福伊特液力偶合器电控系统的设计

　　1 概述

　　目前对福伊特(VOITH)液力偶合器的控制大多是将其控制加入到整个带式输送机电控系统中，比如采用福伊特液力偶合器驱动的带式输送机电控系统，就要控制福伊特液力偶合器，但这样做有以下缺点:一是工程人员编写的福伊特液力偶合器的控制程序不同，造成福伊特液力偶合器出现很多故障;二是这样势必增加带式输送机电控系统控制的复杂度，会增加整个系统的调试、故障排查等的工作量;三是这种将福伊特液力偶合器的控制添加到电控系统的方案，会给电控系统增加很多分站，造成一些不必要的麻烦;四是需要采用福伊特液力偶合器的专用控制箱。

　　针对以上存在的缺点，也为了减少工程人员的工作量，方便调试，经分析研究，设计了一种功能强大、反应速度快、可靠性高、抗干扰性及实时性好的福伊特液力偶合器电控系统。

　　2 系统组成和工作原理

　　(1) 系统组成

　　福伊特液力偶合器电控系统主要包括1 台主站控制箱和至少 1 台分站控制箱;主站控制箱包括有1 台隔离开关、变压器、滤波器、电源模块、键盘处理模块、液晶显示模块和主控制模块等。每台分站控制箱包括有信号调理模块、中间继电器模块和信号处理模块等。每个分站控制箱控制 1 台液力偶合器，分站控制箱与分站控制箱、分站控制箱与主站控制箱之间采用CAN 通信。主控制模块和信号处理模块均采用 DSP 数字信号处理器[1]。

　　(2) 工作原理

　　福伊特液力偶合器的控制和保护由主站控制箱和分站控制箱、分站控制箱和分站控制箱之间协调控制，实现各液力偶合器之间的功率平衡。四驱动福伊特液力偶合器电控系统如图1 所示。

　　主站控制箱实现对与带式输送机电控系统的接口信号处理，主要包括启动、慢动/正常选择、完成、故障返回等信号;与上级控制系统的 MODBUS 通信;与分站控制箱的 CAN 总线通信;信息和故障的显示;处理键盘输入信号等功能。主站控制箱含有隔离开关、变压器、滤波器、电源模块。其中电源模块为主站及各分站控制箱提供电源;键盘处理模块实现参数设置，如液力偶合器总数、额定转速、启车液力偶合器温度、预张紧时间、加速时间、控制方式、日期、时间等;液晶显示模块接受键盘的命令，完成人机交互功能，液晶显示器为 320 ×240 点阵中文显示，显示信号量大、直观，方便了故障的判断和处理。主控制模块会判断输入数据的正确性，提示用户错误的输入;开始试验功能;显示系统状态，每台液力偶合器工作状态和故障状态。分站控制箱含有信号调理模块、中间继电器模块和信号处理模块。其中信号调理模块实现对采集的模拟量信号和开关量信号进行调理，转换为 0 ～3. 3 V 信号输出到信号处理模块，同时实现电气隔离;其中模拟量信号包括电机电流信号和液力偶合器温度信号，开关量信号为进液阀返回信号、排液阀返回信号、油泵返回信号、风扇返回信号、油泵压力返回信号和液力偶合器速度信号;中间继电器模块输出信号有进液阀控制信号、排液阀控制信号、油泵控制信号、风扇控制信号;信号处理模块实现对采样温度、电流信号、液力偶合器速度信号等进行处理，判断是否有启车超温故障、空载故障、预张紧故障、微动故障、加速故障等，并与其他分站的电流和液力偶合器速度信号比较，判断是否进行充排液控制，从而实现各液力偶合器的功率平衡[2]。