專利名稱：總線控制系統(tǒng)和工程機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種總線控制系統(tǒng)和一種工程機械。
背景技術(shù)：
混凝土泵車是將混凝土沿管道輸送到施工現(xiàn)場的工程機械，其電氣系統(tǒng)各電氣零部件分布在整車周身各處，這些零部件通過線束與混凝土泵車的中央控制部件連接，組成一個完整的電氣系統(tǒng)。
目前，典型的泵車線路拓撲是從電控柜引出幾束主干線束分支到各電氣零部件，由于泵車布局緊湊，布線空間有限，增加了各電氣零部件間線路長度及線路拓撲結(jié)構(gòu)的復雜度，導致泵車線路運行環(huán)境相當惡劣，各類線路故障頻頻出現(xiàn)，而當一條線路發(fā)生故障后，整個泵車的電氣系統(tǒng)都可能癱瘓。因此，設(shè)計一種簡單可靠的混凝土泵車線束成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是基于上述問題，提出了一種總線控制系統(tǒng)，能夠通過冗余結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多條線路控制，提高線路運行的可靠性。有鑒于此，本發(fā)明提出了一種總線控制系統(tǒng)，包括主控制器、可控部件、正常控制線路和冗余控制線路，其中，所述主控制器通過正常控制線路連接至少一個可控部件，以控制所述至少一個可控部件，其中，所述主控制器與所述至少一個可控部件之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，所述正?？刂凭€路和所述冗余控制線路采用不同類型的線路，當所述主控制器與所述至少一個可控部件之間的正常控制線路發(fā)生故障時，使用所述冗余控制線路替換所述正常控制線路。在該技術(shù)方案中，主控制器能夠在正常線路發(fā)生故障時，通過冗余控制線路繼續(xù)對可控部件進行實時控制，降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括至少一個從控制器，設(shè)置在至少一個所述可控部件與所述主控制器之間，每個所述從控制器對應(yīng)于至少一個所述可控部件，用于根據(jù)來自所述主控制器的控制信號對相應(yīng)的可控部件進行控制，或接收來自相應(yīng)的可控部件的信號，其中，所述主控制器與至少一個從控制器之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，當所述從控制器與所述主控制器之間的正常控制線路發(fā)生故障時，能夠利用所述冗余控制線路替換所述正?？刂凭€路。在該技術(shù)方案中，可以將從控制器附近的可控部件與從控制器相連以縮短線路，減少線路故障，而且可以將可控部件的各種執(zhí)行命令分別集成至主控制器與相應(yīng)的從控制器，以降低主控制器的運行負荷，如主控制器進行各種算法及功能的調(diào)度，從控制器具體控制相應(yīng)可控部件的電磁閥、繼電器等部件的執(zhí)行操作。同時，主控制器能夠在正常線路發(fā)生故障時，通過冗余控制線路繼續(xù)對從控制器進行實時控制，降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述從控制器能夠?qū)λ鱿鄳?yīng)的可控部件單獨進行控制；當所述主控制器無法對 指定從控制器進行控制、以驅(qū)動相應(yīng)的可控部件時，由所述從控制器獨立控制該相應(yīng)的可控部件。在該技術(shù)方案中，從控制器可以在主控制器發(fā)生故障時繼續(xù)獨立地控制相應(yīng)的可控部件，降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在與每個所述從控制器相連的所述至少一個可控部件中，所述至少一個可控部件與所述從控制器之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，當所述從控制器與所述至少一個可控部件之間的正?？刂凭€路發(fā)生故障時，能夠利用所述冗余控制線路替換所述正?？刂凭€路。在該技術(shù)方案中，從控制器能夠在正常線路發(fā)生故障時，通過冗余控制線路繼續(xù)對可控部件進行實時控制，降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述正?？刂凭€路為CAN總線，所述冗余控制線路為RS485總線和/或LIN總線。在該技術(shù)方案中，由于CAN (Controller Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線、RS485總線、和/或LIN (Local Interconnect Network)總線的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議不同，可以抵抗不同的干擾，降低了正?？刂凭€路與冗余控制線路線路同時發(fā)生故障的概率，當一條線路發(fā)生故障，可以自動切換至另一條線路進行控制，保證系統(tǒng)正常工作。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提出了一種工程機械，包括上述任一項所述的總線控制系統(tǒng)。通過以上技術(shù)方案，可以通過冗余結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多條線路控制，提高線路運行的可靠性。


圖IA至圖ID示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)據(jù)采集示意圖；圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號輸出示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。圖IA至圖ID示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖IA所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的總線控制系統(tǒng)，包括主控制器102、可控部件106、正?？刂凭€路和冗余控制線路，其中，主控制器102通過正?？刂凭€路連接至少一個可控部件106，以控制至少一個可控部件106，其中，主控制器102與至少一個可控部件106之間設(shè)置有至少一套冗余控制線路，正?？刂凭€路和冗余控制線路采用不同類型的線路，當主控制器102與至少一個可控部件106之間的正常控制線路發(fā)生故障時，使用冗余控制線路替換正?？刂凭€路。在該技術(shù)方案中，具體地，比如對于圖中的零部件1，通過CAN總線和RS485總線分別連接至總控制器102，則這里的CAN總線為正?？刂凭€路，而RS485總線則為冗余控制線路，其中，在正常情況下，僅通過CAN總線進行通信，而當CAN總線出現(xiàn)故障時，可以換由RS485總線進行通信。由于主控制器102能夠在正常線路發(fā)生故障時，通過冗余控制線路繼續(xù)對可控部件106進行實時控制，從而降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。如圖IB所示，在上述技術(shù)方案中，還可以包括至少一個從控制器104，設(shè)置在至少一個可控部件106與主控制器102之間，每個所述從控制器對應(yīng)于至少一個所述可控部件，用于從控制器104根據(jù)來自主控制器102的控制信號對相應(yīng)的可控部件106進行控制，
或接收來自相應(yīng)的可控部件106的信號，其中，所述主控制器102與至少一個從控制器104之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，當所述從控制器104與所述主控制器102之間的正常控制線路發(fā)生故障時，能夠利用所述冗余控制線路替換所述正常控制線路。由圖IB中可見，在該技術(shù)方案中，在主控制器102與從控制器104之間連接了兩套控制線路，使得主控制器102能夠在正常線路發(fā)生故障時，通過冗余控制線路繼續(xù)對從控制器104進行實時控制，降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。在該技術(shù)方案中，可以將從控制器104附近的可控部件106與從控制器104相連以縮短線路，減少線路故障，而且可以將可控部件106的各種執(zhí)行命令分別集成至主控制器102與相應(yīng)的從控制器104，以降低主控制器102的運行負荷，如主控制器102進行各種算法及功能的調(diào)度，從控制器104具體控制相應(yīng)可控部件106的電磁閥、繼電器等部件的執(zhí)行操作。同時，主控制器102能夠在正常線路發(fā)生故障時，通過冗余控制線路繼續(xù)對從控制器104進行實時控制，降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。特別地，可以使得從控制器104能夠?qū)ο鄳?yīng)的可控部件106單獨進行控制；則當主控制器102無法對指定從控制器104進行控制、以驅(qū)動相應(yīng)的可控部件106時，由從控制器104獨立控制該相應(yīng)的可控部件106，降低了整個電氣系統(tǒng)癱瘓的概率，提高了線路運行的可靠性。而除了在主控制器102與從控制器104之間設(shè)置冗余控制線路外，如圖1C，還可以在與每個從控制器104相連的至少一個可控部件106中，在至少一個可控部件106與從控制器104之間設(shè)置有至少一套冗余控制線路，當從控制器104與至少一個可控部件106之間的正?？刂凭€路發(fā)生故障時，能夠利用冗余控制線路替換正?？刂凭€路。此外，主控制器102可以在直接控制一部分可控部件106的同時，還通過從控制器104對其他的可控部件106進行控制，具體如圖ID所示，這里，對于由主控制器102直接進行控制的可控部件106，可以縮短控制線路的布設(shè)時的復雜程序，而對于通過從控制器104控制的可控部件106，既可以由從控制器104對主控制器102的處理工作進行分擔，同時，通過在這些從控制器104中預設(shè)相應(yīng)的控制程序，可以在主控制器102出現(xiàn)故障時，通過這些從控制器104直接對相應(yīng)的可控部件106進行控制，以實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，將影響降至最低。
在上述任一技術(shù)方案中，正常控制線路和/或所述冗余控制線路為總線線路，且正常控制線路為CAN總線，冗余控制線路為RS485總線和/或LIN總線。在該技術(shù)方案中，由于CAN總線、RS485總線、和/或LIN總線的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議不同，可以抵抗不同的干擾，降低了正?？刂凭€路與冗余控制線路線路同時發(fā)生故障的概率， 當一條線路發(fā)生故障，可以自動切換至另一條線路進行控制，保證系統(tǒng)正常工作。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)據(jù)采集示意圖；圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的信號輸出示意圖。如圖2A和圖2B所示，主控制器102與至少一個從控制器104通過總線連接，各電氣零部件與從控制器104連接，主控制器102實現(xiàn)各種算法及功能的調(diào)度，從控制器104接受主控制器102調(diào)度。具體地，如圖2A所示，當進行數(shù)據(jù)采集時，傳感器、開關(guān)等電氣零部件將采集到的數(shù)據(jù)輸入至從控制器104中，并由從控制器104通過總線轉(zhuǎn)發(fā)至主控制器102 ；如圖2B所示，當進行信號輸出時，由主控制102生成控制命令，并經(jīng)由總線發(fā)送至從控制器104，然后由從控制器104根據(jù)控制命令，向相應(yīng)的電磁閥、繼電器等執(zhí)行器件發(fā)出驅(qū)動信號，以執(zhí)行相應(yīng)的操作動作或功能。其中，主控制器102與從控制器104之間通過CAN和RS485雙總線進行通訊，兩條總線的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議不同，可以抵抗不同的干擾，降低了兩條總線同時發(fā)生故障的概率，當一條總線發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動切換至另一條總線上進行操作，保證了系統(tǒng)正常工作。另一方面，從控制器104具備系統(tǒng)基本動作控制功能，當兩條總線均發(fā)生故障或主控制器102中程序跑飛時，從控制器104可以啟用基本動作控制功能，使系統(tǒng)的部分能夠進行正常工作，繼續(xù)完成基本功能和操作。通過這樣的線路拓撲，極大地減少了系統(tǒng)的線路、連接器數(shù)量，進而改善了線路運行環(huán)境，減少了線路故障的發(fā)生率。以上結(jié)合附圖詳細說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到相關(guān)技術(shù)中，電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，導致各線路運行環(huán)境相當惡劣，各類線路頻繁出現(xiàn)事故，而當一條線路發(fā)生故障后，整個泵車的電氣系統(tǒng)都可能癱瘓。本發(fā)明提出了一種總線控制系統(tǒng)，能夠通過冗余結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多條線路控制，提高線路運行的可靠性。在本發(fā)明中，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術(shù)語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種總線控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 主控制器、可控部件、正?？刂凭€路和冗余控制線路，其中， 所述主控制器通過正?？刂凭€路連接至少一個可控部件，以控制所述至少一個可控部件，其中，所述主控制器與所述至少一個可控部件之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，所述正常控制線路和所述冗余控制線路采用不同類型的線路，當所述主控制器與所述至少一個可控部件之間的正?？刂凭€路發(fā)生故障時，使用所述冗余控制線路替換所述正?？刂凭€路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的總線控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一個從控制器，設(shè)置在至少一個所述可控部件與所述主控制器之間，每個所述從控制器對應(yīng)于至少一個所述可控部件，用于根據(jù)來自所述主控制器的控制信號對相應(yīng)的可控部件進行控制，或接收來自相應(yīng)的可控部件的信號，其中， 所述主控制器與至少一個從控制器之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，當所述從控制器與所述主控制器之間的正?？刂凭€路發(fā)生故障時，能夠利用所述冗余控制線路替換所述正?？刂凭€路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的總線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述從控制器能夠?qū)λ鱿鄳?yīng)的可控部件單獨進行控制； 當所述主控制器無法對指定從控制器進行控制、以驅(qū)動相應(yīng)的可控部件時，由所述從控制器獨立控制該相應(yīng)的可控部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的總線控制系統(tǒng)，其特征在于，在與每個所述從控制器相連的所述至少一個可控部件中，所述至少一個可控部件與所述從控制器之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，當所述從控制器與所述至少一個可控部件之間的正?？刂凭€路發(fā)生故障時，能夠利用所述冗余控制線路替換所述正?？刂凭€路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的總線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述正常控制線路和/或所述冗余控制線路為總線線路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的總線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述正?？刂凭€路為CAN總線，冗余控制線路為RS485總線和/或LIN總線。
7.—種工程機械，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至6中任一項所述的總線控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種總線控制系統(tǒng)，包括主控制器、可控部件、正常控制線路和冗余控制線路，其中，所述主控制器通過正?？刂凭€路連接至少一個可控部件，以控制所述至少一個可控部件，其中，所述主控制器與所述至少一個可控部件之間設(shè)置有至少一套所述冗余控制線路，所述正常控制線路和所述冗余控制線路采用不同類型的線路，當所述主控制器與所述至少一個可控部件之間的正?？刂凭€路發(fā)生故障時，使用所述冗余控制線路替換所述正?？刂凭€路。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提出了一種工程機械。通過本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠通過冗余結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多條線路控制，提高線路運行的可靠性。
文檔編號G05B19/418GK102854871SQ20121038427
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者魏志魁, 龔立秋, 譚科 申請人:三一重工股份有限公司