奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)用戶需求說明書

1、奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)用戶需求說明書文件狀態(tài)：文件標識：草稿當前版本：正式發(fā)布作者：正在修改完成日期：5.3.3.引言 .3讀者對象及目的 .3背景說明 .3術語與縮寫解釋 .3參考資料 .35.3.4.產品簡介 .45.3.5.產品面向的群體 .45.3.6.產品應當遵循的標準或規(guī)范 .45.3.7.產品的功能性需求 .5功能性需求分類 .6手持器模塊 .7牽引功能模塊.7提升功能模塊 .10其他功能 .11DSP控制模塊.11輸入規(guī)范 .11控制功能 .12故障診斷 .12驅動模塊.13功率模塊.13電源模塊.13狀態(tài)檢測模塊 . 13散熱模塊.145.3.8.運行環(huán)境 .141.引言1

2、.1.讀者對象及目的、一H -+Z. 八 讀者分類目的市場人員/客戶代表了解本文檔對需求的理解是否和他們要求的一致系統(tǒng)分析人員理解用戶需求，轉化為系統(tǒng)需求系統(tǒng)設計人員理解用戶需求，在設計時把握用戶需求。系統(tǒng)測試人員了解用戶需求，為測試提供參考文檔人員編寫用戶使用和操作手冊1.2. 背景說明1） 系統(tǒng)名稱：奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)2） 任務提出者：3） 系統(tǒng)開發(fā)者：4） 系統(tǒng)用戶：1.3.術語與縮寫解釋1.4.參考資料1、combi AC2 說明書2. 產品簡介奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)是用來控制電動叉車的系統(tǒng)，適合用于3-7KW的一對電機的控制，在叉車系統(tǒng)上分別為牽引電機和提升電機。他可以被應用

3、于以電瓶為動力的牽引和液壓系統(tǒng)。奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)是以TI TMS320F2812DSP數字處理芯片為控制核心的全數字化交流伺服系統(tǒng)。數字處理器的出現為伺服系統(tǒng)實現高性能的控制算法提供了良好的硬 件平臺，并為更復雜的控制算法、智能控制系統(tǒng)乃至網絡控制系統(tǒng)的實現提供了硬件支撐。 奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)在運行過程中具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測 和保護，使整個系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運行，是安全、高效、節(jié)能的電動叉車控制系統(tǒng)。3. 產品面向的群體電動叉車生產廠商及電動叉車最終使用者。4.產品應當遵循的標準或規(guī)范包裝儲運圖示標志電氣控制設備外殼防護等級（IP代碼）設備可靠性試驗總要求GB/T

4、 191 2008GB 3797 2005GB 4208-2008GB 5080.1-19865.產品的功能性需求系統(tǒng)框圖如圖5-1所示CONTROL LOGIC圖5-1奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)框圖由框圖可以看出奧蒂電動叉車伺服驅動系統(tǒng)主要由手操器模塊、DSP控制模塊、驅動功率模塊組成。+ 2rHt5ATTeeSATT5.1. 功能性需求分類系統(tǒng)的硬件主要由以下幾部分組成：1、主控板。2、驅動板3、功率板4、主接觸器5、散熱片和風扇系統(tǒng)的總體功能性需求如下：1、基于微處理器的數字控制，同時控制一對電機運行，一個牽引電機，一個提升電機。2、具有再生制動功能。3、具有 CAN-BUS通訊功能。4、

5、具有Flash存儲功能。5、供電電壓48V。6、最大輸出電流320A，對每個電機可連續(xù)工作 3分鐘。7、工作頻率：8KHz8、環(huán)境溫度：-30 C -40 C9、 驅動器最高工作溫度：75 C系統(tǒng)的主要功能模塊劃分如表5-1所示：表5-1系統(tǒng)主要功能模塊劃分功能模塊說明手持器模塊用戶通過該模塊對系統(tǒng)進行實時的控制，進行運行模式和運行參數的設定，也可以進行運行狀態(tài)參數的查詢DSP控制模塊對接收的各種數據進行處理，通過一系列的算法控制系統(tǒng)的正常 運行驅動模塊通過放大接收的控制信號來對控制功率板的工作功率模塊通過自身MOS管的開關來控制輸出的電壓電流，以控制電機的運行電源模塊為其他模塊供電狀態(tài)檢測包

6、括編碼器電機角的反饋，輸出電流反饋，功率板溫度反饋，母線電壓反饋散熱模塊主要為散熱片和風扇52 手持器模塊用戶通過該模塊對系統(tǒng)進行實時的控制，進行運行模式和運行參數的設定，也可以進行運行狀態(tài)參數的查詢。以下通過羅列系統(tǒng)中應設置的各項參數來說明系統(tǒng)應具備的功能及手持器的功能。5.2.1.牽引功能模塊功能設置項：1、HOUR COUNTER、時計）RUNNINGKEY ON車輛運行時小時計才計時。 當電鎖閉合時，小時計計時。2、BATTERY CHECK電瓶檢測）ON電瓶電量檢測功能啟動。當電量降到10%寸，警報。逆變器最大電流會降為設置值的一半。OFF:電瓶電量檢測功能啟動，但不報警。3、TRA

7、CTION CUTOUT引速度削減-ON/OFF :當電瓶電量過低時，如果該功能設定為ON牽引速度降低到60hz4、LIFT CUTOUT提升速度削減-ON/OFF:當電瓶電量過低時，如果該功能設定為ON提升速度降低到“ CUTBACK SPEED值5、HYDRO KEY O（液壓開關）-ON/OFF:如果此選項設為ON牽引逆變器具有液壓轉向功能。6、STOP ON RAMR坡上停車）ON坡上停車的特性（車輛依靠電力停在坡上） 停車時間起決于“輔 助時間”參數的設定。OFF:不實現坡上停車的功能。7、PEDAL BRAKING（踏板制動）ANALOG機械的制動踏板裝有一個開關和一個電位器。當加

8、速器被釋放， 制動踏板被踏下逆變器產生一個強度與踏板電位器成比例的電 制動。當制動踏板被輕輕踩下時 （制動開關剛閉合， 制動電位器 仍在最小值），制動最小強度取決于“釋放制動”的參數值。當 制動踏板被完全踩下時（制動電位器在最大值），最大制動強度取決于“踏板制動”的參數值。在中間的位置，電制動的強度是 最大和最小之間的線性函數。DIGITAL :在車輛機械制動踏板上沒有安裝電位器， 只有一個微動開關。 當 釋放加速器踏板并且踩下制動踏板（制動開關閉合） ，逆變器會 根據踏板制動的參數執(zhí)行一個電制動。8、SET TEMPERATURE設定）DIGITAL :一個數字的（開/關）電機熱傳感器信號連

9、接到 C25 （ C35）輸入 端。ANALOGNONE一個模擬的電機熱傳感器被連接到C25 （ C35）輸入端。沒有連接電機熱傳感器。9、SMART DISPLAY-C)N/OFF:如果這項功能設置為 ON激活與智能儀表的通信。10、SET POT BRK MIN當制動踏板開關閉合時， 記錄制動踏板電位器的最小值。 程只在“踏板制動”選項設置為“模擬”時才必須要記錄。這個過11、SET POT BRK MAX當制動踏板開關閉合時， 記錄制動踏板電位器的最大值。 程只在“踏板制動”選項設置為“模擬”時才必須要記錄。這個過12、SET BATTERY TYPE選擇電瓶額定電壓值。13、ADJUS

10、T BATTERY精確地調整控制器測量的電瓶電壓值。14、THROTTLE 0 ZONE在加速器的輸入曲線上設立一個死區(qū)（如圖5-1所示）。15、THROTTLE X POINT這個參數改變加速器輸入曲線的特性。16、THROTTLE Y POINT這個參數改變加速器輸入曲線的特性。圖5-1加速器輸出電壓與速度關系曲線（VACC MIN和VACC MA是 “加速器編程”功能設定的值 ）17、ADJUSTMENT#01 BDI:調整電瓶放電的上限。18、ADJUSTMENT#02 BDI:調整電瓶放電的下限。19、MAIN CONT VOLTAGE這個參數可以調整主接觸器線圈的電壓。20、AUX

11、 OUTPUT VOLTAGE這個參數可以調整電制動線圈的電壓。參數調節(jié)項:1、ACC DELAY2、RELEASE BRAKING3、INVERSION BRAKING4、PEDAL BRAKING加速延時，確定加速率。釋放制動，當運行請求釋放時的減速率。反接制動，運行時方向開關反向時的減速率。踏板制動，當運行請求釋放且制動踏板開關閉合時的減速率。5、SPEED LIMIT BRAKING速度限制制動，踏板位置改變踏板踏下深度減小但沒有完全釋放時的減速率。6、BRAKE CUTBACK速度削減制動，當速度降低信號輸入時或電機速度下降時的減速率。7、MAX SPEED FORWARD前進方向最

12、大速度。8、MAX SPEED BACKWARD后退方向最大速度。11、FREQUENCY CREEP 爬行頻率。當前進或后退開關閉合而加速器在最小的位置時的最小速度。12、MAXIMUM CURRENT最大電流。逆變器的最大電流。13、ACC SMOOTH在頻率范圍從0 “STOP SMOOTH的不同的加速曲線。14、 INV SMOOTH在頻率范圍從0 “STOP SMOOTH方向反向之后，不同的加速曲線。如圖5-2所示。15、STOP SMOOTH設定了頻率的水平值。ON/+VB=t入有效，開關閉合。OFF/GND輸入無效，開關斷開。10、BACKWARD SWITCH后退開關。后退方向

13、的數字信號輸入。11、ENABLE SWITCH12、SEAT SWITCH13、CUTBACK SWITCHON/+VB=t入有效，開關閉合。OFF/GND輸入無效，開關斷開。 允許開關。允許開關的數字信號輸入。ON/+VB=t入有效，開關閉合。OFF/GND輸入無效，開關斷開。座位開關。座位微動開關的數字信號輸入。ON/+VB=t入有效，開關閉合。OFF/GND輸入無效，開關斷開。 速度削減開關。速度削減微動開關。14、BRAKE SWITCH15、BRAKE PEDAL POTION/ GND =俞入有效，開關斷開。 OFF/+VB =輸入無效，開關閉合。 制動開關。踏板制動微動開關。

14、ON/+VB=t入有效，開關閉合。 OFF/GND輸入無效，開關斷開。 制動踏板電位器。制動踏板電位器滑動端（CPOTB的電壓。這圖5-2加速曲線(0.4 , 1.0 ,16、AUXILIARY TIME:2.0 , 3.5 是ACC SMOOTHINV SMOOT可能的參數值）輔助時間。如果（stop on ramp）的設置為開（ON時，為決疋 車輛停在坡上的時間前進開關。前進方向的數字信號輸入。1、MOTOR VOLTAGE2、FREQUENCY3、ENCODER4、SLIP VALUE：5、CURRENT RMS6、TEMPERATURE電機電壓。逆變器提供給電機的電壓。 由滿電壓（取決

15、于電瓶電 壓）的百分比表示。頻率。提供給電機的電壓和電流頻率。電機的速度，用頻率單位表示；它的信息來源于速度傳感器。 滑差值。電機的旋轉磁場和與電機主軸的速度差，用頻率表示。 電機電流的均方根值。鋁板溫度。安裝MOST的散熱鋁板溫度。7、 MOTOR TEMPRATURE 牽弓I電機溫度，如果“ SETTEMPERATURE設定為NONE顯示為08、 ACCELERATOR加速器信號。加速器電位器滑動端（CPOT的電壓。電壓水平值會顯示在手持單元屏幕的左邊；右邊顯示的是加速器電壓的百分 比。9、FORWARD SWITCH用戶參數項（提供運行狀態(tài)的顯示）15、STOP SMOOTH設定了頻率的

16、水平值。16、VOLTAGE BOOSTER17、BATTERY VOLTAGE18、BATTERY CHARGE個參數只有在 PEDALBRAKIN毆置為ANALO時才有效（參見5.4 ）。電壓補償。在負載的情況下提供給電機的補償電壓。以全壓的百分比表示。電瓶電壓。電鎖開關輸入端測量的電瓶電壓值。電瓶電量。電瓶電量的百分比。5.2.2. 提升功能模塊功能設置項:1、2、3、4、SET TEMPERATUR溫（度設定）個數字的（開/關）電機熱傳感器信號連接到 C35輸入端。 一個模擬的電機熱傳感器被連接到C35輸入端。沒有連接電機熱傳感器。在加速器的輸入曲線上設立一個死區(qū)（見下圖曲線所示） 這

17、個參數改變加速器輸入曲線的特性。這個參數改變加速器輸入曲線的特性。DIGITAL:ANALOGNONETHROTTLE 0 ZONETHROTTLE X POINTTHROTTLE Y POINT5、AUX OUTPUT VOLTAGE這個參數可以調整輔助輸出線圈的電壓（液壓轉向接觸器線圈）參數調節(jié)項:1、ACC DELAY :2、3、4、DEC DELAY :MAX LIFT :MIN SPEED LIFT :5、6、7、HYD SPEED FINECUTBACK SPEEDMAXIMUM CURRENTAUXILIARY TIME：決定加速斜率決定減速斜率決定了最大提升速度當提升使能開關閉

18、合時， 最小的提升速度，提升電位器在最小值 處液壓轉向速度細調當速度削減開關激活時速度削減改變逆變器的最大電流當液壓轉向請求激活時，延時時間用戶參數項（提供運行狀態(tài)的顯示）：1、MOTOR VOLTAGE2、3、FREQUENCYENCODER4、5、6、7、&9、SLIP VALUE： CURRENT RMS TEMPERATURE MOTOR TEMPRATURE VOLTAGE BOOSTER BATTERY VOLTAGE10、SEAT SWITCH11、FORWARD SWITCH電機電壓。逆變器提供給電機的電壓。由滿電壓（取決于電瓶電壓）的百分比表示。頻率。提供給電機的電壓和電流頻

19、率。電機的速度，用頻率單位表示；它的信息來源于速度傳感器。 滑差值。電機的旋轉磁場和與電機主軸的速度差，用頻率表示。 電機電流的均方根值。鋁板溫度。安裝MOST的散熱鋁板的溫度。提升電機的溫度，如果設定為 NONE（參見8.4.2 ）,顯示為0 負載條件下的電壓補償，以全壓的百分比表示 電瓶電壓。電鎖開關輸入端測量的電瓶電壓值。座位開關。座位微動開關的數字信號輸入。ON/+VB=t入有效，開關閉合。OFF/GND輸入無效，開關斷開。 前進開關。前進方向的數字信號輸入。ON/+VB=t入有效，開關閉合。OFF/GND輸入無效，開關斷開。ON/ +VB=輸入有效，開關閉合OFF/GND輸入無效，開

20、關斷開16、LIFTING CONTROL從0到5v，提升電位器滑動端的電壓是控制器內部電壓的一半,然后讀取，意思是滑動端的實際輸出電壓為0到 10v，同時相應的電位器的電壓讀取值0-5v。5.2.3.其他功能-儲存功能（存儲數據）-復制功能（下載參數到其他控制器）-顯示最后的5個故障（報警）信息-加速器范圍的整定：記錄加速器在兩個運行方向上的最大最小有效值。DSP控制模塊以TI TMS320F2812DS數字處理芯片為控制核心，對接收的各種數據進行處理，通過一 系列的算法控制系統(tǒng)的正常運行。輸入規(guī)范DSP控制模塊主要有如下的輸入信號需要處理，通過對這些信號的分析，來對系統(tǒng)作進 一步的控制。1

21、、加速信號加速器單元含有一個電位器或者一個霍爾元件。加速器單元通過一個模擬口傳輸到微處 理器，可以是0-5v的輸出或者0-10v的輸出。輸出電壓的選擇可以通過邏輯卡的跳線來實 現。電位器的阻值應該在 0.5-10k Q之間；負載范圍一般的是1.5-30mA。2、制動信號制動器分為模擬制動和數字制動。模擬制動：機械的制動踏板裝有一個開關和一個電位器。當加速器被釋放，制動踏板被踏下逆變器產生一個強度與踏板電位器成比例的電制動。當制動踏板被輕輕踩下時 （制動開14、LIFTING SWITCH:15、HYDRO SPEED REQ后退開關。后退方向的數字信號輸入。 ON/+VB=t入有效，開關閉合。

22、 OFF/GND輸入無效，開關斷開。允許開關。允許開關的數字信號輸入。 ON/+VB=t入有效，開關閉合。 OFF/GND輸入無效，開關斷開。提升請求的狀態(tài)ON/ +VB=輸入有效，開關閉合 OFF/GND輸入無效，開關斷開 提升液壓速度請求狀態(tài)12、BACKWARD SWITCH13、ENABLE SWITCH關剛閉合，制動電位器仍在最小值），制動最小強度取決于“釋放制動”的參數值。當制動 踏板被完全踩下時（制動電位器在最大值），最大制動強度取決于“踏板制動”的參數值。在中間的位置，電制動的強度是最大和最小之間的線性函數。數字制動：在車輛機械制動踏板上沒有安裝電位器，只有一個微動開關。當釋放

23、加速器踏板并且踩下制動踏板（制動開關閉合），系統(tǒng)會根據“踏板制動” 的參數執(zhí)行一個電制動。3、速度反饋信號通過安裝在電機上的編碼器來進行速度反饋。4、輸出電流反饋信號通過安裝在驅動器中的電流傳感器進行電流檢測和反饋5、母線電壓檢測通過線性光耦將母線電壓反饋到微處理器。5、溫度傳感器反饋信號溫度傳感器一般選用模擬型的。牽引電機和提升電機溫度傳感器反饋分別留兩個模擬口輸入，驅動器功率板溫度傳感器留一個模擬口輸入。5.32控制功能1牽引電機和提升電機的控制基于電機的速度反饋：-當速度未達到設定值時，按加速率控制加速。-當速度超過速度設定值時，再生制動功能啟動。-當電機需要減速時，按照減速率控制減速。

24、-加速器在任何位置都能使車輛具有穩(wěn)定的速度。-速度反饋系統(tǒng)可以實現車輛在坡上電停車（用電力使機器停在坡上），停車的時間是由編程設定的時間來決定。2、其他控制功能詳見手持器模塊參數說明。故障診斷微處理器可以連續(xù)的監(jiān)視逆變器，并且對主要的功能執(zhí)行一個診斷程序。這個診斷程序由以下4點組成：1電鎖閉合時診斷：看門狗電路、電流傳感器、電容充電、相電壓、接觸器驅動、can-bus 接口，開關的操作順序是否正確；加速器的輸出是否正確；兩個微處理器是否同步；與安全 有關的硬件的輸入是否都具備。2、 備用時的檢測：看門狗電路、相電壓、接觸器驅動、電流傳感器、can-bus接口。3、 運行時的檢測：看門狗電路、接

25、觸器驅動、電流傳感器、can-bus接口。4、持續(xù)的檢測：逆變器溫度、電機溫度。診斷的提供有兩種方式：一種是用數字手持單元，手持單元能夠提供詳細的故障信息； 另一種是故障代碼用 Can-Bus傳送。如果某一項的檢測結果出現異常即產生相應的報錯，并作出相應的控制反應。54驅動模塊通過DSP控制模塊的控制，為功率板提供35V的PWM區(qū)動型號，由于驅動信號的控制頻率為8KHz所以驅動板的信號傳輸能力要達到8KHz以上。功率模塊通過自身MOS管的開關來控制輸出的電壓電流，以控制電機的運行，功率模塊由6個橋臂組成，分別控制電機的UVWE相得電壓電流，每個橋臂由若干個MOSt并聯而成，MOST的數量根據選

26、用 MOSf的過電流而定，系統(tǒng)需要輸出的最大電流為 320A。MOSf的開關頻率 要求在8KHz以上。電源模塊電源模塊主要分為兩部分，一部分給主控板供電，另一部分給驅動板供電。主控板部分：需要提供 5V和3.3V兩種電壓，紋波要求 20mv以內驅動板部分，通過高頻開關電源提供6路隔離電源給6路驅動光耦供電，幅值 35V,紋波要求1姬內，即350mv以內。狀態(tài)檢測模塊狀態(tài)檢測的項目主要有以下幾項：1、電機轉速檢測，由編碼器完成，可以是模擬量或數字量。2、母線電壓檢測，由線性光耦完成，通過模擬口連接到微處理器。3、三相輸出電流檢測，由電流傳感器完成，可以是模擬量或數字量。4、電機溫度檢測，由溫度傳

27、感器完成，通過模擬口連接到微處理器。5、功率板溫度檢測，由溫度傳感器完成，通過模擬口連接到微處理器。散熱模塊散熱模塊主要由散熱片及風扇組成。散熱片和風扇的選取必須能滿足系統(tǒng)的散熱要求，特別是功率板的溫度不能超過75 C6.接口規(guī)范系統(tǒng)接口主要有三類 A接口(智能儀表接口)、 B接口(手持器接口)、 C接口(運行控 制接口)，詳細接口定義需求見下文。6.1.A接口(智能儀表接口)A接口是智能儀表盤的顯示接口，系統(tǒng)通過CAN總線將顯示信息輸出到儀表顯示盤，其接口定義如下：A1：( CAN_H與CANBU網相連的高電位端A2: ( CANT_H CANBU的輸出端，通過內置的 120Q電阻與CAN_

28、I連接A3: ( CAN_POS CANt路的電源正極A4: ( CAN_L_OUT CANBU低電位端，與 CANBU網 的 CAN-L端相連A5: ( CANT_L CANBU的輸出的另一端，通過內置的 120 Q電阻與CAN_I連接A6: ( CAN_L與CANBU網相連的低電位端A7: ( CAN_H_OUT CANBU高 電位端，與 CANBU網 的 CAN-H端相連A8: ( CAN_NEG CAN電路的電源負極6.2.B接口(手操器接口)B接口是手持器接口，通過該接口將手持器連入系統(tǒng)，與系統(tǒng)進行通信，其接口定義如下：B1: ( PCLRXD串行接收端正極B2: ( NCLRXD串

29、行接收端負極B3: ( PCLTXD串行發(fā)送端正極B4: ( NCLTXD串行發(fā)送端負極B5: (GND手持單元供電負極端B6: ( +12 )手持單元供電正極端B7: ( FLASH存儲器訪問B8: ( FLASH存儲器訪問63 C接口(運行控制接口)C接口是運行控制接口，所有外部的控制及反饋信號均從該接口輸入，系統(tǒng)的一部分控 制信號也從該口輸出，其接口定義如下：C1：( PENC_R電源輸出，牽引電機編碼器正極(+5V/+12V)C2: (NENC_R電源輸出，牽引電機編碼器負極C3:( KEY)電源輸入，KEY通過微動開關和一個10A的保險串聯再與電瓶正極連接C4:( CM公共端，前進、后退、提升使能、踏板制動、座位開關、啟動的微動開關的公共 端C5:( SEAT數字輸入，座位開關請求信號；高電平有效C6:( FORWARD數字輸入，前進方向請求信號；高電平有效C7: ( REVERSE數字輸入，后退方向請求信號；高