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  • 2025-6-12 09:42
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    工程机械环保升级与CAN总线数字化转型的系统分析
    一、政策导向下的环保硬约束 ( 1)"双碳"目标的制度压力 中央将生态环境保护视为 ‌关系党的使命宗旨的重大政治问题‌和‌关系民生的重大社会问题‌。其重视程度体现在将其‌上升到国家战略和宪法高度、设定最具雄心的全球目标、构建最严格的法律制度体系、投入巨大资源并实施最严厉的问责机制‌。这表明中国正以前所未有的决心和力度,推动经济社会发展全面绿色转型,建设人与自然和谐共生的现代化。这种重视是‌系统性、全局性和历史性‌的。 根据生态环境部数据,非道路移动机械占全国氮氧化物排放量 12.3%,其中国二/国三设备排放占比超65%。2025年全面实施的非道路国四标准,要求氮氧化物减排30%以上,颗粒物排放限值降低90%。 2019年12月29日,已经发布国六标准。 国二 /国三设备 已经列入强制管制,并由环保牵头,随时督查,予以重罚。 ( 2)区域性管控政策加码 京津冀等重点区域已划定 "低排放控制区",深圳等城市明确禁止国三设备进场作业。某央企项目测算显示,使用国四设备可使单台机械年减排1.2吨CO₂,全生命周期减排效益达18万元。 工程机械厂家基本已经实现国六设备生产。 ( 3)循环经济政策倒逼 《 "十四五"循环经济发展规划》要求工程机械再制造率达40%,而国二设备因技术陈旧,核心部件再制造价值损失率达60%以上。在数字化与环保政策双轮驱动下,国二设备因技术落后、再制造经济性差(价值损失超60%),将加速退出市场;国三设备虽面临排放限制,但通过加装数字化监测模块和局部再制造(如 采用速锐得 EST558K(带CAN总线) 电控系统升级),可阶段性延续使用。预计 2025年后,国二设备淘汰率将超 9 0%,国三设备通过"以改代废"模式逐步替换,淘汰周期或延长至20 26 年。数字化技术(如远程诊断)正成为设备残值评估和梯次利用的关键工具。 二、数字化时代的技术代差 ( 1)智能物联的适配困境 现代智慧工地要求设备配备北斗定位、 OBD远程监控,国三机械的CAN总线协议兼容性不足,某工地实测显示国三设备数据采集完整率仅32%。国企牵头对 工程机械 设备智慧化改造具有关键作用: ‌技术整合‌:依托央企研发资源,开发通用协议转换模块,解决CAN总线兼容性问题(实测可将数据采集率提升至85%以上); ‌标准制定‌:通过行业联盟推动老旧设备通信接口标准化,降低改造成本; ‌试点示范‌:以大型基建项目为场景,验证"北斗+OBD"改造经济性,形成可复制的升级模式。国企的规模化应用能加速淘汰滞后产能,实现智慧工地全覆盖目标。 ( 2)能效管理的技术瓶颈 新型电控高压共轨系统可使燃油效率提升 15%,而国二机械的机械式喷射系统油耗比国四设备高22%。三一重工实验数据显示,加装智能终端的国四设备故障预警准确率达91%。 ( 3)作业协同的体系断层 5 G远程操控、无人集群作业需要设备具备标准数据接口,某隧道工程案例表明,混编机组中国三设备使整体施工效率降低19%。 三、转型升级的实施路径 ( 1)梯度淘汰机制 参考山东 "设备年龄+排放标准"双维度淘汰方案,对10年以上国二设备强制报废,给予30%置换补贴。徐工集团试点显示,该政策促使设备更新周期缩短至5.8年。 ( 2)绿色技术迭代 玉柴动力开发的混动挖掘机可实现怠速零排放,中联重科智能搅拌站通过光伏储能降低能耗 41%。建议对电动化改造给予13%增值税抵扣。 ( 3)数字赋能方案 华为与临工合作的设备云平台,使国四设备利用率提升 27%。建议建立统一的设备数据中台,强制新购设备接入工业互联网标识体系。 ( 4 )新能源工程机械 应用 ‌零排放‌:纯电动/氢能设备直接消除尾气污染(如1台电动挖机年减碳约50吨); ‌低噪音‌:电机驱动噪声比柴油机降低60%以上,减少施工扰民; ‌全生命周期绿色化‌:锂电池回收率达95%,且能量转化效率超柴油机2倍。据测算,新能源机械可使工地综合碳排放下降40%-70%,是达成"双碳"目标的关键抓手。 四、安全因素 ( 1 ) 、实时风险预警能力强化 加装 OBD远程监控与北斗定位后, 工程 设备运行数据(如 EST558K中的角度 、 倾角、承重等数据 )可实现 远程数据 传输,平台 AI算法能提前24小时预测85%以上的机械故障 及违规操作 ,避免传统 "事后维修"导致的安全事故。 ( 2 ) 、排放相关职业病防控 新能源设备(电动 /氢能)消除柴油尾气中的苯并芘等致癌物,使机手肺癌风险降低60%,同时解决密闭空间(如隧道施工)的一氧化碳中毒隐患。 ( 3 ) 、人机协同安全协议升级 5G+数字孪生技术实现"电子围栏"功能,当机械作业半径内有人员闯入时,系统可自动降速并触发声光报警,较传统警示标志有效性提升4倍。 ( 4 ) 、结构件疲劳智能管理 再制造过程中植入的 记录 芯片能记录 工程机械 部件累计应力数据,结合 AI寿命预测模型,可精准更换高危部件,避免传统肉眼检测遗漏的断裂风险。 ( 5 ) 、应急响应效率跃升 数字化机械配备的应急电源模块与卫星通信接口,可在自然灾害(如地震)中维持 72小时定位信号,救援定位精度达0.5米,较传统机械搜救效率提高90%。 五 、经济效益与社会效益平衡 ( 1)全周期成本测算 虽然国四 至国六 设备采购成本高 15-20%,但某 港口(宁波港) 实践表明, 5年运营周期内综合成本反低8%。 ( 2)产业转型窗口期 中国工程机械工业协会预测, 2025年前将形成2000亿规模的环保设备更新市场,带动20万就业岗位 , 其中包括技术升级及数字化平台管理。 ( 3)国际竞争力重塑 欧美已实施 Stage V标准,三一海外版设备因提前布局国 六 技术, 2024年出口增长达43%。2024年出口 继续 增长达 37 %。
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    2022-2-17 11:46
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    【虹科方案】 基于虹科PCAN卡以及EPEC控制器的智能压路机控制系统
    压路机是工程施工的重要设备之一,随着先进压实控制技术的发展,该设备也逐渐向着自动监控、自动控制和自动调节的方面发展,智能压路机开始在市场上显现出来。 压路机械的使用现场往往环境复杂,震动、高温、潮湿和灰尘等因素使得传统控制技术面临着各种问题,而 CAN 总线具有线束少易于扩展、数据传输快实时性强和抗干扰能力强等特点,且该通讯技术已在国内外多个工程机械领域(如采矿设备、工程车辆等)广泛应用,所以我们提出基于 CAN 通讯的分布式控制系统来实现智能压路机控制系统。 1 虹科 PCAN 在智能压路机控制系统中的应用 智能压路机控制系统主要有控制器、显示设备和各种执行机构、传感器组成,控制器负责对上位机通过 CAN 总线发送的控制指令进行解析,并驱动比例阀、开关、继电器等执行机构动作,同时将各种传感器将采集到的诸如震动、位移等信号通过 CAN 总线实时传输到上位机和显示设备设备,用作控制反馈和数据显示。同时允许操作人员根据显示的实时数据对各个控制模块的参数进行配置,上位机 PC 可以通过 PCAN 卡拓展 CAN 接口,将配置参数下载到各个控制器当中。具体方案结构如下: 该系统中各部分所起的作用如下: Ÿ 虹科 PCAN-USB 接口卡:实现 IPC 和 CAN 总线连接,开发者可以基于免费开发包 PCAN-Basic 开发自己的应用程序来控制 CAN 总线设备; Ÿ EPEC 控制器和显示器:该款控制器和显示器自带了 CAN 接口,设备本身使用 CODESYS 软件编程,支持通过 CAN 总线下载程序。开发者在使用时可以直接使用我们的 PCAN 模块下载控制程序; Ÿ 虹科 PCAN 远程 IO 模块:支持 CAN 接口,可以将电压、电流和热电偶信号转换成 CAN 报文并传输到总线上,或是从总线上接收 CAN 报文控制电压、电流输出。 2 虹科 PCAN 接口卡的关键特性 Ø CAN 接口,支持 USB 、 PCI 、 PCIe 、 miniPCIe 等多种接口类型 Ø 单个模块支持 1 到 6 路高速 CAN 通道( ISO 11898-2 ) Ø 通过连接电缆和 D-Sub 9 接头(符合 CiA 303-1 )连接到 CAN 总线 Ø 波特率从 5 kbit/s 至 1 Mbit/s Ø 符合 CAN 规范 2.0A ( 11 位 ID )和 2.0B ( 29 位 ID ) Ø 每个 CAN 通道彼此隔离,部分型号带电耦隔离功能 Ø 免费提供上位机软件 PCAN-Vew 和二次开发包 PCAN-Basic Ø 扩展工作温度 -40~85 ℃( -40~185 ℉) 3 虹科 PCAN 原厂 IO 模块关键特性 Ø 高速 CAN 连接(波特率从 10 kbit/s 至 1 Mbit/s ) Ø 符合 CAN 规范 2.0A ( 11 位 ID )和 2.0B ( 29 位 ID ) Ø 使用上位机软件 PCAN-MicroMod Configuration 进行参数配置 Ø 同时支持多路 DIO 、 AIO 、温度输入和频率输出 Ø 工作电压 8~26V Ø 工作温度范围 -40~85 ℃( -40~185 ℉) 4 总结 虹科 PCAN 接口卡简单易用,稳定可靠,非常适用于工程机械领域,目前国内知名大厂如三一、中联、中车、广西柳工和徐工等均有在使用。如果您想更进一步了解 PCAN 接口卡,请联系虹科货期产品资料和试用机会。
  • 热度 22
    2010-7-15 00:09
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    从建筑到港口,数不清的场所,起重机用来建筑我们的世界。很难想象如果没有起重机,我们怎么能站那么高看那么远,但是不幸的是,其实不难想象每天都有很多事故发生在起重机上。最经常发生的是当重心突然变化时,起重机负重翻倒。在后来的原因调查中发现,很多是因为操作人员的失误,培训缺乏,不合理的使用设备,或者是疏忽等各种原因。回顾这些原因,找出一个共同点就是:如果操作人员能够预见这些危险的发生,就可以避免很多重大事故。 很多年前,起重机的事故率就很高了。这些事故不仅使工作人员的安全处于危险境界而且会损坏机器,失去产品。很明显需要有一个安全系统来保护这些。 现在有一套复杂的系统能监测起重机的各种数据,例如,起重臂抬起的角度,荷重,伸缩长度,风速等,通过各种传感器得知这些数据。 通过安装在特定部位的不同传感器,不断的传输数据,当起重机达到实现预设的危险数值边缘时,就会发出警报给操作人员,有的设备还能自行切断电源,避免危机情况的发生。 其中传感器的精度关系到整个系统的准确性。比如起重臂的抬起角度,如果传感器测量时就存在±2°的误差,这样系统就必须考虑到这个误差来避免影响到安全性能。倾角传感器的精度也要求非常重要,(例如芬兰VTI倾角传感器它的精度就很高,并且温漂小)。在起重机行业,倾角传感器的应用是无止境的,例如,倾角传感器在伸缩臂,高空作业平台应用于安全系统。另外的工业领域,例如采矿,履带式钻机用倾角传感器监控和控制钻头角度。 总之,倾角传感器在这个行业就是为了增加起重设备的安全性。 转载自传感器专家网 http://sz01.sensorexpert.com.cn
  • 热度 23
    2010-7-14 23:53
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    从建筑到港口,数不清的场所,起重机用来建筑我们的世界。很难想象如果没有起重机,我们怎么能站那么高看那么远,但是不幸的是,其实不难想象每天都有很多事故发生在起重机上。最经常发生的是当重心突然变化时,起重机负重翻倒。在后来的原因调查中发现,很多是因为操作人员的失误,培训缺乏,不合理的使用设备,或者是疏忽等各种原因。回顾这些原因,找出一个共同点就是:如果操作人员能够预见这些危险的发生,就可以避免很多重大事故。 很多年前,起重机的事故率就很高了。这些事故不仅使工作人员的安全处于危险境界而且会损坏机器,失去产品。很明显需要有一个安全系统来保护这些。 现在有一套复杂的系统能监测起重机的各种数据,例如,起重臂抬起的角度,荷重,伸缩长度,风速等,通过各种传感器得知这些数据。 通过安装在特定部位的不同传感器,不断的传输数据,当起重机达到实现预设的危险数值边缘时,就会发出警报给操作人员,有的设备还能自行切断电源,避免危机情况的发生。 其中传感器的精度关系到整个系统的准确性。比如起重臂的抬起角度,如果传感器测量时就存在± 2 °的误差,这样系统就必须考虑到这个误差来避免影响到安全性能。倾角传感器的精度也要求非常重要,(例如芬兰VTI倾角传感器它的精度就很高,并且温漂小)。在起重机行业,倾角传感器的应用是无止境的,例如,倾角传感器在伸缩臂,高空作业平台应用于安全系统。另外的工业领域,例如采矿,履带式钻机用倾角传感器监控和控制钻头角度。 总之,倾角传感器在这个行业就是为了增加起重设备的安全性。 转载自传感器专家网 http://sz01.sensorexpert.com.cn  
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