25吨电动轨道运输车电控系统设计

摘要院本文在深入分析25吨电动轨道运输车的结构和工作原理的基础上，深入分析了其电控系统的控制策略和控制流程，结合控

制方案设计出动力电机的功率和电池的参数，并设计出电控系统的PLC控制程序，在实践中该电控系统的可靠性得到进一步验证。

关键词院轨道车；电控系统；动力电池；PLC

1电动轨道车概述随着“互联网+”“中国制造2025”等国家战略的不断深化，提升轨道运输车作业模式，研制成套化，高端化智能化的轨道运输车，实现更方便快捷高效智能的运输，而且今后轨道运输车还将在各个行业发挥出其独特的作用。电动轨道车又称电动平车，是一种工业车间内的有轨电动运输车辆。首先它是一种轨道运输车辆，轨道车只能像火车一样依靠轨道前进、后退和转弯等移动。其次它是使用电力进行驱动的车辆，在减速电机的驱动下自动运行；再次它是一种轨道型运输车辆，为保证平车的正常行驶，需要在地面上铺设轨道，轨道一般采用工字型面接触道轨。电动轨道运输车是一种有轨电动车辆，使用它主要是为了实现各个工位之间或者工厂之中大型、重型零件或者部件的运输，它既可以实现近距离运输也可用于远距离运输，对一些质量比较大或者不方便运输的工件有着特殊实用性。其具有安全可靠、耐高温，的特点，适用于车间的复杂环境，而且不妨碍车间内其他运输工具的运输，容易对电动轨道车进行实时控制确保其安全稳定行驶。在日常厂内车间运输过程中，正是由于电动轨道运输车装载工件方便、可以承受较大的重量、工作效率相对较高、控制简单方便、运输成本相比其他方式较低等优点，被广泛的运用于各种厂内生产和物流运输中。其具有使用方便、容易维护、承载力强、不污染环境等优点，广泛应用于机械制造行业、冶金行业、船舶行业、汽车制造业等许多领域[1]。2电控系统控制方案控制系统作为轨道车辆的“中枢神经”，为各车载设备提供了相互通信的渠道，通过信息共享，实现设备协调工作，在车辆的安全运行中起着关键作用。控制系统分为车载网络通信技术和基于网络的车辆控制技术。电动轨道车依靠牵引电机和动力锂电池提供动力，牵引电机的控制和锂电池的控制策略是电控系统的主要控制目标。电动机选型时，首先应根据其负载的大小进行计算，确定能够行走时所需要的扭矩，然后确定电机的功率，如果不进行计算，选择电机的功率过大时，就会造成电机功率的浪费，而且电机的运行状况也不会在最佳状态。如果电机功率过小则会导致整个车辆无法启动，或者让电机一直以过载的形式运行，结果会导致电动机寿命降低，最终导致轨道车不能正常要要要作者简介要[2]要要。要要工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功院要要石要要少要要军（要要1983-要要要要）要要，女要，山西长治人，硕士研究生，工程

师，主要研究方向为机电一体化技术。

率和中间传动装置的效率等确定。工作机的功率为：由此电动轨道车的电机功率不能小于3.2kW，再考虑到5kW实，际现一般使用代的就就的需电动可以要和轨道满足安车目工全前作系都需数实现要。的要求，电机功率选择了自动化和智能化的控制策略，可以根据生产和使用要求自主规划运动规律和节拍，并能依靠超声波雷达自动识别工作人员和车间障碍物，从而实现紧急制动。电动轨道车是由蓄电池为动力的轨道车。蓄电池安装在平板车上直接给牵引直流电动机提供电力。该电动平板车主要由车架系统、前后轮组、传动装置、供电装置几部分组成[3]，如图1。图1电动轨道车

3电控系统动力电池设计电动轨道运输车的蓄电池一般采用磷酸铁锂电池。铅酸蓄电池经过长时间的发展，其使用性能和安全性能都已经很完善[4]。但是近些年来锂电池的发展很迅速其各种特点都很突出。磷酸铁锂电池作为新型电池具有体积小、重量轻、使用寿命长、无记忆效应、免维护、无污染等特点，且相比传统蓄电池，锂电池可进行信息化管理，实现电池系统的状态和信息化管理。动力电池的的选取应满足以动轨淤下道能要够求给轨：道车持续稳定的大车能于车保在加能有持短一定暂的的行超大驶电流放电，能够保证电电速流度和行放电驶里程数。一定盂的能速够时一有次足性够提的动力和能力，能够保证电动轨道供足够的电电量。容量，保证电动轨道车有间等榆放复必电杂须时的有间环境下足和够续的航具安能力。有全一定性和的保护安全能力，稳定性。保证能在生产车下面针对这两种蓄电池进行比较（表1）。考虑到整车的布置以及整车自重尽可能小，所以选用动力电池的类型为磷酸铁锂电池。电机选用的功率为·236·内燃机与配件图2

表1铅酸蓄电池与锂电池各项目比较

比较项目电池重量存电容量续航里程存放时间充电速度环保性能

铅酸蓄电池

约为锂电池的10倍同体积是锂电池的三分之一同等条件比锂电池低5-20%

放电25%，充满存放一个月，半年报废

充满一般需要8-10小时

深度污染有铅、镉、锰、等重金属，

磷酸铁锂电池

约为铅酸蓄电池的十分之一

同体积是铅酸蓄电池的3倍同等条件比铅酸蓄电池高5-20%

放电15%充满存放七个月，

充满一般要2-5小时

不含有毒物质无污染环保产品，

4KW，则满载时的电流为：制动作。并结合其他电控元件超声波雷达和牵引电机等实现对整车的综合控制。电控系统还要考虑到工业车间的工（1）人和产品等的安全生产等，能够实现非标设备的安全设则满载运行四小时需要的蓄电池容量为：计。电控系统控制流程图如图2。（2）该流程图把电动轨道车电控系统的工作原理和工作所以选取的电池容量为400AH，为8块50AH电池组流程描述的比较详细，在PLC开机自检以后，就进入正常装起来形成。而在充电方面选用的是快速充电方式，标准的控制策略，制动器是控制器控制的主要元件，在非标设充电电流为100A，充电时间一般为5-6h。备中，制动器控制设计是主要的控制目标之一，电动轨道4电控系统设计车的控制策略是比较简单的，在轨道上行驶限制了轨道车电控系统采西门子PLC作为主控制器，PLC控制器行驶的空间和范围。在控制程序中，PLC作为主控制器，它[5]抗电磁干扰性好，控制精准是理想的工业控制器。根据生承担了电控系统的运算和分析的任务，对整个控制系统的产车间对轨道车的控制要求，电动轨道运输车工作过程工作起到重要作用。中，前进、后退、停止的时间都是具有一定规律的，因此采5总结用了单操作的方式进行控制，每次操作都会对应相应的控电动轨道运输车是工业车间的常用非标设备，它的自InternalCombustionEngine&Parts·237·汽车电子技术的应用现状与发展趋势探讨吕启祥（安徽机电技师学院，蚌埠233010）

摘要院随着社会的不断发展，人们的生活水平有了极大的改善。汽车已经渐渐成为每个家庭都具备的代步工具，而电子技术在汽

车领域的应用也越来越广泛。其已经成为汽车行业发展的重要衡量标准之一。本文将会对汽车电子技术在当下的应用状况以及汽车电子技术在汽车领域的发展趋势进行深入探讨，并且对其的发展前景进行展望。

关键词院汽车电子技术；应用现状；发展趋势

0引言在现代化电子科技技术深入发展的今天，电子技术已经逐渐在汽车上得到广泛并且有效的利用，尤其是微机控制技术的广泛应用为汽车控制设备领域的发展起到了革新的作用。但是，时代在不停地发展和进步，因此，电子技术在汽车领域的应用也应当顺应时代发展，不停的进行革新。以期能够助推汽车行业可持续发展。1汽车电子技术的功能以及分类汽车电子技术的功能十分的广泛，其整体的功效对汽车的良性发展有着极大的促进作用。例如，其功能中的动力性、经济性、舒适性、能源节约性、安全环保性等都对汽车行业的发展提供了良好的保障。汽车电子装置是汽车组成的重要原件，占整辆汽车的一大部分。而从汽车电子控制装置对汽车行驶性能的影响来看，总体可以将其分为两部分：第一是汽车电子控制装置，是无法独立于汽车使用的电子装置，它的使用必须与车上的各个系统进行有效配合；第二便是车载汽车电子装置，它能够脱离其他汽车装置，是可以独立使用的电子装备[1]。例如，汽车装置中的信息系统、导航系统、车载音乐装置、汽车通信设备以及上网设备等。2汽车电子技术的应用现状2.1汽车电子技术的应用汽车电子技术包括的种类较多，而从其使用功能性能来看，基本可以分成两类，分别是基础功能的电子技术以及拓展功能汽车电子技术。而在这两者中，基础功能电子技术通常包括发动机电子控制技术、车身底盘电子控制技术的基础功能，而利用网络的现代化信息技术则为拓展功能。在汽车信息技术中，利用发动机进行电子控制是电子要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院吕启祥（1981-），男，陕西岐山人，本科，讲师，研究方

向为电子技术。

信息技术的主要内容，也是其中最有意义的技术之一[2]。在汽车运行过程中，汽车运行的来源就来自发动机的电子控制，其还包含了汽车电子技术中的点火、喷油以及控制速度等内容。汽车电子控制装备减少了传统电子信息设备中供油速度慢、空燃比性能差以及喷油装置质量差等现象的出现。车身底盘的电子技术实现了汽车安全性、舒适性、环保性以及可操作性的提升[3]。电子技术为今后汽车行业的可持续发展提供了基础，同时起到了极大的促进作用。2.2世界应用现状分析统计数据表明，当前各个发达国家，如美国、德国等对汽车电子技术的投入成本已经接近整个汽车成本的一半。并且还根据不同的汽车类型施用不同的技术。对于汽车的改良，国内外的汽车研发商都对传统的汽车电子技术进行了创新，使其顺应了当下汽车行业的发展状况[4]。其中一些操作系统由传统的单一形式变为了综合性操作模式。如此一来，不仅能够提高汽车的整体性能以及操作便捷化程度，还能够增大汽车的可利用空间。纵观历史，我国的经济发展起步晚于其他发达国家，因此，汽车电子技术的研制也比国外的许多国家要晚很多。但是，随着经济的不断发展与汽车工业的进步，当前的国内汽车已经形成规模化，国内厂商对电子技术的投入也不断加大，促进了汽车电子技术的良性发展。2.3汽车电子技术在汽车方面的应用首先，汽车电子技术在汽车的动力性方面应用广泛。电子控制发动机燃油喷射系统属于汽车的动力性方面，其由空气供给系统、燃油系统以及电子控制系统组合而成[5]。它的主要用途是根据发动机工作的要求和进气量对喷油量进行有效的控制，从而对空气与燃气的比例进行合理的控制。利用汽车电子技术对传感器进行数据测量，经过运算程序进行运算并且对油量进行调节，再经过喷油器的操作，促使整个发动系统处于良好的工作状态。汽车装置中7.动化和智能化决定了车间生产的效率和自动化程度。本文2007，[2]杨勇.升降式自动换轨电动平板车的改进设计[J].林业机械在分析了25吨电动轨道车的结构和工作原理的基础上，46（6）：43-45.分析其工作的电控系统控制方案和策略，从控制系统的核与木工设备,2018，

[3]贾潍.100t大型电动平车设计[D].天津大学，2010.心牵引电机的和动力电池入手，并考虑到了其功能设计和[4]纪军.电力蓄电池牵引车牵引蓄电池的选型设计[J].电子技安全设计，从工业实际的应用和需求入手，设计出其控制2018（15）：223-224.系统的流程图，并在工业实践中取得了良好的控制效果。术与软件工程，

参考文献院

[1]卞学良.专用汽车结构与设计[M].北京：机械工业出版社，

社，2005，1.

[5]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京：机械工程出版