基于CAN總線(xiàn)和DSP的起重機多功能安全監控系統

　　起重機是工程建設中的必要設備之一,在施工中應用相當廣泛。然而,起重機潛在的危險因素也較多,容易發(fā)生惡性事故。國家技術(shù)監督局先后專(zhuān)門(mén)制定和發(fā)布了《起重機設計規范》（GB3811-83）、《起重機械超載保護裝置安全技術(shù)規范》（GB12602-90）、《起重機安全規程》（GB6067-85）等標準,要求各類(lèi)起重機械必須裝備安全保護裝置。因此開(kāi)發(fā)新型的起重機多功能安全監控和保護系統是很有必要的?；诖?近年來(lái)國內外先后研制出一些起重機安全保護裝置,如載荷限制器、力矩限制器、起升高度儀、防碰撞裝置、風(fēng)速報警器等。但它們功能單一,如果需要多種保護功能,必須安裝多臺儀器,這樣不僅價(jià)格昂貴,也給維護和使用帶來(lái)了不便。起重機用戶(hù)迫切需要一種集多種功能于一體的多功能安全監控系統,并希望起重機具有較強的自動(dòng)控制功能主自診斷能力,以降低操作和維護的勞動(dòng)強度并保證起重機的安全。

　　起重機用戶(hù)關(guān)心的涉及到安全方面的工況參數主要有：主鉤與副鉤的起重載荷和起升高度、主臂與副臂（塔臂）的起重力矩和起升角度、工作幅度、鋼絲繩狀況、風(fēng)速（力）大小、起重過(guò)程中載荷振動(dòng)情況以及下陣的各種信息（如變幅油缸壓力、液壓傳動(dòng)系統的壓力、溫度、發(fā)動(dòng)機轉速參數、油溫）等。如何對這些工況參數進(jìn)行巡回采集、算法處理,并實(shí)時(shí)輸出控制和提示是本系統設計的關(guān)鍵所在。

　　近年來(lái),現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、數字信號處理技術(shù)的不斷發(fā)展和漸趨成熟以及各種新型大規模集成器件的出現,為本系統的實(shí)現奠定了技術(shù)和物質(zhì)基礎。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)（Field Bus）標準及其技術(shù)是國際自動(dòng)控制領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn),對于工業(yè)控制領(lǐng)域,采用現場(chǎng)總線(xiàn)的最大優(yōu)點(diǎn)是可大量節約連接導線(xiàn)。維護費用和安裝費用,同時(shí),現場(chǎng)總線(xiàn)能夠傳送多個(gè)過(guò)程變量?？刂破骶钟蚓W(wǎng)（Controller Area Network）屬于現場(chǎng)總線(xiàn)的范疇,它是一種有效支持分布式控制（Distributed Controller）或實(shí)時(shí)控制（Real-time Controller）的串行通信網(wǎng)絡(luò ),是德國B(niǎo)osch公司于1980年初為解決現代汽車(chē)中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開(kāi)發(fā)的一種串行數據通信協(xié)議,是一種通信速率可達1Mbps的多主總線(xiàn)（Multiple Master Multiple Slave,即M3S）。

　　CAN總線(xiàn)通信接口集成了CAN協(xié)議物理層和數據鏈路層功能,可對通信數據完成成幀處理。它通過(guò)對通信數據塊進(jìn)行編碼,保證了網(wǎng)絡(luò )內節點(diǎn)個(gè)數的動(dòng)態(tài)性,并使不同的節點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數據。數據段長(cháng)度最多為8個(gè)字節,保證了通信的實(shí)時(shí)性;而協(xié)議利用CRC檢驗提供相應的錯誤處理功能,則保證了數據通信的可靠性。本系統利用CAN總線(xiàn)的以上特性,解決了眾多模塊（節點(diǎn)）之間的通信問(wèn)題。