摘要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，现代工程机械也逐步向智能化、集成化等方向发展。其中，路面铣刨机作为沥青路面的主要养护设备之一，主要应用在高速公路、等级公路、市政道路等的翻修维护。虽然目前进口铣刨机仍在国内市场占据一席之地，但由于售后服务、维修配件等问题的存在，使得一部份客户的流失。而国产铣刨机的研发虽然起步较晚，但是由于机、电、液系统配置国际化，设计思路也向国际化靠拢，加之服务与配件的方便、快捷，所以国产铣刨机在国内市场大量存在。
关键词：CAN总线；铣刨机；电气系统系统发展趋势
引言
在经济全球化背景下，我国已经逐步形成了全国性的高速公路网络，促使道路在使用中安全、舒适，因此对于高速公路养护问题已经成为基础建设中重要内容。铣刨机作为道路养护施工机械之一，在城市道路建设的养护中有着重要的作用。本文对铣刨机展开进一步研究，了解其操控系统是主要内容，并针对如何改进和提高铣刨机电气控制做出了具体研究，以期能提高道路养护质量和效率。
1一米前输送铣刨机的特点
某交通推出的X1000Q前输送铣刨机，其产品特点是铣刨装置后置、废料前输送，有利于操作手对铣刨机的操作；采用德国进口CAN总线技术的道依茨电喷柴油机，利用先进的单体泵技术，使燃油燃烧更充分，效率更高，并降低了排气污染和燃油消耗率；二级输送卸料高度可达5米，适应各种运输车辆；适应多元化控制的液压系统；基于CAN总线集成控制的电气系统，可实现铣刨机的柴油机控制系统、行走系统、输送机系统、铣刨鼓工作系统、其它辅助控制系统及人机界面。
2CAN总线的一米铣刨机电气系统分析
2.1CAN总线
CAN总线是现场总线的一种，具有很高的传输可靠性、实时性和灵活性。其总线规范已被定为国际ISO11898标准。采用非破坏性总线仲裁技术，将节点信息分成不同的优先级，能满足不同的实时性要求。CAN采用短针帧结构，每帧信息都有校验码，出错率极低。在物理层，它采用差动方式传输信号，有效地提高了抗噪能力。更适合应用在电磁辐射高的车辆控制系统中。CANopen总线遵循的是CAN2.0标准，11位标识符、0-8位有效数据，每一个CANopen设备都有一个结点号，整个网络中只有一个主节点，最多127个从节点，这是CANopen与CAN总线的最大不同点。主节点负责激活或停止网络，隔离错误节点。
2.2MPC118主控制器软件设计
该主控制器软件分为MPC118-1，和MPC118-2。研究MPC118-1时，根据铣刨机当前作业状况，合理分配系统利用的功率，最终使得柴油机的效率最佳。这就需要对发动机功率进行合理分配，促进作业质量要求，提高发动机利用效率。在整个铣刨机系统中，行走系统和转子系统消耗了柴油机的大部分功率，在简化程序设计中，铣刨机行走驱动一般属于静液压驱动，将变量泵与变量马达组成一种闭式系统，当控制器根据传感器得到内部程序变量泵以及变量马达的排量状况时，调节行走速度。调节发动机功率的分配来控制好行走速度。道路养护过程中，当路面比较坚硬时应当将行走功率调低，促使铣刨功率增大；反之来降低铣刨功率。研究MPC118-2时，该应用程序包括8个CPU，即报警指示输出控制、模拟量检测、频率量检测、自动找平检测、控制器端口检测、数据通讯丢失检测、冷却风扇控制等。
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2.3控制系统对铣刨鼓的控制
铣刨机工作时，可随工作阻力的变化自动调节铣刨速度，这样能保证发动机稳定的功率输出，根据发动机的功率曲线可以看出，当铣刨阻力增大时，发动机输出扭矩加大，输出转数降低，这是发动机转数传感器将信息传递给柴油机ECU，柴油机ECU再传递给系统主控制器，主控制器根据反馈的信号向行走泵发出指令使行走变量泵排量减小，行走速度下降。当越过大阻力地段后，发动机转数上升，铣刨速度恢复正常。控制器还能控制离合器通断阀的动作，当发动机转速低于1200转每分时，通断阀会按照通断旋钮的指令工作。当发动机转速高于1200转每分时，则通过总线将发动机转速降低到1000转每分，然后输出阀指令，使铣刨鼓合。当铣刨鼓合状态保持3秒后再通过总线将发动机转速升到额定转速，同时发动机调速开关依然有效，可对发动机进行调速。当发动机转速大于等于1200转每分时应通过总线将发动机转速降低到1000转每分，然后输出阀指令，使铣刨鼓离，并保持发动机1000转每分，同时发动机调速开关依然有效。
2.4铣刨机电气系统提升
随着科学技术的进步，以及对操作手工作条件的提升等要求，铣刨机电气系统可以增加更多的扩展功能。比如：语音提示功能，可以进一步增强人机互动；倒车雷达系统，可以增加铣刨机的防撞保护；相信未来的铣刨机产品不仅能够进行路面铣刨，更可以是操作手的最佳搭档。
2.5GD310显示器软件设计
显示器软件在设计中主要是为了完成显示界面的设计、各个界面的切换控制以及经CAN总线读写数据。具体内容是显示界面在设计中根据用户提供的要求，在满足各项功能的同时，完成工作界面，主要包含的界面有主工作界面、铣刨界面、自动找平界面、控制器VO端口检测界面、电位计设定界面以及报警信息界面和系统参数标定界面。这些界面都能够在显示器上对应的按键下完成切换。
2.6CAN通讯连接
CAN1总线端口主要连接主、副控制器和显示器三个节点设备。每个节点可随时向总线上发送数据包，另外2个节点根据需要有选择性的接收。在整个通讯过程中，其通讯方式有两种：（1）CANopen通讯方式，通过设置主、从节点设备，相关的发送条件成立时，根据功能模块设定来加载信息；（2）CANopenNetVar通讯方式，通过填充一份固定格式的表格，进行读写操作。
2.7控制系统对行走系统的控制
控制行走系统的手柄及控制开关的信号连接到数字控制器，配置好模拟量与数字量的针口后，当铣刨机工作时，控制数据进入控制器。控制器通过数据的处理、计算后，将输出信号传递给行走泵，行走泵就会按操作手的要求执行前进、后退、停止及变档的要求。
2.8CAN总线
CAN总线是现场总线的一种，具有很高的传输可靠性、实时性和灵活性。其总线规范已被定为国际ISO11898标准。采用非破坏性总线仲裁技术，将节点信息分成不同的优先级，能满足不同的实时性要求。CAN采用短针帧结构，每帧信息都有校验码，出错率极低。在物理层，它采用差动方式传输信号，有效地提高了抗噪能力。更适合应用在电磁辐射高的车辆控制系统中。CANopen总线遵循的是CAN2.0标准，11位标识符、0-8位有效数据，每一个CANopen设备都有一个结点号，整个网络中只有一个主节点，最多127个从节点，这是CANopen与CAN总线的最大不同点。主节点负责激活或停止网络，隔离错误节点。
结语
通过某交通重工的X1000Q前输送铣刨机的生产、试验及客户的良好反应，证实了CAN总线在铣刨机上的应用使电气控制系统非常稳定、维护率低、人机互动良好、故障分析处理快，大大提高了产品性能。随着现代科学技术水平的提高，相信CAN总线技术将会在工程机械领域有更广泛的应用。
参考文献
[1]付建伟.进口维特根铣刨机使用管理的几点体会，工程机械，2001（4）：25-26．
[2]董大为，封筠.维特根铣刨机的合理使用，工程机械，1999（4）：41-43．
[3]阳宪惠.现场总线技术及应用[M].北京：清华大学出版社，1999．
论文作者:李超男
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/20
标签：总线论文; 铣刨机论文; 发动机论文; 节点论文; 系统论文; 界面论文; 功率论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;