帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器及方法
【專利摘要】本發(fā)明適用工程機(jī)械領(lǐng)域，提供了一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器，所述控制器包括輸入端口I；其中輸入端口I和電源之間均連接有并聯(lián)電路；所述并聯(lián)電路包括：傳感器開關(guān)按鈕、電阻R1和電阻R2，其中，傳感器開關(guān)按鈕與電阻R1連接后與電阻R2并聯(lián)，所述電阻R2的阻值為電阻R1阻值的10倍及以上。本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有能夠進(jìn)行故障點(diǎn)診斷的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前廣泛使用的PLC(中文:可編程控制器)的可靠性和穩(wěn)定性都是不錯(cuò)的，工作環(huán)境不算太惡劣，大部分時(shí)候運(yùn)行都不會(huì)出現(xiàn)問題，但是如果PLC無法定期進(jìn)行維護(hù)，也會(huì)導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障隱患。PLC控制系統(tǒng)是靠定期進(jìn)行檢查和維護(hù)來保障PLC控制系統(tǒng)的長期正常運(yùn)行的。
[0003]工程機(jī)械是用于工程建設(shè)的施工機(jī)械的總稱。廣泛用于建筑、水利、電力、道路、礦山、港口和國防等工程領(lǐng)域，種類繁多。工程機(jī)械是中國裝備工業(yè)的重要組成部分，概括地說，凡土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動(dòng)式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機(jī)械化施工工程所必需的機(jī)械裝備，稱為工程機(jī)械。它主要用于國防建設(shè)工程、交通運(yùn)輸建設(shè)，能源工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、礦山等原材料工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、農(nóng)林水利建設(shè)、工業(yè)與民用建筑、城市建設(shè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。在世界各國，對(duì)這個(gè)行業(yè)的稱謂基本雷同，其中美國和英國稱為建筑機(jī)械與設(shè)備，德國稱為建筑機(jī)械與裝置，俄羅斯稱為建筑與筑路機(jī)械，日本稱為建設(shè)機(jī)械。在中國部分產(chǎn)品也稱為建設(shè)機(jī)械，而在機(jī)械系統(tǒng)根據(jù)國務(wù)院組建該行業(yè)批文時(shí)統(tǒng)稱為工程機(jī)械，一直延續(xù)到現(xiàn)在。各國對(duì)該行業(yè)劃定產(chǎn)品范圍大致相同，中國工程機(jī)械與其他各國比較還增加了鐵路線路工程機(jī)械、叉車與工業(yè)搬運(yùn)車輛、裝修機(jī)械、電梯、風(fēng)動(dòng)工具等行業(yè)。
[0004]工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境非常惡劣，工作強(qiáng)度大，出現(xiàn)外部線路及傳感器故障的幾率會(huì)增加很多。加上設(shè)備的體積龐大，如果僅靠定期進(jìn)行檢查和維護(hù)顯然是很有限甚至是不可行的，特別是出現(xiàn)故障后，需要具備一定專業(yè)知識(shí)并且具備一定經(jīng)驗(yàn)的維護(hù)人員到現(xiàn)場才可進(jìn)行維護(hù)，這樣勢必增加了服務(wù)的難度和成本，同時(shí)更耽誤了工程機(jī)械的作業(yè)時(shí)間。
[0005]所以現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案是無法對(duì)PCL控制器的故障點(diǎn)進(jìn)行診斷的，所以其具有無法進(jìn)行故障點(diǎn)診斷的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器，其解決現(xiàn)有技術(shù)的無法進(jìn)行故障診斷的問題。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一方面，一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器，所述控制器包括輸入端口 I ;其中輸入端口 I和電源之間均連接有并聯(lián)電路；
[0008]所述并聯(lián)電路包括:傳感器開關(guān)按鈕、電阻Rl和電阻R2，其中，傳感器開關(guān)按鈕與電阻Rl連接后與電阻R2并聯(lián)，所述電阻R2的阻值為電阻Rl阻值的10倍及以上；
[0009]可選的，所述電阻R2的阻值優(yōu)先選擇大于電阻Rl阻值的20倍、50倍或100倍。
[0010]另一方面，提供一種上述控制器的輸入端口狀態(tài)專用判斷方法，所述方法包括:[0011]判斷輸入端口的電壓u，如電壓U為零，確定該輸入端口與電源之間斷路；如電壓u為電源電壓V ;則確認(rèn)該輸入端口與電源之間短路；
[0012]將電壓u與預(yù)設(shè)限定的低壓閾值和高壓閾值比較；如電壓u低于該低壓閾值，確定傳感器開關(guān)狀態(tài)為正常斷開，如電壓u高于該高壓閾值，確定傳感器開關(guān)狀態(tài)為正常閉
入
口 O
[0013]在本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明提供的技術(shù)方案的通過連接2個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)4種狀態(tài)，傳感器開關(guān)串聯(lián)一個(gè)電阻Rl然后再并聯(lián)一個(gè)電阻R2，然后連接到電源和控制器的端口。根據(jù)圖1可以看出，開關(guān)正常導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)上由于串聯(lián)了電阻Rl產(chǎn)生電壓降，使控制器輸入端口上的電壓不能達(dá)到電源電壓，比電源電壓小一點(diǎn)，此時(shí)說明開關(guān)正常閉合。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，并聯(lián)的電阻提供輸入端口小的電流，使控制器端口上的電壓不為零電壓，比零電壓高一點(diǎn)，此時(shí)開關(guān)正常斷開。當(dāng)電源與輸入端口之間出現(xiàn)短路或者斷路時(shí)，輸入端口上的電壓如果是零電壓，那么證明輸入端口與電源之間為斷路，如果輸入端口上的電壓如果是電源電壓，那么證明輸入端口與電源之間為短路。這樣就實(shí)現(xiàn)了外部開關(guān)或者是外部傳感器的4種狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明提供的一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器的硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是本發(fā)明提供的帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器輸入端口的判斷方法的流程圖；
[0016]圖3是本發(fā)明提供的控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】提供一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器，該控制器如圖1所示，包括輸入端口 I ;其中輸入端口 I和電源101之間均連接有并聯(lián)電路102，該并聯(lián)電路102如圖1所示，包括:傳感器開關(guān)按鈕201、電阻Rl和電阻R2，其中，傳感器開關(guān)按鈕201與電阻Rl連接后與電阻R2并聯(lián)，所述電阻R2的阻值為電阻Rl阻值的10倍及以上；其中，優(yōu)先選擇20倍、50倍或100倍。
[0019]本發(fā)明通過連接2個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)4種狀態(tài)，傳感器開關(guān)串聯(lián)一個(gè)電阻Rl然后再并聯(lián)一個(gè)電阻R2，然后連接到電源和控制器的端口。根據(jù)圖1可以看出，開關(guān)正常導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)上由于串聯(lián)了電阻Rl產(chǎn)生電壓降，使控制器輸入端口上的電壓不能達(dá)到電源電壓，比電源電壓小一點(diǎn)，此時(shí)說明開關(guān)正常閉合。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，并聯(lián)的電阻提供輸入端口小的電流，使控制器端口上的電壓不為零電壓，比零電壓高一點(diǎn)，此時(shí)開關(guān)正常斷開。當(dāng)電源與輸入端口之間出現(xiàn)短路或者斷路時(shí)，輸入端口上的電壓如果是零電壓，那么證明輸入端口與電源之間為斷路，如果輸入端口上的電壓如果是電源電壓，那么證明輸入端口與電源之間為短路。這樣就實(shí)現(xiàn)了外部開關(guān)或者是外部傳感器的4種狀態(tài)。[0020]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】還提供一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器輸入端口的判斷方法，該方法如圖2所述，包括如下步驟:
[0021]301、判斷輸入端口的電壓U，如電壓u為零，確定該輸入端口與電源之間斷路；如電壓u為電源電壓V ;則確認(rèn)該輸入端口與電源之間短路；
[0022]302、將電壓u與預(yù)設(shè)限定的低壓閾值和高壓閾值比較；如電壓u低于該低壓閾值，確定傳感器開關(guān)狀態(tài)為正常斷開，如電壓u高于該高壓閾值，確定傳感器開關(guān)狀態(tài)為正常閉合；其中高壓閾值大于低壓閾值。
[0023]模擬量的采集方式也實(shí)現(xiàn)了輸出負(fù)載的開路、短路診斷功能，Cylindro控制器設(shè)計(jì)成輸出端口與輸入端口復(fù)用的方式，在端口輸出時(shí)，通過復(fù)用的輸入端口，采集輸出的結(jié)果。在沒有輸出的情況下檢測負(fù)載開路，輸出端口由于控制器內(nèi)部的電阻上拉，檢測的結(jié)果為高電平，這樣判斷負(fù)載開路；在有輸出的情況下檢測負(fù)載短路，如果檢測的結(jié)果為低電平，這樣判斷負(fù)載短路。開路、短路在極短的時(shí)間內(nèi)完成，這樣就實(shí)現(xiàn)了輸出診斷的功能。如圖3所示是控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖:
[0024]本發(fā)明提供的控制器是一款功能先進(jìn)的PLC產(chǎn)品，滿足多路輸入與多路輸出的基本要求，同時(shí)又是一款工程機(jī)械使用的控制器，對(duì)控制器的可靠性提出了更高的要求。控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)采用3個(gè)CPU控制，由主CPU、監(jiān)控CPU、DSP協(xié)同工作，主CPU起到程序的運(yùn)行，地址靠CPLD進(jìn)行分配，與DSP協(xié)作運(yùn)行與多重監(jiān)視。并行監(jiān)控CPU，監(jiān)控程序下載、主CPU運(yùn)轉(zhuǎn)情況。特殊情況下監(jiān)控到系統(tǒng)供電或者是主CPU異常時(shí)，一是可復(fù)位系統(tǒng)，二是可立即斷開所有負(fù)載的供電，保證工程車輛的安全。
[0025]控制器通訊口設(shè)計(jì)有2路CAN 口，可實(shí)現(xiàn)CAN0PEN及SAE J1939通訊協(xié)議。I路RS232 口用于程序下載，或者作為串口通訊?？刂破鞑僮髌脚_(tái)按照目前主流的CODESYS V23平臺(tái)設(shè)計(jì)，便于開發(fā)工程師提高車輛開發(fā)的效率。本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)不同于常規(guī)PLC，輸入端口全部采用模擬量采集?？刂破鲗?duì)每路信號(hào)采集都進(jìn)行模擬量的放大，然后到主CPU進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行處理。由控制器內(nèi)部程序判斷出外部傳感器或者開關(guān)是否開路或者短路。圖中上下端口配置用于適應(yīng)PNP型或者是NPN型等不同類型傳感器的連接。端口的輸出與輸入復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了輸出診斷的功能。
[0026]值得注意的是，上述實(shí)施例中，所包括的各個(gè)單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能單元的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，相應(yīng)的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，如R0M/RAM、磁盤或光盤等。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有故障診斷功能的工程機(jī)械使用控制器，其特征在于，所述控制器包括輸入端口 I;其中輸入端口I和電源之間均連接有并聯(lián)電路； 所述并聯(lián)電路包括:傳感器開關(guān)按鈕、電阻Rl和電阻R2，其中，傳感器開關(guān)按鈕與電阻Rl連接后與電阻R2并聯(lián)，所述電阻R2的阻值為電阻Rl阻值的10倍及以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電阻R2的阻值優(yōu)先選擇大于電阻Rl阻值的20倍、50倍或100倍。
3.—種如權(quán)利要求1所述的控制器的輸入端口狀態(tài)專用判斷方法，其特征在于，所述方法包括: 判斷輸入端口的電壓U，如電壓u為零，確定該輸入端口與電源之間斷路；如電壓u為電源電壓V ;則確認(rèn)該輸入端口與電源之間短路； 將電壓u與預(yù)設(shè)限定的低壓閾值和高壓閾值比較；如電壓u低于該低壓閾值，確定傳感器開關(guān)狀態(tài)為正常斷開，如電壓u高于該高壓閾值，確定傳感器開關(guān)狀態(tài)為正常閉合。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103823462SQ201410080794
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】王胤, 余彬 申請人:深圳市賽靈卓科技有限公司