基于CAN总线的塔机安全监控系统的设计

CAN总线应用

21 0 0正

仪表技术与传感器I sr me t T c n q e a d S n o n tu n e h i u n e s r

2 0 0l NO 4 .

第 4期

基于 C N总线的塔机安全监控系统的设计 A王仁群，晨波，殷张凇，缪彬彬20 0 ) 10 9 (南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京

摘要：据塔机运行时数据采集和传输的特点，计了一套基于 C N总线的塔机安全监控系统，根设 A系统由人机界面、数据采集模块和 C N总线组成。采用液晶显示器以图形和文字的方式实时显示塔机运行时的工作状态。系统采用分布式 A

结构，易于扩展，具有突出的实时性和可靠性，高了塔机操作运行的安全性和自动化程度。提关键词：塔机；监控系统；A C N总线；单片机

中图分类号：P 1 T22

文献标识码： A

文章编号：0 2—14 (0 0 0 0 4 o 10 8 1 2 1 ) 4— 0 8一 4

T we a e S f t o i rn n n r lS se Ba e n CAN s o r Cr n a ey M n t i g a d Co to y t m s d o o BuW ANG Re— u YI h n b, n q n, N C e— o ZHAN S n, AO B n b n G o g MI i— i

( co l f c a i l n o e n ier N nigUnvri f eh ooyN nig20 0 C ia S h o h nc dP w rE g e, aj i s yo c n lg a j 10 9, hn ) o Me aa n n e t T nAb ta t Ac o d n ot e tw rc a ec a a trs iso a ac l cin a d t n miso, o r r n a ey mo i r g a d sr c: c r ig t h e rn h r ee ii c f t o l t a s si n atwe a es ft n ti n o t d e o n r c on

c nr ls se b s d o N u s d sg e w ih i o o e fHMI d t c u st n mo ue a d CA US o t y tm a e n CA b swa e in d, h c sc mp s d o o, aa a q i i d l NB .B sn i— io n y u i g d st b td sr cu e

t e s se c n b a i x e d d, a h h r ce fr a—i n ei bl y,O i i rv st e s f t d r u e t t r,h y t m a e e sl e p n e i h st e c aa tro e lt i u y t me a d r l i t S t mp o e h a ey a a i n a t main wh n o e ai g te t w rc a e u o t e p r t h o e rn . o n Ke r s t w rc a e mo i rn y tm; AN b s MC y wo d:o e r; n t i g s se C u; U n o

0引言

系统网络拓扑采用总线型拓扑。这种结构优点是采用单一

塔式起重机大规模应用于工程建设中，国每年都会发生我多起塔机倒塌事故…。为了防止重大事故的发生，保证塔机运行安全可靠，减少因事故造成的人员和经济损失，非常有必要

信道作为传输介质，所需电缆长度短，布线容易，工作的可靠

性高，增加和减少节点都很方便。1监控系统设计

开发一套可靠性和实时性高、能强大、功成本低的安全监控系统。控制器局域网 C N C nr l ra e o ) A ( ot l r e t r总线是一种有 oeA N w k

1 1监控系统整体结构设计 .监控系统主要由 H、 A MIC N总线、据采集模块和继电器数

效支持分布式实时控制的串行通信网络。C N总线由于具有 A传输距离长、报文短、通信速率高、出错率低、纠错能力强、实时

模块组成，系统结构如图 1所示。系统数据采集模块有起重量检测模块、幅度检测模块、高度检测模块和角度检测模块。HM I通过 C N接口将系统初始参数 ( A起重零点和参考载重校准信号、最小幅度和最大幅度校准信号、升高度零点和起升标准起高度校准信号、回转角度零点校准信号 )发送到 C N总线上， A

性和可靠性高、控制简单等优点，广泛应用于自动化控制 j被系统中。基于 C N总线的塔机安全监控系统可以很好的满足 A上述要求。

图1监控系统结构框图

各数据采集模块通过判断接收保存需要的参数。传感器检测收稿日期：0 9—0 2收修改稿日期：0 0—0 20 8— 9 2 1 2—1 5

塔机运行时的工作参数：吊重量、起小车行走幅度、物提升高

重度和臂架回转角度，个数据采集模块的 M U将检测到的数各 C

CAN总线应用

第 4期

王仁群等：于 C N总线的塔机安全监控系统的设计基 A

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据处理后通过 C N接口实时发送到 C N总线上， MI过 A A H通

效果；通信距离最长 l m, Ok速率最高达 1 bsC N总线上任 p.A M意2个节点之间的最大传输距离与其位速率的关系见表 1。表 1 C N总线系统任意 2节点之间的最大距离 A位速率/ ) 最大距离/ 位速￣/ b s|p ds m k p1O oo5 o 0

C N接口接收数据采集模块发送到 C N总线上的数据， A A并通过硬件和软件编程方式对接收到的现场数据进行显示、存储、比较报警处理。系统主要功能：

最大距离/ m13 o 033o o

4 010 3

5 O2 0

() 1实时检测功能，实时监测塔机运行时的各状态参数。 () 2实时显示功能，实时显示塔机运行时的工作参数值。 () 3报警和自动断电停机功能，系统识别塔机的运行状态后，出相应的处理。当塔机运行时的状态参数值超过其设定做的极限值时，系统报警并断电停止塔机工作。 () 4参数设定功能，由于不同型号塔机具有不同的固定参数，可通过按键实现系统参数的修改设置，提高系统的通用性。 () 5数据存储功能，录塔机工作参数，为分析事故原因记作的原始数据以及塔机工作损耗的参考。12硬件电路设计 .p s

2O 5 15 2 1o o

20 7 50 3 60 2

1 O 5

670 0 1 o 00 O

塔机上的通信距离一般就几十 m长， A C N总线完全可以满足要求，结合塔机工作的实际情况，选择最高通信速率 1M - b1 2 2 C N接口电路设计 . . A

C N接口主要由 C N控制器 SA 0 0和 C N收发器 A A J 10 A

该监控系统硬件主要有单片机 S C 9 5 6液晶显示器 T 8C 1、C 3 04 B C N接口、 A A 22 0、 A C N总线、/ A D转换芯片、 U盘及 U盘接口芯片等。系统以 S C 9 56为核心， …… 此处隐藏：3465字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……