專利名稱：模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機電一體化技術(shù)領(lǐng)域的監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及的是一種模 塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
塔式起重機是建筑領(lǐng)域最常用的工程機械，也是最容易出事故的工程機械之 一。隨著塔式起重機朝大型化、自動化方向發(fā)展，其狀態(tài)監(jiān)控實時監(jiān)控日益重要， 目前市場上塔機監(jiān)控系統(tǒng)，但缺乏統(tǒng)一標準，沒用廣泛推廣應(yīng)用的實時監(jiān)控系統(tǒng)。 開發(fā)標準化、易于推廣的塔機實時監(jiān)控系統(tǒng)成為保證塔機作業(yè)安全的重要手段。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利"塔式起重機運行狀態(tài)監(jiān)測安 全保護系統(tǒng)及方法"具有多種數(shù)據(jù)采集方式的車載工程機械衛(wèi)星定位通信終端"， 專利號99115812.1，該專利公開了一種塔式起重機運行狀態(tài)監(jiān)測安全保護系統(tǒng) 及方法以單片機為中心，對塔式起重機吊起重量、起調(diào)位置及速度、小車位置 及速度、回轉(zhuǎn)角度及速度通過A/D采集運算，對塔式起重機工作狀態(tài)進行判斷、 預(yù)測及報警；中國實用新型專利"塔式起重機運行監(jiān)控裝置"，專利號 02283215.7，該專利公開了一種塔式起重機運行監(jiān)控裝置以可編程控制器為中 心，對鋼絲繩拉力、變幅電機轉(zhuǎn)數(shù)進行監(jiān)測，通過計算得出起重力矩，并送到液
晶屏顯示。上述發(fā)明及實用新型專利存在以下不足[l]狀態(tài)參數(shù)得采集以通道
方式進行，采集幾個參數(shù)就需單片機或可編程控制器配置相應(yīng)采集通道，使其監(jiān)
測參數(shù)容量受限；[2]系統(tǒng)不具有擴展性，無法增加新的監(jiān)測參數(shù)；[3]系統(tǒng)標準 化、適應(yīng)性差，不同產(chǎn)品不具有兼容性、互換性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模塊化、總線化的塔式起 重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，使其滿足監(jiān)測參數(shù)的柔性擴展及產(chǎn)品的兼容性、互換性的需 要，并解決上述背景技術(shù)中的不足。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括總線化現(xiàn)場信息采集終端、 總線化數(shù)據(jù)處理模塊、總線化功能擴展單元，其中
所述總線化現(xiàn)場信息采集終端包括模擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端和脈沖 量總線化現(xiàn)場信息采集終端，總線化現(xiàn)場信息采集終端一端接現(xiàn)場傳感器輸出的 模擬量信號和脈沖量信號，另一端通過CAN總線與總線化數(shù)據(jù)處理模塊相聯(lián)，完 成現(xiàn)場狀態(tài)模擬量信息和脈沖量信息的總線化并將狀態(tài)信息及標識通過CAN總 線發(fā)送給總線化數(shù)據(jù)處理模塊；
所述總線化數(shù)據(jù)處理模塊通過CAN總線一端與總線化現(xiàn)場信息采集終端，另 一端與總線化功能擴展單元相聯(lián)，將參數(shù)分類信息傳送給總線化功能擴展單元；
所述總線化功能擴展單元包括總線化現(xiàn)場顯示單元、總線化遠程通信單元和 總線化現(xiàn)場控制單元，總線化現(xiàn)場顯示單元根據(jù)接收的CAN總線信息進行塔機工 作狀態(tài)現(xiàn)場顯示及報警，總線化遠程通信單元將狀態(tài)信息發(fā)送到遠程監(jiān)控中心， 總線化現(xiàn)場控制單元根據(jù)接收的CAN總線信息對塔機各電機進行控制。
所述模擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端包括A/D變換器、第一控制單元、第一 IEEE1451標準化模塊、第一CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第一 CAN信號發(fā)送模塊、 第一撥碼開關(guān)，其中A/D變換器輸入與現(xiàn)場傳感器輸出相聯(lián)，輸出通過信號線、 數(shù)據(jù)線與第一控制單元相聯(lián)，將傳感器的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給第一控制單
元；第一控制單元有兩路輸入 一是A/D變換器的輸出，二是第一撥碼開關(guān)輸入， 通過第一撥碼開關(guān)不同位的"0N"、 "OFF"設(shè)定確定參數(shù)的ID號，第一控制單元 輸出與第一 IEEE1451標準化模塊和第一 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊相聯(lián)，第一 IEEE1451標準化模塊形成標準化的傳感器電子標簽，第一 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換 模塊將監(jiān)測的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換標準CAN總線信息格式；第一 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模 塊輸出與第一 CAN信號發(fā)送模塊，第一 CAN信號發(fā)送模塊進行信號電平的轉(zhuǎn)換， 第一 CAN信號發(fā)送模塊輸出與CAN總線相聯(lián)。
所述脈沖量總線化現(xiàn)場信息采集終端包括光電耦合器、第二控制單元、第二 IEEE1451標準化模塊、第二CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第二 CAN信號發(fā)送模塊、 第二撥碼開關(guān)，其中光電耦合器輸入與現(xiàn)場編碼器輸出相聯(lián)，輸出通過信號線 與第二控制單元相聯(lián)，將現(xiàn)場編碼器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給第二控制單元；脈
沖量總線化現(xiàn)場信息采集終端的第二控制單元、第二 IEEE1451標準化模塊、第 二CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第二CAN信號發(fā)送模塊、第二撥碼開關(guān)與模擬量總 線化現(xiàn)場信息采集終端的第一控制單元、第一 IEEE1451標準化模塊、第一 CAN 協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第一CAN信號發(fā)送模塊、第一撥碼開關(guān)相同。
所述總線化數(shù)據(jù)處理模塊包括CAN信號接收模塊、第三CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換 模塊、數(shù)據(jù)處理單元、第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第一CAN信號收發(fā)模塊， 其中CAN信號接收模塊輸入與CAN總線相聯(lián)，接收總線化現(xiàn)場信息采集終端發(fā) 送到CAN總線上的信息；第三CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊與CAN信號接收模塊輸出 相聯(lián)，CAN總線接收模塊將接收到的信息傳送到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元通 過參數(shù)的ID號對接收到信息進行識別、分類，數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)包含塔機所有監(jiān) 測參數(shù)的ID，總線化現(xiàn)場顯示單元ID、總線化遠程通信單元ID及總線化現(xiàn)場控 制單元ID，根據(jù)CAN總線所接的總線化現(xiàn)場信息采集終端能夠自動識別，總線 化現(xiàn)場信息采集終端具有即插即用功能，數(shù)據(jù)處理單元的輸出與第四CAN協(xié)議分 析及轉(zhuǎn)換模塊輸入相聯(lián)，第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊輸出與第一 CAN信號收發(fā) 模塊輸入相聯(lián)，第一CAN信號收發(fā)模塊輸出與CAN總線相聯(lián)。數(shù)據(jù)處理單元將監(jiān) 測參數(shù)信息識別分類后通過第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊進行CAN總線化，通過 CAN信號收發(fā)模塊送上CAN總線。
所述總線化功能擴展單元包括第二CAN總線收發(fā)模塊、信號轉(zhuǎn)換器、第三撥 碼開關(guān)、功能單元。第二CAN總線收發(fā)模塊輸入與CAN總線相聯(lián)，輸出與信號轉(zhuǎn) 換器相聯(lián)；信號轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)CAN總線信號與功能單元之間信號匹配轉(zhuǎn)換，包括 CAN協(xié)議解析模塊、第三控制單元、功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器。信號轉(zhuǎn)換器的CAN 協(xié)議解析模塊輸入與第二 CAN總線收發(fā)模塊相聯(lián)，輸出與信號轉(zhuǎn)換器的第三控制 單元相聯(lián)，信號轉(zhuǎn)換器的第三控制單元輸出與功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器輸入相 聯(lián)，功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器輸出接各功能單元。第三撥碼開關(guān)與信號轉(zhuǎn)換器的 輸入相聯(lián)，通過各位的0N、 OFF設(shè)定確定各總線化功能擴展單元的ID，總線化 數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)各總線化功能擴展單元的ID對其進行自動識別匹配，實現(xiàn)各 總線化功能擴展單元的即插即用。
所述功能單元包括液晶顯示單元、遠程通信單元和塔機現(xiàn)場控制單元，分別實現(xiàn)信息顯示，遠程通信以及塔機控制。
本發(fā)明中，總線化現(xiàn)場信息采集終端通過CAN總線與總線化數(shù)據(jù)處理模塊，
實現(xiàn)狀態(tài)信息向中央控制器的傳輸，總線化現(xiàn)場信息采集終端可實現(xiàn)積木式柔性
擴展，即插即用；總線化數(shù)據(jù)處理模塊通過CAN總線信號與總線化功能擴展單元 相聯(lián)，實現(xiàn)信息的顯示、報警、塔機控制及遠程數(shù)據(jù)傳輸。功能擴展單元通過總 線進行積木式擴展，功能上即插即用。
本發(fā)明采用模塊化、總線化的方法實現(xiàn)了塔式起重機工作狀態(tài)的實時監(jiān)控， 在硬件不變的情況可實現(xiàn)監(jiān)測參數(shù)的柔性擴展和即插即用，同時具有標準化形 式，可與不同公司產(chǎn)品配套使用，具有通用性。


圖l是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明模擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端實施例框圖； 圖3是本發(fā)明脈沖量總線化現(xiàn)場信息采集終端實施例框圖； 圖4是本發(fā)明總線化數(shù)據(jù)處理模塊實施例框圖； 圖5是本發(fā)明功能擴展單元實施例框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于 下述的實施例。
如圖1所示，本實施例包括總線化現(xiàn)場信息采集終端、總線化數(shù)據(jù)處理模 塊、總線化功能擴展單元，其中
所述總線化現(xiàn)場信息采集終端包括模擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端和脈沖 量總線化現(xiàn)場信息采集終端，總線化現(xiàn)場信息采集終端一端接現(xiàn)場傳感器輸出的 模擬量信號和脈沖量信號，另一端通過CAN總線與總線化數(shù)據(jù)處理模塊相聯(lián)，完
成現(xiàn)場狀態(tài)模擬量信息和脈沖量信息的總線化并將狀態(tài)信息及標識通過CAN總 線發(fā)送給總線化數(shù)據(jù)處理模塊；
所述總線化數(shù)據(jù)處理模塊通過CAN總線一端與總線化現(xiàn)場信息采集終端，另 一端與總線化功能擴展單元相聯(lián)，將參數(shù)分類信息傳送給總線化功能擴展單元；
所述總線化功能擴展單元包括總線化現(xiàn)場顯示單元、總線化遠程通信單元和 總線化現(xiàn)場控制單元，總線化現(xiàn)場顯示單元根據(jù)接收的CAN總線信息進行塔機工 作狀態(tài)現(xiàn)場顯示及報警，總線化遠程通信單元將狀態(tài)信息發(fā)送到遠程監(jiān)控中心， 總線化現(xiàn)場控制單元根據(jù)接收的CAN總線信息對塔機各電機進行控制。
如圖2所示，模擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端包括A/D變換器、第一控制單 元、第一 IEEE1451標準化模塊、第一 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第一 CAN信號 發(fā)送模塊、第一撥碼開關(guān)。
本實施例中，A/D變換器、第一控制單元、第一 C緒協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊采 用ATME1公司的單片機AT89C51CC01-1內(nèi)部集成功能實現(xiàn)，第一 IEEE1451標準 化模塊通過對AT89C51CC01-1軟件編程實現(xiàn)。第一撥碼開關(guān)可由市場購買，CAN 信號發(fā)送模塊采用SN65HVD230-1實現(xiàn)。
AT89C51CC01-1的A/D變換器輸入引腳3、 4與現(xiàn)場傳感器輸出相聯(lián)，輸出 通過信號線送入AT89C51CC01-1的控制單元。撥碼開關(guān)信號通過AT89C51CC01-1 的1/0引腳30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37進入AT89C51CC01-1的控制單元， 通過第一撥碼開關(guān)不同位的"ON"、 "OFF"設(shè)定確定參數(shù)的ID號，AT89C51CC01-1 的控制單元輸出與和第一 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊相聯(lián)，通過軟件編程形成符合 IEEE1451標準的傳感器電子標簽，AT89C51CC01-1的CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊將 監(jiān)測的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換標準CAN總線信息格式，通過引腳20、 21與CAN信號發(fā)送 模塊SN65HVD230-1的引腳4、 1相聯(lián)，SN65HVD230-1進行信號電平的轉(zhuǎn)換，通 過引腳7、 8與第一CAN總線的CANH、 CANL信號線相聯(lián)。
如圖3所示，脈沖量總線化現(xiàn)場信息采集終端包括光電耦合器、第二控制單 元、第二 IEEE1451標準化模塊、第二 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第二 CAN信號 發(fā)送模塊、第二撥碼開關(guān)。
本實施例中，光電耦合器采用TLP521-4實現(xiàn)，第二控制單元、第二 IEEE1451 標準化模塊、第二 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊采用ATME1公司的單片機 AT89C51CC01-2的內(nèi)部集成功能實現(xiàn)，CAN信號發(fā)送模塊采用TI公司的 SN65HVD230-2實現(xiàn)，第二 IEEE1451標準化模塊通過對AT89C51CC01-1軟件編程 實現(xiàn)，第二撥碼開關(guān)可由市場購買。
光電耦合器TLP521-4輸入引腳1、 3、 5、 7經(jīng)限流電阻與現(xiàn)場編碼器輸出相 聯(lián)，TLP521-4的輸出引腳9、 11、 13、 15經(jīng)下拉電阻與AT89C51CC01-2的I/O 引腳3、 4、 5、 6相聯(lián)，將現(xiàn)場編碼器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給AT89C51CC01-2 的控制單元；第二撥碼開關(guān)的信號通過AT89C51CC01-2的1/0引腳30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37進入AT89C51CC01-2的控制單元，通過第二撥碼開關(guān)不同 位的"0N"、 "OFF"設(shè)定確定參數(shù)的ID號，AT89C51CC01-2的控制單元輸出與和 其CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊相聯(lián)，通過軟件編程形成符合IEEE1451標準的傳感 器電子標簽，AT89C51CC01-2的CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊將監(jiān)測的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換 標準CAN總線信息格式，通過21、 20引腳與CAN信號發(fā)送模塊SN65HVD230-2 的1、 4管腳，SN65HVD230-2進行信號電平的轉(zhuǎn)換，通過7、 8管腳與第一 CAN 總線的CANH、 CANL信號線相聯(lián)。
如圖4所示，所述總線化數(shù)據(jù)處理模塊包括CAN信號接收模塊、第三CAN 協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理單元、第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第一CAN 信號收發(fā)模塊。
本實施例中，CAN信號接收模塊采用TI公司的SN65HVD230-3實現(xiàn)，第三CAN 協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理單元、第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊采用TI公 司的TMS320F2808內(nèi)部集成功能實現(xiàn)，CAN信號收發(fā)模塊采用TI公司的 SN65HVD230-4實現(xiàn)。
SN65HVD230-3的6、 7引腳與第一 CAN總線的CANL、 CANH信號線相聯(lián)，接 收總線化現(xiàn)場信息釆集終端發(fā)送到第一 CAN總線上的信息，SN65HVD230-3的1、 4引腳與TMS320F2808的CAN信號引腳6、 7引腳相聯(lián)，TMS320F2808的CAN總 線接收模塊將接收到的信息傳送到TMS320F2808的數(shù)據(jù)處理單元，TMS320F2808 的數(shù)據(jù)處理單元通過參數(shù)的ID號對接收到信息進行識別、分類，包含塔機所有 監(jiān)測參數(shù)的ID，總線化現(xiàn)場顯示單元ID、總線化遠程通信單元ID及總線化現(xiàn)場 控制單元ID，根據(jù)第一 CAN總線所接的總線化現(xiàn)場信息采集終端能夠自動識別， 總線化現(xiàn)場信息采集終端具有即插即用功能。TMS320F2808的數(shù)據(jù)處理單元的輸 出與TMS320F2808的CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊2輸入相聯(lián)，CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換 模塊2輸出管腳67、 63管腳與CAN信號收發(fā)模塊SN65HVD230-4的1、 4輸入管
腳相聯(lián)，第一 CAN信號收發(fā)模塊SN65HVD230-4的6、 7輸出管腳與第二 CAN總線 的CANH、 CANL信號線相聯(lián)。
如圖5所示，所述總線化功能擴展單元包括第二 CAN總線收發(fā)模塊、信號轉(zhuǎn) 換器、第三撥碼開關(guān)、功能單元。
本實施例中，第二 CAN總線收發(fā)模塊采用TI公司的SN65HVD230-5實現(xiàn)。第 三撥碼開關(guān)可從市場選購，CAN協(xié)議解析器、控制單元采用ATMEL公司的 AT89C51CC01-3的內(nèi)部集成功能實現(xiàn)，功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器采用TI公司的 MAX485芯片，實現(xiàn)M0DBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換。
SN65HVD230-5的輸入引腳6、 7引腳與第二 CAN總線的CANL和CANH信號線 相聯(lián)，輸出引腳l、 4引腳與信號轉(zhuǎn)換器的CAN信號引腳21、 20引腳相聯(lián)。信號 轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)CAN總線信號與功能單元之間信號匹配轉(zhuǎn)換，包括CAN協(xié)議解析器、 第三控制單元、功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器，AT89C51CC01-3的CAN協(xié)議解析器 輸入引歩P 21、 20引腳與SN65HVD230-5的1、 4輸出引腳相聯(lián)，AT89C51CC01-3 的CAN協(xié)議解析器輸出信號傳送到AT89C51CC01-3的第三控制單元， AT89C51CC01-3的控制單元的I/O引腳12、 13引腳與與功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換 器MAX485的1、 4引腳相聯(lián)，MAX485的6、 7引腳按MODBUS協(xié)議接接各功能單 元。功能單元包括液晶顯示單元、遠程通信單元和塔機現(xiàn)場控制單元，為可選標 配單元。第三撥碼開關(guān)與AT89C51CC01-3的輸入引腳30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 37相聯(lián)，通過各位的0N、 OFF設(shè)定確定各總線化功能擴展單元的ID，總線 化數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)各總線化功能擴展單元的ID對其進行自動識別匹配，實現(xiàn) 各各總線化功能擴展單元的即插即用。
本實施例的工作過程如下總線化數(shù)據(jù)處理模塊與第一 CAN總線和第二 CAN總線相聯(lián)；總線化現(xiàn)場信息采集終端與現(xiàn)場傳感器相聯(lián)；總線化現(xiàn)場信息采集終端與第一 CAN總線相聯(lián)；總線化現(xiàn)場信息采集終端ID設(shè)置；總線化現(xiàn)場信息采集終端與現(xiàn)場傳感器相聯(lián)；總線化功能擴展單元與第二 CAN總線相聯(lián)；總線化功能擴展單元ID設(shè)置；總線化現(xiàn)場信息采集終端和總線化功能擴展單元向總線化數(shù)據(jù)處理模 塊發(fā)送自身ID身份識別信息；總線化數(shù)據(jù)處理模塊對總線化現(xiàn)場信息采集終端和總線化功能擴展單
元ID讀取與識別；總線化現(xiàn)場信息采集終端向總線化數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送現(xiàn)場狀態(tài)信息； [11]總線化數(shù)據(jù)處理模塊對現(xiàn)場狀態(tài)信息進行分類、處理； [12]總線化數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)需要向各總線化功能擴展單元發(fā)送信息； [13]重復(fù)循環(huán)[8]-[12]的工作過程。
權(quán)利要求
1、一種模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，包括總線化現(xiàn)場信息采集終端、總線化數(shù)據(jù)處理模塊、總線化功能擴展單元，其中所述總線化現(xiàn)場信息采集終端包括模擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端和脈沖量總線化現(xiàn)場信息采集終端，總線化現(xiàn)場信息采集終端一端接現(xiàn)場傳感器輸出的模擬量信號和脈沖量信號，另一端通過CAN總線與總線化數(shù)據(jù)處理模塊相聯(lián)，完成現(xiàn)場狀態(tài)模擬量信息和脈沖量信息的總線化并將狀態(tài)信息及標識通過CAN總線發(fā)送給總線化數(shù)據(jù)處理模塊；所述總線化數(shù)據(jù)處理模塊通過CAN總線一端與總線化現(xiàn)場信息采集終端，另一端與總線化功能擴展單元相聯(lián)，將參數(shù)分類信息傳送給總線化功能擴展單元；所述總線化功能擴展單元包括總線化現(xiàn)場顯示單元、總線化遠程通信單元和總線化現(xiàn)場控制單元，總線化現(xiàn)場顯示單元根據(jù)接收的CAN總線信息進行塔機工作狀態(tài)現(xiàn)場顯示及報警，總線化遠程通信單元將狀態(tài)信息發(fā)送到遠程監(jiān)控中心，總線化現(xiàn)場控制單元根據(jù)接收的CAN總線信息對塔機各電機進行控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征是，所述模擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端包括A/D變換器、第一控制單元、第 一 IEEE1451標準化模塊、第一 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第一 CAN信號發(fā)送模 塊、第一撥碼開關(guān)，其中A/D變換器輸入與現(xiàn)場傳感器輸出相聯(lián)，輸出通過信 號線、數(shù)據(jù)線與第一控制單元相聯(lián)，將傳感器的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給第一 控制單元；第一控制單元有兩路輸入 一是A/D變換器的輸出，二是第一撥碼開 關(guān)輸入，通過第一撥碼開關(guān)不同位的"ON"、 "OFF"設(shè)定確定參數(shù)的ID號，第一 控制單元輸出與第一 IEEE1451標準化模塊和第一CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊相聯(lián)， 第一 IEEE1451標準化模塊形成標準化的傳感器電子標簽，第一 C緒協(xié)議分析及 轉(zhuǎn)換模塊將監(jiān)測的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換標準CAN總線信息格式；第一 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn) 換模塊輸出與第一 CAN信號發(fā)送模塊，第一 CAN信號發(fā)送模塊進行信號電平的轉(zhuǎn) 換，第一CAN信號發(fā)送模塊輸出與CAN總線相聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征是，所述脈沖量總線化現(xiàn)場信息采集終端包括光電耦合器、第二控制單元、第 二 IEEE1451標準化模塊、第二 CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第二 CAN信號發(fā)送模 塊、第二撥碼開關(guān)，其中光電耦合器輸入與現(xiàn)場編碼器輸出相聯(lián)，輸出通過信 號線與第二控制單元相聯(lián)，將現(xiàn)場編碼器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給第二控制單 元；脈沖量總線化現(xiàn)場信息采集終端的第二控制單元、第二 IEEE1451標準化模 塊、第二CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第二CAN信號發(fā)送模塊、第二撥碼開關(guān)與模 擬量總線化現(xiàn)場信息采集終端的第一控制單元、第一 IEEE1451標準化模塊、第 一CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、第一CAN信號發(fā)送模塊、第一撥碼開關(guān)相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征是，所述總線化數(shù)據(jù)處理模塊包括CAN信號接收模塊、第三CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn) 換模塊、數(shù)據(jù)處理單元、第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊、CAN信號收發(fā)模塊，其 中CAN信號接收模塊輸入與CAN總線相聯(lián)，接收總線化現(xiàn)場信息采集終端發(fā)送 到CAN總線上的信息；第三CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊與CAN信號接收模塊輸出相 聯(lián)，CAN總線接收模塊將接收到的信息傳送到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元通過 參數(shù)的ID號對接收到信息進行識別、分類，數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)包含塔機所有監(jiān)測 參數(shù)的ID，總線化現(xiàn)場顯示單元ID、總線化遠程通信單元ID及總線化現(xiàn)場控制 單元ID，根據(jù)CAN總線所接的總線化現(xiàn)場信息采集終端能夠自動識別，總線化 現(xiàn)場信息采集終端具有即插即用功能，數(shù)據(jù)處理單元的輸出與第四CAN協(xié)議分析 及轉(zhuǎn)換模塊輸入相聯(lián)，第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊輸出與CAN信號收發(fā)模塊輸 入相聯(lián)，CAN信號收發(fā)模塊輸出與CAN總線相聯(lián)，數(shù)據(jù)處理單元將監(jiān)測參數(shù)信息 識別分類后通過第四CAN協(xié)議分析及轉(zhuǎn)換模塊進行CAN總線化，通過CAN信號收 發(fā)模塊送上CAN總線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征是，所述總線化功能擴展單元包括CAN總線收發(fā)器、信號轉(zhuǎn)換器、第三撥碼開 關(guān)、功能單元，其中CAN總線收發(fā)器輸入與CAN總線相聯(lián)，輸出與信號轉(zhuǎn)換器 相聯(lián)；信號轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)CAN總線信號與功能單元之間信號匹配轉(zhuǎn)換，包括CAN 協(xié)議解析器、控制單元、功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器；信號轉(zhuǎn)換器的CAN協(xié)議解析 器輸入與CAN總線收發(fā)器相聯(lián)，輸出與信號轉(zhuǎn)換器的控制單元相聯(lián)，信號轉(zhuǎn)換器 控制單元輸出與功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器輸入相聯(lián)，功能單元匹配信號轉(zhuǎn)換器輸 出接各功能單元；第三撥碼開關(guān)與信號轉(zhuǎn)換器的輸入相聯(lián)，通過各位的ON、 OFF 設(shè)定確定各總線化功能擴展單元的ID，總線化數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)各總線化功能 擴展單元的ID對其進行自動識別匹配，實現(xiàn)各各總線化功能擴展單元的即插即 用。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征是，所述功能單元包括液晶顯示單元、遠程通信單元和塔機現(xiàn)場控制單元，分 別實現(xiàn)信息顯示，遠程通信以及塔機控制。
全文摘要
一種機電一體化技術(shù)領(lǐng)域的模塊化、總線化塔式起重機實時監(jiān)控系統(tǒng)，包括總線化現(xiàn)場信息采集終端、總線化數(shù)據(jù)處理模塊、總線化功能擴展單元，其中所述總線化現(xiàn)場信息采集終端完成現(xiàn)場狀態(tài)模擬量信息和脈沖量信息的總線化并將狀態(tài)信息及標識通過CAN總線發(fā)送給總線化數(shù)據(jù)處理模塊；所述總線化數(shù)據(jù)處理模塊將參數(shù)分類信息傳送給總線化功能擴展單元；所述總線化功能擴展單元中，總線化現(xiàn)場顯示單元根據(jù)接收的CAN總線信息進行塔機工作狀態(tài)現(xiàn)場顯示及報警，總線化遠程通信單元將狀態(tài)信息發(fā)送到遠程監(jiān)控中心，總線化現(xiàn)場控制單元根據(jù)接收的CAN總線信息對塔機各電機進行控制。本發(fā)明滿足監(jiān)測參數(shù)的柔性擴展及產(chǎn)品的兼容性、互換性的需要。
文檔編號B66C23/88GK101362575SQ20081020041
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者劉成良, 李彥明, 楊山虎, 鄭聰海, 斌 陳 申請人:上海交通大學