电话、汽车音响及多媒体等。

控制器执行器被控对象传感器工程机械电子控制系统组成框图人机交互（四）电子控制系统组成1.传感器传感器是将某种变化的物理量或化学量转化成对应的电信号的元件。

2.电子控制单元电子控制单元ECU（ElectronicControlUnit）即工程机械的微机控制系统，是以单片机为核心而组成的电子控制装置，具有很强的数学运算和逻辑判断功能，3.执行器执行器是ECU动作命令的执行者，主要是各类机械式继电器、直流电动机、步进电动机、电磁阀或控制阀等执行器件。

应用举例YZ18全液压压路机电子控制系统示意图1.2电气线路基础

（一）电路的基本概念电路：

电流的通路，为了某种需要有某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。

包括电源、负载和中间环节。

回路：

电路中任一闭合路径称为回路。

电源：

电路中提供电能的设备。

负载：

电路中取用电能的设备。

中间环节：

传输、控制和分配电能的作用。

电路通常有通路、断路、短路及接触不良四种状态。

泵车电源控制回路原理图11

（二）整机线路的分类整机线路按功能划分一般包括以下几个部分：

1电源电路：

由蓄电池、发电机、电源开关及相应指示装置电路组成；

2起动电路：

由点火开关、继电器、起动马达、发电机、预热控制器及相关保护装置电路组成；

3仪表电路：

由仪表、传感器、各种报警指示灯及控制电器组成的电路；

4行走控制电路：

由行走液压泵、行走液压马达及相关控制阀组上的电磁阀组成的电路；

125）工作装置控制电路：

由主液压泵、主液压马达或主油缸及相关控制阀组上的电磁阀组成的电路。

6）辅助装置控制电路：

为提高车辆安全性、舒适性、经济性等各种功能的电气装置组成的电路。

包括风窗刮水装置、音响装置、空调装置及照明电路等。

13（三）电路的保护电气控制系统必须在安全可靠的条件下来满足施工工艺的要求，因此在下线路中必须设有各种保护装置，保证设备和人身安全。

1短路保护：

熔断器或低压断路器来实施保护；

2过载保护：

电器因长期超载运行而引起的温升和电流超过额定值，一般利用热继电器、电流反馈实施监测和保护；

3零位保护：

确保工作装置在非工作位置才容许机器起动而实施的保护，如发动机或电动机起动；

4自锁及互锁：

统称为电器的联锁控制。

14（四）电线与线束常用的电线有低压导线、高压导线、防干扰屏蔽线等线束：

为了使机器电气线路安装方便、牢固和整齐美观，在布置和连接导线时，将走向相同的导线用聚氯乙烯塑料带包扎成束，称作线束。

有的还套上胶管或波纹管，为方便维修，线束两端通常用接插件连接。

接插件：

由插头与插座两部分组成，有片式和针式之分。

组成：

主要由电线、聚氯乙烯塑料带、波纹管及接插件组成。

专业线束用附件15泵车奔驰底盘驾驶室线束图17表一代表导线颜色的字母标记棕红橙黄绿蓝紫灰白黑粉N/BrRH/OYGU/BlVS/GrWBF导线截面mm21.01.52.53.04.06.01013允许截流A1114202225355060表二低压导线允许负载的电流值18表三汽车用电系统双色低压线主色规定序号用电系统名称电线主色代号1电气装置接地线黑B2点火、起动系统白W3电源系统红R4灯光信号系统（包括转向指示灯）绿G5防空灯系统及车身内部照明系统黄Y6仪表及报警指示系统和喇叭系统棕Br7前照灯、雾灯等外部灯光照明系统蓝Bl8各种辅助电动机及电气操纵系统紫V9收放机、电子钟、点烟器等辅助装置系统紫V10其它橙O（五）电路图的识别电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而成。

为了表达生产机械电气控制系统的组成及工作原理，便于电气元件的安装、调试和维护，在图上用不同的图形符号来表示各种电气元件，并用文字符号来进一步说明个电气元件，用在个电器接线端子用字母数字符号标记（GB4728-1984）。

常用的电气控制系统图纸有五种：

电气原理图、电器布置图、电气互连图、电气接线图及安装线束图。

1）电气原理图：

表达电路的工作原理和连接，不讲究电气设备的形状、位置和导线走向的实际情况。

各器件均有标准符号（图形、文字符号）表示，一般分为主电路和辅助电路。

原理图中应在控制回路上或下注明各主要部分功能。

212）电器布置图：

所绘内容为原理图中各元器件的实际安装位置，可按实际情况分别绘制，如电器板、控制面板。

3）电气互连图：

互连图表达两个或两个以上单元之间线缆连接情况，主要内容为各种类型的电缆与结构单元端子之间的连接，通常不包括单元内部的连接。

各单元一般用点划线围框表示，必要时也可给出与之有关的电路图和单元接线图的代号。

4）电气接线图：

标出项目的相对位置、项目代号、端子间的电连接关系、端子号、导线号、导线类型、截面积等。

接线图中各电气元件图形符号与文字符号均以原理图为准，并保持一致。

5）安装线束图：

反映已制成的线束外形及每根导线的长度，标明线束中所连接的电气设备的名称，接插件和连接线头的编号和线号。

用于电器安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。

4）读识电路图的方法与步骤：

按整机电路系统的功能和原理划分若干独立的电路；

分析电路前，要清楚该电路中各部件的功能和技术参数；

在阅读电路图时，应掌握回路原则；

阅读电路图时，把含有线圈和触点的继电器，应看成是由线圈工作的控制电路和触点工作的主电路两部分；

读接线图时，要正确判断接点标记、线型和色码标记；

总体检查。

1.3电子电路基础电子技术是在常规电气技术基础上发展起来的，却具有与常规电气不同的技术概念。

其基础理论主要包括模拟电子技术和数字电子技术。

模拟电子技术是处理连续变化的电信号的技术，一般来说电压、电流、阻抗等都是模拟信号，即用电信号的变化来传递“量”的变化。

应用举例分析1.温度测量电路Rt为热敏电阻式水温传感器，通过与一个电阻R1串接到5V电压电路，把随温度变化的阻值变换成变化的电压值，输出给ECU。

数字电子技术是处理脉冲信号的技术，用两个符号即”0“和”1“来表示量，它是离散的数值和符号,相对应的有通、断型传感器，或者是开关触点的通、断状态。

应用举例分析2.节气门开关电路

（一）数字电路的主要特点1数字信号采用数字形式表示，在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间；

2数字信号的表示方法采用二值逻辑，用1和0表示电压或电流的两种对立状态,对电压的高低或者电流的大小并不十分讲究；

3数字技术主要研究电路的逻辑功能，反映电路的输出和输入之间的逻辑关系。

（二）脉冲的波形及其参数数字电路中的工作信号是不连续变化的脉冲信号，即指脉动、短促和不连续的意思，它是有一系列暂态过程所组成。

脉冲的波形可以是多种多样的，列如常见的有矩形波、尖脉冲波、三角波、锯齿波等。

1脉冲的主要技术参数：

脉冲幅值Um：

脉冲从起始的静态值到峰值之间的变化量。

脉冲宽度tp：

脉冲从前沿的0.5Um变化到后沿的0.5Um所需要时间脉冲周期T：

周期性的脉冲信号，前后相邻的两个脉冲的前沿或后沿之间的时间间隔。

占空比：

脉冲宽度tp与脉冲周期T的比值，一般用百分比来表示2脉冲的主要控制方式：

脉冲的调幅、调频、调脉宽（演示教学仿真动画）PWM：

输出频率不变（频率变化容易引起设备振动,不推荐使用），占空比可调的连续脉冲串。

应用：

液压泵流量控制、液压马达转速控制及直流电动机调速。

满足以下公式：

式中，为脉冲输出占空比PTO：

输出频率可变，脉冲数可变，脉冲宽50%的脉冲串。

步进电机转速控制RUI33abIRDYT+5V发动机油门控制（a）（b）应用举例分析

（一）主油泵排量控制电路发动机转速控制电路二、新课讲解应用举例分析

（二）压路机水泵流量控制电路IRDTbaMPVR24/1134（三）逻辑门电路1）逻辑“与”：

只有当条件A与B或更多的条件都同时具备时，事件L才能发生。

其表达式为：

L=AB或简记为L=A.B2）逻辑“或”：

只要具备其中一个或一个以上条件，这件事就发生其表达式为：

L=A+B3）逻辑“非”及“非”门电路：

“非”逻辑关系表示否定或相反的意思。

L=4）复合门电路：

“与非”、“或非”门电路。

其表达式分别为：

拖泵正常工作中，风冷电磁DT12要得电工作，可分别由Q2或Q3控制，试写出Q2、Q3、KA3与DT12的逻辑关系。

三、课堂提问泵车正常工作中，继电器KA17/KA18线圈必须得电工作，试写出KA20、SB1、SB2、SB3、SB4与KA17/KA18的逻辑关系。

四、课程的性质、任务和学习方法“工程机械电气控制”是机械类专业的一门重要的专业课，其主要任务是讲解机械产品所用各种电气设备的构造、基本工作原理、使用与检修、故障判断与排除等方面的内容。

在课程的学习中应本着理论与实践并重的原则，加强实践环节，尽可能多地参加动手操作，在实际操作中还要加强操作技能的训练，掌握正确的操作方法。

湖南工业职业技术学院任务一电气控制基础1-2自动控制概念项目二自动控制概念一、复习导入学习和研究工程机械电气的自动控制概念，基本控制原理，及组成部分。

学习目标1、了解工程机械电气控制概念。

2、知道电气自动控制的组成部分。

3、掌握工程机械电气控制的特点。

4、掌握工程机械电气控制分布位置。

自动控制的基本概念：

概念：

是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。

它包括了开环控制、闭环控制和自学习控制等概念。

例如，数控车床按照预定程序自动地切削工件；

化学反应炉的温度或压力自动地维持恒定；

雷达和计算机组成的导弹发射和制导系统，自动地将导弹引导到敌方目标；

无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行；

人造卫星准确地进入预定轨道运行并回收等。

二、新课讲解X=位置X=速度X=加速度油缸PAPBPSPT阀通道阀驱动器指令发生器IV电磁阀“x:

状态变量”

（一）开环控制概念：

只由控制装置改变被控制对象的状态。

在这种控制中，系统的输出量对系统的控制作用没有影响，也叫程序控制。

PTPS电磁阀IV阀驱动器控制器阀通道指令发生器PAPB

（二）闭环控制概念：

把控制系统的输出或系统的另外一些受控变量，与系统的输入作比较后形成的控制，也称为反馈控制。

变换器油缸X转换器接口（三）自学习控制概念：

自动地检知由于控制系统各组成元件和制造误差、使用老化等引起的控制特性的偏差，并进行及时修正的系统。

它属于闭环控制系统的一种，具有辨识、判断、积累经验和学习的功能，实现性能指标最优控制。

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