电动挖掘机远程监控系统设计与故障诊断研究

发布时间：2020-05-22 09:18

【摘要】：面对全球性的能源危机和环境污染等问题,节能技术研究具有显著的环境、社会和经济效益。目前工程机械仍然主要采用柴油机驱动,但随着电储能和电驱动技术的发展、日益枯竭的燃油和各个国家相继出台制度逐渐取消发动机的政策,工程机械的电动化已经成为一个必然趋势。相对传统柴油机驱动工程机械,电动化的工程机械增加了动力电池及电池管理系统、驱动电机及电机控制器等关键元件,系统控制和能量流的管理更为复杂。因此,建立电动化工程机械的远程监控系统,并辅以故障诊断技术尤为重要。以电动挖掘机为例,通过建立挖掘机远程监控系统实现对电动挖掘机的远程实时监控。首先,按照系统要求,完成系统总体方案设计,将远程监控系统划分为车载终端、无线通讯网络和远程监控管理平台三大部分。其次,对车载终端硬件系统进行模块化设计。分析了各个功能模块的选取并给出了具体的电路原理图设计方案,对电源模块、CAN总线模块、无线通讯模块、GPS模块等进行了较为详细的论述。然后绘制PCB和制作PCB板,最后对车载终端进行稳定性测试。然后,在车载终端硬件的基础上,进行了车载终端软件系统设计。对操作系统、硬件驱动程序、应用程序、通信协议、无线模块程序设计、KM5303T显示屏界面程序这几部分进行详细的讨论,分析了各自功能并详细阐述其程序设计过程。接着,开发远程监控管理平台软件,对通讯模块、登录界面模块、地图模块、设备保养维护功能模块等关键设计进行详细的论述,其中包括基于TCP/IP协议的Socket远程通讯研究、基于Actve X的MFC显示仪表设计、基于Baidu Map API的地图设计等。紧接着介绍数据库的设计过程,完成了MFC与数据库连接的建立,实现对数据库的访问。最后进行实验平台的搭建、工况信息的采集测试和稳定性测试。最后,对电动挖掘机的几个典型故障作出远程故障诊断,采用基于CAN总线数据流分析的方法,通过CAN总线采集工况数据,在远程监控管理平台上进行故障诊断。针对不同的故障采用不同的故障诊断算法,对于动力电池采用模糊故障诊断算法,对电机系统采用单向累加计数算法电机诊断策略,对于CAN总线通讯故障采用基于软件分析的CAN计数器动态变化方法。
【图文】：

电动液压,挖掘机,日本,电动挖掘机

图1.1日本竹内电动液压挖掘机

全电动,样机,电动挖掘机

图 1.2 VOLVO 首台全电动小型挖掘机样机图 1.3 麦克拉克纯电动挖掘机三一重工在上海工程机械宝马展推出一台掘机，采用锂电池作为电量储能单元，动的发动机及燃油系统，使挖机更节能，更远程无线遥控功能相结合，实现遥控操作、回转等动作，在一些危险工况操作时，此之外，，玉柴、山河智能等公司也陆续研。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU621

【参考文献】