CAN總線在石油修井機上的應用

CEC2廣播有以下參數(shù)群：PGN0(0)O轉矩，速度控制1,TSCl)、PGN59904(請求)、PGN61440(電子減速器控制器t,ERCl)、PGN61442(電子傳動箱控制器I,ETCl)、PGN61445(電子變速控制器#2，ETC2)、PGN65098(電子變速控制器#7，ETC7)、PGN65272(變速器油液)等。包含變速器控制模式、轉速、轉矩、換檔情況、機油溫度等信息。

CEC2接收的數(shù)據(jù)有以下的參數(shù)群：PGN60160(傳輸協(xié)議-數(shù)據(jù)傳送，TP-DT)、PGN60416(傳輸協(xié)議-連接管理，TP-CM)、PGN61441(電子制動控制器1，EBCI)、PGN61443(電子發(fā)動機控制器2，EFt)、PGN61444(電子發(fā)動機控制器1，EEC1)、PGN65262(發(fā)動機溫度)等。包含發(fā)動機控制方式、轉速、轉矩、油門位置、溫度等信息。

2.4 系統(tǒng)工作控制過程

在駕駛室內安裝一只選擇開關，可以選擇駕駛室操作還是修井機作業(yè)平臺操作l有操作機構將傳動箱的輸出切換到臺下行車或臺上進行修井作業(yè)。在駕駛室和作業(yè)平臺上均裝有換檔開關和油門操作機構。

1)駕駛室的操作

將駕駛室內的選擇開關置于“臺下”位置，該信號送進傳動箱的控制電腦，并將傳動箱的輸出轉換到臺下。駕駛室行車可實現(xiàn)自動換檔。駕駛室的換檔開關有倒檔?！癛”、空檔“N”、前進檔“D”三個選擇，在換檔開關上可以設置前進檔換檔的范圍(1-6)。檔位選擇信息送進傳動箱的控制電腦。

在起動發(fā)動機時，將換檔開關置于空檔“N”，該信息送進傳動箱控制電腦，再通過CAN總線傳到發(fā)動機控制電腦，如果換檔開關未置于空檔，發(fā)動機不能起動。

需要車輛前進時，換檔開關選擇前進檔“D”，此時換檔開關的顯示器會顯示數(shù)字“6”，表示車輛在1、2、3、4、5、6檔可以自動切換1可以調節(jié)顯示器上的數(shù)字，改變車輛前進中可以自動換檔的范圍，比如將顯示器的數(shù)字設置為3，表示在行駛過程中，可以在1、2、3檔進行換檔。發(fā)動機的控制電腦將發(fā)動機的轉速及油門位置信號通過CAN總線傳送給傳動箱的控制電腦，踩下油門踏板，當發(fā)動機轉速達到1900r/min時，傳動箱控翩電腦會控制換檔電磁閥組，檔位由1檔變?yōu)?檔，如果發(fā)動機轉速一直保持在該轉速以上，則傳動箱會升到設定的最高檔。當松開油門踏板，

發(fā)動機轉速自動降下來，檔位也依次可以降下來。倒車時，將換檔開關置于倒檔“R”，傳動箱控制電腦會控制換檔電磁閥組，使傳動箱處于倒檔工作狀態(tài)。

整個工作過程中，發(fā)動機與傳動箱控制電腦間的信號傳遞如圖4所示。

2)作業(yè)平臺的操作

當修井機在井場就位后進行修井作業(yè)時，需要在作業(yè)平臺進行操作。首先將駕駛室內的切換開關置于“臺上”位置，并將傳動箱的輸出切換到臺上。在作業(yè)平臺只能實現(xiàn)手動換檔。

2.5 實際應用中遇到的問題

該CAN總線網絡系統(tǒng)廣泛應用在中國石油川慶鉆探工程有限公司的各修井隊的修井機上。這些修井機配置艾里遜傳動箱與卡特發(fā)動機。在使用中曾經遇到以下的問題。

1)在行車過程中只有一個檔位，不能進行換檔

一臺XJl20修井機在前往乎樂12井的途中，駕駛員反映行車只有一個檔位。在修井機到達井場就位以后，我們進行了檢測。在作業(yè)平臺上可以進行正常的換檔，說明換檔電磁閥組及液壓回路工作正常，但在臺下駕駛室進行操作時，傳動箱不能換檔，只有一個檔位。駕駛室的換檔是靠發(fā)動機轉速達到一定值后自動進行升檔，懷疑發(fā)動機轉速未達到換檔點的轉速。通過CAN網絡的診斷接口，連接到PC機，在診斷軟件上觀測傳動箱的工作情況，在平臺上操作能進行手動換檔，各傳感器信號正常，在駕駛室進行換檔操作時，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機轉速達到2000r/min，但檔位并沒有升高，一般情況下發(fā)動機轉速達到1900r/min時就可升檔，檢查外圍電路及CAN總線網絡，均未發(fā)現(xiàn)問題，懷疑是換檔點的發(fā)動機轉速設置過高。調整油門位置，發(fā)現(xiàn)當轉速達到2100r/min時，可以進行換檔。

該修井機配置的是C9卡特發(fā)動機和艾里遜6000系列的傳動箱。經向艾里遜公司咨詢，6000系列的傳動箱應用在工程設備上，自動換檔時發(fā)動機轉速一般設置在2000r/min左右，它不同于應用在公路運輸?shù)?000/4000系列的艾里遜傳動箱，自動換檔時發(fā)動機轉速一般設置在1600r/min左右。在修井機的行車途中，駕駛員一般不會把發(fā)動機的速度加到2000r/min，特別是在山路上行駛時，所以駕駛員經常會反映行車時只有一個檔位。經與艾里遜公司協(xié)商，通過CAN網絡接口，將自動換檔時發(fā)動機的轉速設置為1900r/min。

2)在行車過程中，只能在1、2檔切換，不能升到更高檔位

一臺XJl20修井機在前往蓮花000-1井的途中，發(fā)現(xiàn)行車只有兩個低速檔，不能換到更高的檔位。經檢查，在作業(yè)平臺能進行正常的換檔，說明電磁閥組及液壓回路工作正常。通過CAN網絡診斷接口，連上PC機進行檢測，顯示駕駛室換檔器有故障，將臺上的換檔開關換到駕駛室，發(fā)現(xiàn)故障依然存在。檢查換檔開關到傳動箱控制電腦之間的線束，發(fā)現(xiàn)一根信號線引腳脫焊。將該信號線引腳焊接好，故障排除。

3 結束語

在修井機上利用CAN總線交換信息，該網絡系統(tǒng)也可應用到配置有艾里遜傳動箱和卡特發(fā)動機的車載鉆機及大型的公交車上，減少車輛的布線，提高系統(tǒng)的可靠性。