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工程机械智能化控制系统论文

类型:机械论文 时间:2015年10月15日

一、引言

随着世界工程机械装备技术的不断发展,我国在迅速吸收国际化工程机械装备技术先进水平的同时充分运用到我国电子信息化科技发展中来,也取得了骄人的成绩。这和世界市场经济竞争压力、现代化社会发展大趋势是分不开的,发展复杂、节本、高效的工程机械智能化技术越来越成为当今社会发展的必然要求。当前,我国的工程机械行业主要是学习国外先进技术然后在某些方面经过技术改造,投入到市场运作中,这种技术上的提升并没有真正学习到技术的精髓,在国际上还是处于落后的局面。抛开一些特殊品种来说,大部分的工程机械设备都只是被运用到国内市场上,和国际先进水平的差距还非常大。总体上来说,我国的工程机械设备产品和发达国家生产的产品进行比较的话,无论是在可靠性、安全性还是环保性以及智能性方面都存在着非常大的差距。

经过近几年我国在工程机械装备技术上的不断提升也创造了许多成果。通过采用智能网络化技术,似的这些工程机械装备拥有比较明显的智能化特征,能够在系统控制单元内实现通信功能,有效促进了信息服务以及智能化作业的工程机械的开发和研究。因此,研究工程机械智能化车载控制系统对于实现我国工程机械设备转向智能化、网络化以及分布式控制方向发展是一项非常重要的并且有意义的课题。

二、智能化控制系统的结构

自能话控制系统结构

工程机械设备是功能多样化、技术复杂化以及自动化程度飞铲广告的一种大型设备,尤其是在自动控制方面一定要经过综合应用传感器技术以及总线控制技术,还有人工智能等一些先进技术。虽然工程机械智能化控制系统和一般的工业自动化控制系统非常相似,主要是由传感器以及执行器,还有控制层等重要设备组合而成的。具体根据系统的任务进行划分,通用控制器主要用来完成对信号的采集以及控制,这套控制器主要是由监、控以及诊三位一体化的控制单元,作为整个系统的开发平台,但是人及对话的功能都是由通用监视器来共同完成的,这是操作员以及应用系统之间的接口。

图1、智能化控制系统的结构

传感器及执行器层:不同的工程机械设备上运用的控制系统当中的控制以及被控制信号对于控制系统来说都会提出不同的要求,因此在执行的时候通常选用的是当地市场上较常出售的传感器以及执行器,另外还可以根据当地的现场环境方面的特殊需要制作出适应当地使用的传感器或者是执行器,用来满足系统最底层的信号能够被采集到。

中央控制层:作为诊、监以及控三个功能一体化的主控单元这就是系统的总体控制平台。这个平台主要是用来采集信号的,用来采集执行层上的信号,主要通过控制纵向方面上传的数据进行处理,并且对这类信号进行线性化处理以及智能化计算处理,另外还应该根据现实的数据对本地图形进行处理。

人机对话层:主要采用的是通过监视器将其作为是一个智能化控制系统和工程机械设备的终端用户之间搭建其人机交互桥梁的作用。从一方面来说,用户能够通过这个通用监视器进行对监测工程机械设备在运行状态以及控制流程,从另外一方面来说,用户还能够通过使用HMI实现对工程机械设备智能化控制系统进行指令的发布,能够直接对控制流程当中的系统参数以及控制策略进行调整,还可以做适当参与。

信号采集执行层:执行层的作用是被当做是系统以及被控对象之间的一个接口层,这个层有着比较独立的功能分布,主要是由控制器组合而成。从一方面来说,这个层主要负责对现场设备上的各个传感器上面上传的信号进行采集,主要通过一条控制总线把信号上传到中央控制器上,然后对数据进行处理,还可以通过车载监视器把数据显示出来;从另外一方面说,可以通过控制总线所接收到的信号从中央控制器接收到的信息进行下传,能够对现场设备执行器执行相关的控制以及操作。

经过这种由执行器、传感器以及分布式控制器以及车载显示器等等共同构成,能够通过这种标准的总线接口实现和互联网平台连接,并且内嵌控制策略还有相关的智能算法等等,都能够实现对整个系统进行状态监视以及指令执行,还可以进行故障诊断。

三、信息化智能化工程机械控制技术新趋势

最近一段时期,国外工程机械科技开始以电子信息技术为基础展开了相关实验,比如辨析计

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