專利名稱：一種集散型起重機測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉起重機控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體為一種集散型起重機測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
起重機(Crane)屬于起重機械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運動的機械。一個工作循環(huán)包括取物裝置從取物地把物品提起，然后移動到指定地點降下物品，接著進行反向運動，使取物裝置返回原位，以便進行下一次循環(huán)。目前起重機市場上采用的控制系統(tǒng)主要有兩種常見的控制系統(tǒng)一種是基于PLC控制系統(tǒng)，一種是基于聯(lián)動臺或無線遙控器的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)有系統(tǒng)都存在動力電纜多，布線距離長，控制室內(nèi)有大量動力電源線等缺點，PLC控制系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了部分信息化，但是并沒有徹底解決以上問題，而且成本較高。無線遙控型控制系統(tǒng)存在容易受外界干擾的缺點，·導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定并存在安全隱患。同時現(xiàn)有的技術(shù)無法實現(xiàn)控制與檢測系統(tǒng)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)一體化，大都需要工作人員的參與，導(dǎo)致了用工較多，成本高。因此，提供一種低成本，物聯(lián)網(wǎng)性質(zhì)的智能化、數(shù)字化、模塊化起重機控制系統(tǒng)，代替一直在國內(nèi)沿襲半個世紀(jì)以上的凸輪、聯(lián)動臺等類似于此的機械控制，實現(xiàn)人機交換、擴展性好、性能更加穩(wěn)定、安裝維修更加方便的新型集散型起重機測控系統(tǒng)，已經(jīng)是一個急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供了一種低成本，物聯(lián)網(wǎng)性質(zhì)的智能化、數(shù)字化、模塊化起重器控制系統(tǒng)，代替一直在國內(nèi)沿襲半個世紀(jì)以上的凸輪、聯(lián)動臺等類似于此的機械控制，實現(xiàn)人機交換、擴展性好、性能更加穩(wěn)定、安裝維修更加方便的新型集散型起重機測控系統(tǒng)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種集散型起重機測控系統(tǒng)，包括設(shè)置在控制室內(nèi)的中心控制器1，其特征在于包括通過CAN總線23與中心控制器I分別連接的主鉤控制器2、副鉤控制器3、小車控制器
4、I號大車控制器5、2號大車控制器6、手持式操作器7、遠程診斷終端10。所述的中心控制器I與遠程診斷終端10的連接方式可以通過以太網(wǎng)端口連接；還可以通過CAN總線23連接。所述的中心控制器I包括中心控制主板1-1，通過VGA接口與中心控制主板1-1連接的彩色IXD顯示器1-2，通過定制并口與中心控制主板1-1連接的手柄，以及通過SPI 口與中心控制主板1-1連接的CAN總線模塊1-3 ;手柄包括左側(cè)操作手柄1-4與右側(cè)操作手柄 1_5 ；CAN總線23上設(shè)置有第一終端電阻8與第二終端電阻9 ；主鉤控制器2、副鉤控制器3、小車控制器4、1號大車控制器5、2號大車控制器6均設(shè)置有微控制器24，微控制器24 —端連接CAN總線模塊1-3，另一端通過信號通路模塊11連接被控對象12 ；所述的信號通路模塊11包括帶隔離功能軟開關(guān)能量傳輸電路模塊11-1以及與帶隔離功能軟開關(guān)能量傳輸電路模塊11-1并聯(lián)的檢查信號輸入通路電路模塊11-2 ；所述的與微控制器24連接主鉤控制器2通過主鉤重量采集電路模塊13連接設(shè)置在主鉤上的主鉤重量傳感器14 ;與微控制器24連接副鉤控制器3通過副鉤重量采集電路模塊15連接設(shè)置在副鉤上的副鉤重量傳感器16 ;微控制器24同時連接有主鉤應(yīng)急停輸出通路模塊17與副鉤應(yīng)急停輸出通路模塊18 ；所述的遠程診斷終端10包括ARM處理器19，已經(jīng)與ARM處理器19分別連接的手機貓模塊20、以太網(wǎng)接口電路模塊21、CAN接口電路模塊22 ；積極有益效果本實用新型是一種具有智能化、數(shù)字化、模塊化、物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，代替了一直在國內(nèi)沿襲半個世紀(jì)以上的凸輪、聯(lián)動臺等類似于此的機械控制，實現(xiàn)了人機交換、擴展性好、性能更加穩(wěn)定、安裝維修更加方便的新型集散型起重機測控系統(tǒng)?！?br>
圖I為本實用新型的系統(tǒng)框圖一圖2為本實用新型的系統(tǒng)框圖二 圖3為本實用新型的系統(tǒng)框圖三圖4為本實用新型的系統(tǒng)框圖四圖5為本實用新型的系統(tǒng)框圖五圖中為中心控制器I、中心控制主板1-1、彩色IXD顯示器1-2、CAN總線模塊1_3、左側(cè)操作手柄1-4、右側(cè)操作手柄1-5、主鉤控制器2、副鉤控制器3、小車控制器4、1號大車控制器5、2號大車控制器6、手持式操作器7、第一終端電阻8、第二終端電阻9、遠程診斷終端10、信號通路模塊11、帶隔離功能軟開關(guān)能量傳輸電路模塊11-1、檢查信號輸入通路電路模塊11-2、被控對象12、主鉤重量采集電路模塊13、主鉤重量傳感器14、付鉤重量采集電路模塊15、副鉤重量傳感器16、主鉤應(yīng)急停輸出通路模塊17、副鉤應(yīng)急停輸出通路模塊18、ARM處理器19、手機貓模塊20、以太網(wǎng)接口電路模塊21、CAN接口電路模塊22。CAN總線23、微控制器24。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對比本實用新型做進一步的說明如圖I所示，一種集散型起重機測控系統(tǒng)，包括設(shè)置在控制室內(nèi)的中心控制器1，其特征在于包括通過CAN總線23與中心控制器I分別連接的主鉤控制器2、副鉤控制器
3、小車控制器4、1號大車控制器5、2號大車控制器6、手持式操作器7、遠程診斷終端10。所述的中心控制器I與遠程診斷終端10的連接方式可以通過以太網(wǎng)端口連接；還可以通過CAN總線23連接。如圖2所示，所述的中心控制器I包括中心控制主板1-1，通過VGA接口與中心控制主板1-1連接的彩色IXD顯示器1-2，通過定制并口與中心控制主板1-1連接的手柄，以及通過SPI 口與中心控制主板1-1連接的CAN總線模塊1-3 ;手柄包括左側(cè)操作手柄1-4與右側(cè)操作手柄卜5 ；[0026]如圖I所示，CAN總線23上設(shè)置有第一終端電阻8與第二終端電阻9 ；如圖3所示，主鉤控制器2、副鉤控制器3、小車控制器4、I號大車控制器5、2號大車控制器6均設(shè)置有微控制器24，微控制器24 —端連接CAN總線模塊1_3，另一端通過信號通路模塊11連接被控對象12 ；所述的信號通路模塊11包括帶隔離功能軟開關(guān)能量傳輸電路模塊11-1以及與帶隔離功能軟開關(guān)能量傳輸電路模塊11-1并聯(lián)的檢查信號輸入通路電路模塊11-2 ；如圖4所示，所述的與微控制器24連接主鉤控制器2通過主鉤重量采集電路模塊13連接設(shè)置在主鉤上的主鉤重量傳感器14 ;與微控制器24連接副鉤控制器3通過付鉤重量采集電路模塊15連接設(shè)置在副鉤上的副鉤重量傳感器16 ;微控制器24同時連接有主鉤應(yīng)急停輸出通路模塊17與副鉤應(yīng)急停輸出通路模塊18 ； 如圖5所示，所述的遠程診斷終端10包括ARM處理器19，已經(jīng)與ARM處理器19分別連接的手機貓模塊20、以太網(wǎng)接口電路模塊21、CAN接口電路模塊22。信號通路模塊11中的信號輸出通路采用具有隔離功能的軟開關(guān)能量變換原理，使得通路中相關(guān)器件的所有故障模式都最終導(dǎo)致輸出端的信號消失；檢查信號輸入通路電路模塊11-2中的檢測輸入回路從輸出通路的末端通過信號調(diào)理電路采集相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)；微控制器24通過分析檢測信號和CAN總線23的信息做初步的故障判斷，發(fā)現(xiàn)故障就立即停止被控設(shè)備的運行。所述的遠程診斷終端10是通過使用手機貓中的手機貓模塊20的短信功能完成起重機控制系統(tǒng)的故障診斷功能。這種集散型起重機控制系統(tǒng)的組成主要有，中心控制器，主鉤控制器，副鉤控制器，I號大車控制器，2號大車控制器，小車控制器，大小鉤測重器，主鉤隨動視頻監(jiān)控器，副鉤隨動視頻監(jiān)控器，手持式操作器，遠程診斷終端等組成。遠程診斷終端可以通過以太網(wǎng)端口與中心控制器相連，在終端失效的情況下也可以連接CAN總線獲得部分系統(tǒng)信息。主/副鉤隨動視頻監(jiān)控器通過視頻接口和隨動控制線與中心控制器相連，其他設(shè)備通過CAN總線相互連通。I號大車控制器，2號大車控制器，小車控制器，主鉤控制器和副鉤控制器等硬件組成相同，CAN總線接口電路，微控制器24，6路信號輸出檢測回路等組成。本控制器硬件設(shè)計的特征是信號輸出通路采用具有隔離功能的軟開關(guān)能量變換原理，使得通路中相關(guān)器件的所有故障模式都最終導(dǎo)致輸出端的信號消失。檢測輸入回路從輸出通路的末端通過信號調(diào)理電路采集相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)。微控制器24通過分析檢測信號和CAN總線的信息做初步的故障判斷，發(fā)現(xiàn)故障就立即停止被控設(shè)備的運行。大小鉤測重器的組成結(jié)構(gòu)如圖4所示，測重器同時測量大鉤和小鉤重物的重量，并實時通過CAN總線發(fā)送到主控制器，主控制器把接收到的重物重量顯示在IXD屏上，一旦發(fā)現(xiàn)重量超重，會發(fā)出聲光報警信息，同時向?qū)?yīng)的大鉤或小鉤發(fā)送停止運行的信息。另外測重器軟件發(fā)現(xiàn)重物超重會通過對應(yīng)的輸出通路關(guān)掉超重鉤控制電源。微控制器24通過接口電路讀取按鍵，并顯示在點陣式單色液晶顯示屏上，同時通過CAN總線把按鍵信息發(fā)送到中心控制器，由中心控制器負(fù)責(zé)控制對應(yīng)的設(shè)備運行。另外手持操作器同時捕捉CAN總線上的測重器的重量信息，并顯示在液晶屏上，方便操作員監(jiān)控重物重量。[0037]主鉤隨動視頻跟蹤臺，副鉤隨動視頻跟蹤臺分別通過不同的視頻輸入口和隨動控制端口與中心控制器相連，視頻監(jiān)控器安裝在一個二維隨動臺上。中心控制器的軟件具有主副鉤視頻識別功能，通過大范圍視頻掃描尋找對應(yīng)的主鉤或者副鉤，找到主鉤或者副夠后，自動調(diào)焦得到清新的重物圖像，方便操作員觀察和判斷。本部分功能的特征在于主鉤和副鉤的圖像分割識別用于起重機的監(jiān)控功能。遠程診斷終端的結(jié)構(gòu)組成如圖6所示，主要ARM處理器，手機貓，以太網(wǎng)接口和CAN接口電路組成。ARM處理器通過手機貓接收到我們公司服務(wù)器發(fā)送的信息短信后，ARM處理器通過以太網(wǎng)口讀取中心控制器的系統(tǒng)狀態(tài)信息并通過手機貓發(fā)送到我公司的服務(wù)器。公司技術(shù)員通過分析系統(tǒng)的狀態(tài)信息即可判斷系統(tǒng)的故障，并給出故障排除方案。遠程診斷終端的特征在于使用手機貓的短信功能完成了起重機控制系統(tǒng)的故障診斷功能。為了提高系統(tǒng)運行的可靠性，在軟件設(shè)計中采用了不間斷信息鏈的工作模式。主副鉤和小車采用的模式相同，即中心控制器識別操作手柄的輸入后，開始向?qū)?yīng)的被控對象(主鉤，副鉤或小車)發(fā)送信息包，同時復(fù)位與被控對象對應(yīng)的軟計時器，被控對象接收到信息包后開始計時，同時向中心控制器發(fā)送反饋信息包，中心控制器接收到反饋信息包后，然后再次復(fù)位計時器并在此向被控對象發(fā)送信息包，被控對象重復(fù)相同的響應(yīng)。這樣CAN總線上的信息包周而復(fù)始傳遞，形成了一個信息鏈。在這個信息鏈運行的過程中，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，10毫秒內(nèi)如果有終端(主控制器或被控對象)接收不到信息包，該終端立即發(fā)送停止運行命令，終止設(shè)備的運行。大車控制過程與以上稍微有些不同。信息鏈的構(gòu)成是中心控制器發(fā)送信息到I號大車控制器，I號大車控制器到2號大車控制器，2號大車控制器到中心控制器，依次周而復(fù)始運行。任何原因?qū)е缕渲兄唤邮詹坏叫畔罱K都會導(dǎo)致兩個大車控制器幾乎同時停止運行。當(dāng)手柄操作器接入系統(tǒng)后，手柄操作器與中心控制設(shè)備形成新的信息鏈，該信息鏈的中斷會導(dǎo)致所有的設(shè)備停止運行。在系統(tǒng)軟件設(shè)計中引入了故障檢測模塊。在系統(tǒng)運行期間，該模塊記錄操作員的每一項操作，以及操作的具體時間，同時監(jiān)測CAN總線上的信息流情況，會記錄下所有的信息包異?，F(xiàn)象，以及現(xiàn)象發(fā)生的時間。最終形成信息庫，通過對信息庫的分析，得出系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并在顯示屏顯示提示信息，顯示系統(tǒng)中存在的潛在故障，以及解決措施。由于本系統(tǒng)采用的是集散型控制模式，控制器與被控對象安裝布置在一起，所用的連接電纜只用一根動力線纜和一根控制電纜，最大幅度地減少了系統(tǒng)電纜的使用量，控制器設(shè)計也采用了標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計方案。最終降低了整個系統(tǒng)安裝維護的材料和人力成本?？刂破餍盘栞敵鐾凡捎玫膸Ц綦x功能的軟開關(guān)能量傳輸模式，與軟件的信息鏈工作模式有機結(jié)合后，系統(tǒng)就具有了強大的自有穩(wěn)定性，任何系統(tǒng)故障都會導(dǎo)致緊急剎車，防止了事故的發(fā)生，提高了系統(tǒng)的可靠性。故障檢測軟件模塊收集了系統(tǒng)運行期間的人員操作和系統(tǒng)異常信息，最終形成的數(shù)據(jù)庫，極大地提高了控制系統(tǒng)的信息化水平，尤其是與遠程診斷終端的結(jié)合，實現(xiàn)了遠程診斷和故障排除的售后維護機制，最大地保障了用戶的利益。視頻隨動跟蹤功能的引入，提高了操作員的視覺效果，提高了操作效率，減少了操作失誤，同時也提高了系統(tǒng)的安全性。以上實施例僅用于說明本實用新型的優(yōu)選實施方式，但本實用新型并不限于上述實施方 式，在所述領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代和改進等，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種集散型起重機測試系統(tǒng)，包括設(shè)置在控制室內(nèi)的中心控制器(1)，其特征在于包括通過CAN總線(23)與中心控制器(I)分別連接的主鉤控制器(2)、副鉤控制器(3)、小車控制器(4)、1號大車控制器(5)、2號大車控制器(6)、手持式操作器(7)、遠程診斷終端(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集散型起重機測試系統(tǒng)，其特征在于所述的中心控制器(I)與遠程診斷終端(10)的連接方式可以通過以太網(wǎng)端口連接；還可以通過CAN總線(23)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集散型起重機測試系統(tǒng)，其特征在于所述的中心控制器(I)包括中心控制主板(1-1 )，通過VGA接口與中心控制主板(1-1)連接的彩色IXD顯示器(1-2)，通過定制并口與中心控制主板(1-1)連接的手柄，以及通過SPI 口與中心控制主板(1-1)連接的CAN總線模塊(1-3);手柄包括左側(cè)操作手柄(1-4)與右側(cè)操作手柄(1-5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集散型起重機測試系統(tǒng)，其特征在于CAN總線(23)上設(shè)置有第一終端電阻(8)與第二終端電阻(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集散型起重機測試系統(tǒng)，其特征在于主鉤控制器(2)、副鉤控制器(3)、小車控制器(4)、1號大車控制器(5)、2號大車控制器(6)均設(shè)置有微控制器(24)，微控制器(24) —端連接CAN總線模塊(1-3)，另一端通過信號通路模塊(11)連接被控對象(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種集散型起重機測試系統(tǒng)，其特征在于所述的信號通路模塊(11)包括帶隔離功能軟開關(guān)能量傳輸電路模塊(11-1)以及與帶隔離功能軟開關(guān)能量傳輸電路模塊(11-1)并聯(lián)的檢查信號輸入通路電路模塊(11-2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種集散型起重機測試系統(tǒng)，其特征在于所述的與微控制器(24 )連接主鉤控制器(2 )通過主鉤重量采集電路模塊(13)連接設(shè)置在主鉤上的主鉤重量傳感器(14);與微控制器(24)連接副鉤控制器(3)通過付鉤重量采集電路模塊(15)連接設(shè)置在副鉤上的副鉤重量傳感器(16);微控制器(24)同時連接有主鉤應(yīng)急停輸出通路模塊(17)與副鉤應(yīng)急停輸出通路模塊(18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種集散型起重機測試系統(tǒng)，其特征在于所述的遠程診斷終端(10)包括ARM處理器(19)，已經(jīng)與ARM處理器(19)分別連接的手機貓模塊(20)、以太網(wǎng)接口電路模塊(21)、CAN接口電路模塊(22 )。
專利摘要本實用新型公開了一種集散型起重機測試系統(tǒng)，包括設(shè)置在控制室內(nèi)的中心控制器(1)，包括通過CAN總線(23)與中心控制器(1)分別連接的主鉤控制器(2)、副鉤控制器(3)、小車控制器(4)、1號大車控制器(5)、2號大車控制器(6)、手持式操作器(7)、遠程診斷終端(10)；所述的中心控制器(1)與遠程診斷終端(10)的連接方式還可以通過以太網(wǎng)端口連接。本實用新型是一種具有智能化、數(shù)字化、模塊化、物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，代替了一直在國內(nèi)沿襲半個世紀(jì)以上的凸輪、聯(lián)動臺等類似于此的機械控制，實現(xiàn)了人機交換、擴展性好、性能更加穩(wěn)定、安裝維修更加方便的新型集散型起重機測控系統(tǒng)。
文檔編號B66C1/40GK202785342SQ201220444349
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者梁知非, 劉志剛 申請人:河南高翔電器有限公司