摘要：在我國的經濟發展中，工業經濟得到迅速發展，與此同時，城市的進步和發展，使得城市建設和規劃也在逐漸的完善中。城市建設和工業的發展使我國的機械行業需求不斷增加，尤其是挖掘機行業。挖掘機行業的進步和發展對於提高我國的工業進步有著重要的作用，故此，對挖掘機電氣控制系統進行研究，進而促進挖掘機的進步。本文對電氣控制系統、挖掘機電氣控制系統的組成以及CAN匯流排進行分析和研究，並分析CAN匯流排在挖掘機電氣控制系統中的應用，為挖掘機電氣控制系統的開發提供有價值的參考意見和建議，進而提高挖掘機電氣控制系統的技術水平，為我國的工業進步提供技術支援。
關鍵詞：挖掘機電氣控制系統；CAN匯流排；應用
近年來，我國的挖掘機行業得到快速的發展，對挖掘機的技術研究也在不斷的增加，如何提高挖掘機的工作效能和工作水平成為其中的重點和關鍵，尤其是在挖掘機的電氣控制系統中，運用CAN匯流排，對電氣控制系統進行改善，並使得挖掘機的效能、高效以及節能等能夠發揮，已廣泛用於工程機械，可有效解決資料間共享和縮減線柬，增減節點不影響原系統，從而提高挖掘機的電力控制系統執行。
1電氣控制系統概述
隨著我國城市化的發展和進步，城市建設增加，在城市的建設中土木工程是其中較多的施工專案，我國工程機械保有量巨大，未來將進入存量時代，下面是我國機械的保有量：在土木工程的施工中，挖掘機就是一個重要的施工機械裝置，挖掘機主要是由電氣控制系統、液壓系統、發動機以及行走系統等組成，在挖掘機中，電氣控制系統是其中的重要部分，它的高效執行直接關係到挖掘機的效能和維護的效率，因此，電氣控制系統作為挖掘機的核心繫統之一，藉助現今的CAN匯流排對挖掘機進行研發，並反映挖掘機的智慧化程度，因此，藉助CAN匯流排可以提高電氣系統的執行效率，推動挖掘機的智慧化發展和進步。
2挖掘機電氣控制系統的組成
2.1控制系統
在挖掘機的電氣控制系統中，控制系統的組成是其中的一個重要內容，在整個挖掘機的電氣控制系統中，其中包括較多內容，但是其中重要的功能系統就是控制系統。在控制系統中，需要對挖掘機中的資訊進行反饋和處理，其中包括感測器資訊採集、按鍵功能處理、液壓系統控制、發動機功率調節、監控系統管理、GPS通訊管理的輸入輸出功能處理等程式，這些系統在挖掘機的電氣控制系統中佔有重要地位，它能夠保障挖掘機電氣系統的正常執行，故此，在挖掘機的電氣控制系統中，加強對控制系統的開發和研究極為重要。
2.2系統功能
電氣控制系統功能主要是針對挖掘機的各種功能進行設計，通過對挖掘機的功能需求進行分析和設計，為挖掘機提供更加豐富的功能選擇。在挖掘機的電氣控制系統中，要加強對系統功能要求的介紹，其中，目前大多企業所用的挖掘機為中型的挖掘機，一般使用技術成熟的負流量液壓系統，這種系統功能能夠實現發動機和泵的功率控制和整車控制功能，在電氣控制系統中，主要包括髮動機控制、液壓系統控制、按鍵功能處理以及增壓開關等，通過在挖掘機的電氣控制系統中，對GPS技術的運用也較多，加強對GPS系統功能的研究，提高系統功能的執行效率也是挖掘機電氣控制系統中的重要部分。
3CAN匯流排簡述
在挖掘機的電氣控制系統中運用CAN匯流排技術，對於提高挖掘機的效能有著重要的作用，所謂的CAN就是ControllAreaNetwork，簡稱控制器區域網絡，它是一種新的技術，在運用的過程中能夠使挖掘機的電氣控制系統適用於惡劣的環境，CAN匯流排技術有以下幾個特點：首先，在挖掘機電氣控制系統中，CAN匯流排技術在整個資料系統中進行資料通訊時，它沒有主從之分，可以將挖掘機電氣控制系統額資料進行輸送，之後CAN匯流排的控制中心的各個裝置之間就可以收發資訊；其次，CAN匯流排技術在進行通訊的過程中，可以多個節點同時進行，尤其是是在特殊情況下，優先順序高的能夠高效的通過，進而保障通訊線路的順暢，避免造成通訊線路的擁塞；再者，在挖掘機的電氣控制系統中執行CAN匯流排技術，它能夠改變以往通訊的距離，延長通訊的距離，加快資訊和資料的傳輸速度，例如在挖掘機的電氣控制系統中執行CAN匯流排技術，其通訊距離可達十千米，傳輸速度達到100Mb/s；最後，CAN匯流排技術主用運用了雙絞線的傳輸介質，這種傳輸介質相比較傳統的傳輸介質來說，其電氣控制系統的效率和效能會更高。故此，在挖掘機的電氣控制系統中運用CAN匯流排技術，採用其技術的特點，尤其是我國的土木工程和城市建設的環境複雜多樣，運用CAN技術能夠在複雜環境中的高效執行，可以提高挖掘機的操作水平，使得挖掘機的操作更加舒適，工作效率更高，油耗更低，同時一個電控單元出現故障不會使整個大型挖掘機電氣控制系統崩潰，進而保障挖掘機的安全執行。
4CAN匯流排在挖掘機電氣控制系統中的應用
4.1電氣功能設計
在挖掘機的電氣控制系統中，電氣功能的設計是CAN匯流排運用的重要表現之一。電氣控制系統的.功能設計為提高電氣控制系統的高效執行有著重要的意義，其電氣功能設計主要包括以下幾個方面：第一，開關量輸入（DI）和開關量輸出（DO）的處理，在電氣功能的設計中，要科學的設計開關量輸入和開關量輸出的設計，其中在設計的過程中要根據挖掘機的執行情況和電氣控制系統的要求進行設計，連線示意圖如圖1所示。第二，在電氣功能設計中，感測器調理電路是一個重要功能設計，在進行設計中，感測器的型別多樣，但是都是將被測量的物理量的變化轉化為電阻的變化，因此，在感測器調理電路的設計中，要根據電阻的變化以及溫度進行感測器電路的調整，使得感測器能夠在電氣控制系統中高效執行。第三，發動機控制電路也是電氣功能設計中的一項重要內容，在電動機控制電路中，通過對發動機的啟停、防二次啟動功能進行設計，進而保障證啟動馬達的安全，提高挖掘機電氣控制系統的效能。第四，在挖掘機電氣功能設計中，應急電路主要是在控制其出現故障時可以對挖掘機進行控制，進而可以通過應急撥子開關來切換應急和正常控制模式，進而保障挖掘機的正常執行，故此，在電氣功能設計中，要科學設計應急電路，電路控制原理如圖2所示。第五，挖掘機電氣控制系統中，對泵比例閥電流控制電路進行科學設計，交流電的頻率是由發電機的磁極對數m和轉速n決定的，公式：f=mn/60，進而保障挖掘機控制的核心功能能夠正常的發揮。
4.2電氣控制系統程式設計
電氣控制系統的程式設計也是CAN匯流排技術在其中的重要運用。在挖掘機電氣控制系統中，主要包括兩個部分，首先是控制器程式設計，在控制器程式的設計中，主控制器的程式設計運用程式模組化的設計思維，在設計中先進行主程式和子程式模組的設計，其中主程式主要是包括硬體輸入輸出初始化、CAN通訊初始化以及通訊引數設定等系統初始化和感測器處理模組、感測器標定以及液壓控制模組等呼叫子程式兩種，它們構成了主程式。在控制其的程式設計中，要多借用其他先進的挖掘機電氣控制系統的控制器程式設計經驗，從而不斷提高控制器的程式設計水平，同時，在顯示器的程式設計中，主要是對各種資料和資訊的顯示，其主要任務是完成整機工況引數顯示和管理、介面設計以及介面切換等，從而不斷豐富電氣控制系統。因此，在電氣控制系統中，可以通過對控制器程式和顯示器程式的設計完善電氣控制系統的程式。
4.3監控系統設計
在挖掘機電氣控制系統中，監控系統的設計是CAN匯流排運用的重要組成部分，其中的監控系統中最主要的包括故障報警介面以及養護資訊介面，通過介面的資訊顯示能夠加強對挖掘機的檢修，並通過按鍵操作進入發動機、引數設定以及系統設定等介面，科學技術的進步使得其監控系統設計水平也在不斷的提高，其中顯示器的監控系統也是其中的重要內容，它主要是藉助整個挖掘機的監控系統，使得整個機械的資訊管理和監督水平得到快速的提高，因此，在挖掘機的電氣系統的監控系統中，主要包括開機介面、主介面以及系統選單等功能介面，通過這些介面可以加強對電氣控制系統的監督，一方面，要先設計控制器的程式流程，在流程的設計中，要根據挖掘機的電氣控制系統的實際執行情況，嚴謹的規劃其控制器程式流程，進而提高控制器的執行效率，同時，在監控系統的主介面的設計中，要細化的規劃介面的各個內容和顯示的資訊，進而方便監控系統的使用，另一方面，在主介面的圖示對應中，F1～F5功能按鍵，對應著動力模式切換、自動怠速切換、行駛高低速切換、消音、系統選單，介面的切換或者功能操作可通過顯示器下的功能按鍵進行操作。因此，在挖掘機的電氣控制系統中，加強對監控系統的設計極為重要。
4.4控制器軟體和控制策略
控制器軟體和控制策略是CAN匯流排在挖掘機電氣控制系統的重要應用。在挖掘機的電氣控制器軟體中，主要包括了CAN匯流排通訊模組、感測器採集模組、邏輯採集控制模組等，在挖掘機電氣控制系統的感測器採集模組是其中的重點，它主要是通過各種採集軟體進行資訊和資料的集中和整理，之後藉助CAN匯流排傳輸給顯示器，之後將引數進行顯示，並接收到顯示器傳送的控制指令，進行資料處理。控制策略主要是提高挖掘機的執行效率和效能。因此，在挖掘機的電氣控制系統中，運用控制策略，提高挖掘機的工作效率和燃油的經濟性。例如，在挖掘機的電氣控制系統中，不能依靠傳統的發動機的轉速進行控制，而是依靠檢測挖掘機液壓泵壓力和發動機轉速兩個引數結合來控制挖掘機，進而使得挖掘機發動機一泵一負載之間功率更好地匹配，提高挖掘機的效能。
4.5GPS遠端管理模組設計
CAN匯流排技術在GPS遠端管理模組的設計也是挖掘機的電氣控制系統的重要組成部分。隨著科學技術的發展和進步，在現今的機械裝置以及社會的運用中，智慧化和數字化的建設越來越多，經濟的發展也推動科學的發展，其中GPS的運用就是其中的一項，GPS終端技術主要是藉助CAN匯流排和控制器進行資料交換，進而實現定位、遠端資料傳輸和防拆報警等功能，以下主要對這幾個功能進行介紹：其一，在GPS遠端管理模組中，定位功能尤為重要，主要是藉助GPS技術的定位功能和客戶端的軟體，使得挖掘機的位置能夠清晰的顯示，通過GPS的行為技術可以促進挖掘機的高效執行；其二，遠端資料傳輸也是GPS遠端管理模組設計中的重點，在挖掘機的電氣控制系統中，運用CAN匯流排技術，對其中的資料進行實時傳輸，進而使得電力控制系統能夠儘快的掌握挖掘機的機油壓力、水溫以及發動機轉速等各項資訊；其三，在挖掘機的電氣系統中遠端故障報警功能在電氣控制系統中具有重要的作用，採用CAN匯流排技術和GPS技術，對挖掘機執行中出現的故障進行報警，使得控制中心能夠及時的掌握挖掘機的執行狀況，並對有故障的挖掘機進行檢修，在檢修的過程中，技術人員通過GPS客戶端掌握的資訊和資料，對挖掘機的電氣控制系統進行養護，進而保障挖掘機的正常執行。
5結語
總而言之，在挖掘機的電氣控制系統中，運用CAN匯流排進行設計和分析，進而提高其電氣控制系統的執行水平和效率，故此，在挖掘機電氣控制系統中運用CAN匯流排進行電氣功能設計、系統程式設計、監控系統設計、控制器軟體和控制策略以及GPS遠端管理模組設計等，並根據系統要求，設計了挖掘機的應急電路，保證了挖掘機的應急狀態下能工作，同時該控制系統實現了挖掘機實際挖掘作業過程中發動機一泵功率匹配控制、自動怠速控制等功能，提高挖掘機的作業效率，降低燃油消耗率，實現挖掘機整機執行狀態實時監控。
參考文獻：
[1]劉道壽，耿躍海匯流排在挖掘機電氣控制系統中的應用[J].工程機械，2013，44（3）：33-37.
[2]範俊勇匯流排技術在小型挖掘機電子控制系統上的應用[J].科技創新導報，2013（4）：15.
[3]劉立祥，鄭朋磊，蘇會傑.基於CAN匯流排的大型挖掘機電氣系統設計[J].建設機械技術與管理，2013（8）：120-122.
[4]王勇.基於CAN匯流排的液壓挖掘機控制系統設計[J].淮海工學院學報（自然科學版），2015，24（2）：32-35.
[5]谷靜，瞿紅梅.基於嵌入式控制器與CAN匯流排的機械裝備智慧監控系統設計[J].機床與液壓，2016，44（4）：129-132.