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[摘 要]在工程机械中，控制器无疑是其关键所在。工程机械控制器能够获取机械各部分的运行状况，并对机械的每一步动作进行控制，所以如何确保机械控制器的准确度和灵活性，是提升工程机械运行稳定与安全的重要途径。基于这些考虑，本文对当前国内外工程机械控制器的一般情况，控制器的构成及工作原理进行了分析，并结合工程机械控制器的技术，提出了三种新型的机械控制技术。希望本文的探讨能够为相关部门提供参考和建议。
[关键词]工程机械；控制器；组成；PLC控制
中图分类号：TP103 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0071-01
前言
随着计算机技术及电子科技的不断发展，在当前，工程机械控制器（Construction Machinery Controller）基本实现了由电路控制技术（Circuit Control Technology）向可编程控制技术（Programmable Control Technology）的转化。在实际的工作中，人们发现，新型的工程机械控制器在控制能力及数据分析、处理能力等方面均较过去有了巨大的改善，这直接促使工程机械领域开始进入更加广阔的发展空间。为了进一步实现工程机械的实时、定点控制，相关部门要不断引入更加新型的科学技术，如以太网现场总线控制、嵌入式PLC控制、工程机械液压系统动力匹配系统控制等从而不断提升工程机械操作的准确性和稳定性，并使其朝着智能化、自动化的方向发展。
1国内外关于工程机械控制器研究状况简述
就我国来说，工程机械领域内关于控制器的研究较国外来说起步较晚，这也导致在领域内使用的工程机械控制器往往采用外国进口的设备。就国际来看，工程机械控制器的设计大部分是建立在PLC模式上完成的，如著名的西门子（Siemens）、日立（HITACHI）、三菱（Mitsubishi Group）等国际公司，但是他们生产出的工程机械控制器往往又缺乏配套的操作系统，在使用方面存在一定的问题。此外，国外关于工程机械微型控制器的研究也是另一主流，已经实现了通过在微型控制器中植入软件，从而进行各种机械控制。
再者，就全球范围来说，在工程机械控制器和控制技术方面，主要的研发部门及生产部门已经基本达成了公示，并制定了相关的行业标准，如在控制器的借口、驱动和协议上有了共识。近年来，如GPS（Global Positioning System）与GSM（Global System for Mobile Communication）等技术相继被应用到工程机械控制研究中，使得工程机械在远程操控、全球定位等方面有了坚实的基础，大大减少了工程机械在外远程作业的风险。
2工程机械控制器的构成与工作原理概述
2.1工程机械控制器的主要硬件
大体来说，工程机械控制器根据硬件可以分为五个大的模块，分别为（1）控制模块；（2）电源模块；（3）数据模块；（4）人机交互模块；（5）监测模块。就这些硬件来看，电源模块负责电力供应；工程机械控制器的关键在于控制模块，通过和机械动力连接，控制模块可以完成对工程机械的智能控制；人机交互模块和检测模块一般一起工作，负责将工程机械的控制信息在显示屏上显示，从而让工作人员实时掌握机械的运行情况。
2.2 PLC可编程工程机械控制器（Programmable Logic Controller）的工作原理
PLC可编程工程机械控制器的主要工作阶段包括五个，即：（1）机械内部信息的处理；（2）机械与控制器之间的通信处理；（3）输入扫描；（4）执行程序；（5）输出处理。当机械工作时，PLC可编程控制器中的通信功能也随之开始工作，展开工程机械通信处理的任务，对相关的工作程序进行扫描，之后再对机械的工作指令输出，输出端口连接着机械的控制部分，这样便完成了机械的预编控制。以上五个工作阶段，是PLC可编程工程机械控制器基本的工作过程，当一个过程结束后，又紧接下一个工作过程，通过此种方式完成机械的控制。
3工程机械的控制器新型控制技术概述
3.1以太网现场总线控制（Fieldbus Control System）技术
通过以太网现场总线的控制技术，工程机械各个控制器之间好比搭建了信息交互的桥梁，工程机械的信息便能够由此交换。以太网利用现场总线的方式搭建，其传输速度极快，继而可以实现工程机械一些难以达到的控制功能。在当前，以太网现场总线的控制技术已经为各大工程机械制造厂商所重视，各家集中精力研发自身的现场总线控制技术，并将之不断使用到工程机械器件层面上。
3.2嵌入式软PLC 控制技术
PLC技术经过长时间的发展，其适应性已经得到极大扩展，就工程机械来说，PLC控制系统无论是在安装还是维护保养上，均非常简便，且具有良好的抗干扰能力。然而随着工程机械日益复杂化，过去的PLC技术已经难以胜任工程机械故障的监察。对此，使用新型的嵌入式软PLC技术可以通过开放式的硬件架构，并结合多种操作指令，来完成工程机械的全局控制。
3.3工程机械液压系统动力匹配及控制技术
为了进一步提升工程机械发动机动力的使用率，避免资源成本浪费，可以在工程机械中使用液压系统动力匹配控制技术，实现工程机械泵功率的合理分配。其中，控制器的作用在于实时监测工程机械的负载情况，结合液压系统动力匹配控制分配发动机功率，在达到工程机械最大功率的前提下，减少机械能源的损耗。总之，利用液压系统动力匹配控制，能够最大限度地优化工程机械的功率，提升其环境适应能力，以满足不同环境的作业要求。
4 结语
以上，我们对工程机械控制器在国内外的发展情况，工程机械控制器的构成及其工作原理进行了考察，并在现有机械控制技术的基础上，结合时代背景，提出了几种新型的控制技术。总之，未来工程机械的控制发展方向必定是朝向自动化与智能化的，而来自社会经济发展与生产的动力，会不断刺激工程机械控制技术的创新与完善。我们期待未来工程机械的运行更为灵活智能，给更高的质量要求提供设备保障。
参考文献
[1]马文宇， 蔡登胜， 孙金泉，等. 一种工程机械控制器cpu防失效的保护方法， An engineering machinery controller cpu anti-failure protection methods： CN， CN 103389667 A[P]. 2013.
[2]Deng cheng M A， Deng hui M A， Jiang X M， et al. Engineering Machinery Fluctuating Load Control and Energy Saving Based on Hydraulic Pump DA and Hydraulic Motor HA Joint Control[J]. China Journal of Highway & Transport， 2014， 27（1）：120-126.
[3]王胤， 余彬. 帶有故障诊断功能的工程机械使用控制器及方法：， CN 103823462 A[P]. 2014.
[4]Han F. Research of under fluctuation loading engineering machinery hydraulic chassisperformance and experimental technology[J]. Technological Development of Enterprise， 2015.
[5]Valencia-Palomo G， Rossiter J A. Programmable logic controller implementation of an auto-tuned predictive control based on minimal plant information[J]. Isa Transactions， 2011， 50（1）：92-100.
[关键词]工程机械；控制器；组成；PLC控制
中图分类号：TP103 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0071-01
前言
随着计算机技术及电子科技的不断发展，在当前，工程机械控制器（Construction Machinery Controller）基本实现了由电路控制技术（Circuit Control Technology）向可编程控制技术（Programmable Control Technology）的转化。在实际的工作中，人们发现，新型的工程机械控制器在控制能力及数据分析、处理能力等方面均较过去有了巨大的改善，这直接促使工程机械领域开始进入更加广阔的发展空间。为了进一步实现工程机械的实时、定点控制，相关部门要不断引入更加新型的科学技术，如以太网现场总线控制、嵌入式PLC控制、工程机械液压系统动力匹配系统控制等从而不断提升工程机械操作的准确性和稳定性，并使其朝着智能化、自动化的方向发展。
1国内外关于工程机械控制器研究状况简述
就我国来说，工程机械领域内关于控制器的研究较国外来说起步较晚，这也导致在领域内使用的工程机械控制器往往采用外国进口的设备。就国际来看，工程机械控制器的设计大部分是建立在PLC模式上完成的，如著名的西门子（Siemens）、日立（HITACHI）、三菱（Mitsubishi Group）等国际公司，但是他们生产出的工程机械控制器往往又缺乏配套的操作系统，在使用方面存在一定的问题。此外，国外关于工程机械微型控制器的研究也是另一主流，已经实现了通过在微型控制器中植入软件，从而进行各种机械控制。
再者，就全球范围来说，在工程机械控制器和控制技术方面，主要的研发部门及生产部门已经基本达成了公示，并制定了相关的行业标准，如在控制器的借口、驱动和协议上有了共识。近年来，如GPS（Global Positioning System）与GSM（Global System for Mobile Communication）等技术相继被应用到工程机械控制研究中，使得工程机械在远程操控、全球定位等方面有了坚实的基础，大大减少了工程机械在外远程作业的风险。
2工程机械控制器的构成与工作原理概述
2.1工程机械控制器的主要硬件
大体来说，工程机械控制器根据硬件可以分为五个大的模块，分别为（1）控制模块；（2）电源模块；（3）数据模块；（4）人机交互模块；（5）监测模块。就这些硬件来看，电源模块负责电力供应；工程机械控制器的关键在于控制模块，通过和机械动力连接，控制模块可以完成对工程机械的智能控制；人机交互模块和检测模块一般一起工作，负责将工程机械的控制信息在显示屏上显示，从而让工作人员实时掌握机械的运行情况。
2.2 PLC可编程工程机械控制器（Programmable Logic Controller）的工作原理
PLC可编程工程机械控制器的主要工作阶段包括五个，即：（1）机械内部信息的处理；（2）机械与控制器之间的通信处理；（3）输入扫描；（4）执行程序；（5）输出处理。当机械工作时，PLC可编程控制器中的通信功能也随之开始工作，展开工程机械通信处理的任务，对相关的工作程序进行扫描，之后再对机械的工作指令输出，输出端口连接着机械的控制部分，这样便完成了机械的预编控制。以上五个工作阶段，是PLC可编程工程机械控制器基本的工作过程，当一个过程结束后，又紧接下一个工作过程，通过此种方式完成机械的控制。
3工程机械的控制器新型控制技术概述
3.1以太网现场总线控制（Fieldbus Control System）技术
通过以太网现场总线的控制技术，工程机械各个控制器之间好比搭建了信息交互的桥梁，工程机械的信息便能够由此交换。以太网利用现场总线的方式搭建，其传输速度极快，继而可以实现工程机械一些难以达到的控制功能。在当前，以太网现场总线的控制技术已经为各大工程机械制造厂商所重视，各家集中精力研发自身的现场总线控制技术，并将之不断使用到工程机械器件层面上。
3.2嵌入式软PLC 控制技术
PLC技术经过长时间的发展，其适应性已经得到极大扩展，就工程机械来说，PLC控制系统无论是在安装还是维护保养上，均非常简便，且具有良好的抗干扰能力。然而随着工程机械日益复杂化，过去的PLC技术已经难以胜任工程机械故障的监察。对此，使用新型的嵌入式软PLC技术可以通过开放式的硬件架构，并结合多种操作指令，来完成工程机械的全局控制。
3.3工程机械液压系统动力匹配及控制技术
为了进一步提升工程机械发动机动力的使用率，避免资源成本浪费，可以在工程机械中使用液压系统动力匹配控制技术，实现工程机械泵功率的合理分配。其中，控制器的作用在于实时监测工程机械的负载情况，结合液压系统动力匹配控制分配发动机功率，在达到工程机械最大功率的前提下，减少机械能源的损耗。总之，利用液压系统动力匹配控制，能够最大限度地优化工程机械的功率，提升其环境适应能力，以满足不同环境的作业要求。
4 结语
以上，我们对工程机械控制器在国内外的发展情况，工程机械控制器的构成及其工作原理进行了考察，并在现有机械控制技术的基础上，结合时代背景，提出了几种新型的控制技术。总之，未来工程机械的控制发展方向必定是朝向自动化与智能化的，而来自社会经济发展与生产的动力，会不断刺激工程机械控制技术的创新与完善。我们期待未来工程机械的运行更为灵活智能，给更高的质量要求提供设备保障。
参考文献
[1]马文宇， 蔡登胜， 孙金泉，等. 一种工程机械控制器cpu防失效的保护方法， An engineering machinery controller cpu anti-failure protection methods： CN， CN 103389667 A[P]. 2013.
[2]Deng cheng M A， Deng hui M A， Jiang X M， et al. Engineering Machinery Fluctuating Load Control and Energy Saving Based on Hydraulic Pump DA and Hydraulic Motor HA Joint Control[J]. China Journal of Highway & Transport， 2014， 27（1）：120-126.
[3]王胤， 余彬. 帶有故障诊断功能的工程机械使用控制器及方法：， CN 103823462 A[P]. 2014.
[4]Han F. Research of under fluctuation loading engineering machinery hydraulic chassisperformance and experimental technology[J]. Technological Development of Enterprise， 2015.
[5]Valencia-Palomo G， Rossiter J A. Programmable logic controller implementation of an auto-tuned predictive control based on minimal plant information[J]. Isa Transactions， 2011， 50（1）：92-100.