一种工程机械监控系统技术方案

本发明专利技术提供了一种工程机械监控系统，属于工程机械监视与控制技术领域，以解决现有高端大型工程机械控制系统存在的通用性较差的问题。该系统的传感及执行驱动模块用于采集工程机械的工况参数并发送给CAN总线式采集控制模块，以及接收CAN总线式采集控制模块的控制信号并驱动工程机械；CAN总线式采集控制模块用于将传感及执行驱动模块发送的工况参数发送给监控模块，以及将监控模块发送的控制信号发送到传感及执行驱动模块；监控模块用于将CAN总线式采集控制模块发送的工况参数显示给用户，以及根据用户输入的控制命令向CAN总线式采集控制模块发送控制信号。本发明专利技术无需为每种特定的工程机械机型单独设计控制系统，具有较好的通用性。

Construction machinery monitoring system

The invention provides a monitoring system for construction machinery, belonging to the technical field of construction machinery monitoring and control, so as to solve the problem of poor universality of the existing large-scale large-scale construction machinery control system. Sensing and execution of the system drive module is used for parameter acquisition of engineering machinery and sent to the CAN bus acquisition control module, CAN bus and receiving control signal acquisition and control module and drive engineering machinery; CAN bus acquisition control module for sensing and executing drive module to send parameters sent to the monitoring module. The monitor and control signal transmission module to send to perform sensing and driving module; monitoring module for working parameters of CAN bus acquisition control module sends the display to the user, and according to the control command input by the user to the CAN bus acquisition control module sends a control signal. The invention does not need to design a control system separately for each particular engineering machine type, and has better versatility.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工程机械监控系统，属于工程机械监控

技术介绍
工程机械是人类改造自然、利用自然最有力的工具，在许多领域都有着不可替代 的作用。PLC (Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)由于具有可靠性高、 通用型强、成本较低、软硬件易于开发以及工业现场抗干扰能力强等特点，使其在工业控制 和工程机械等领域应用十分广泛。但是，随着工程机械自动化程度的进一步提高、处理信息 量的加大以及作业对象复杂程度的提高，PLC所擅长的顺序控制能力已经无法满足大中型 工程机械的高端产品的要求。随着计算机以及微电子技术的发展，采用32位CPU控制器为核心以及使用C、 LabVIEW等高级语言进行编程并采用提高控制性能的实时操作系统的高端大型工程机械控 制系统已经成为工程机械控制领域的发展趋势。目前已有的高端大型工程机械控制系统往 往是针对特定机型需要单独设计的一套专用系统。这就使一整套设计架构良好的监控系统 不能在软硬件上方便地进行适当剪裁，从而应用到其他类型的工程机械监控系统中去，导 致一些系统设计工作的内容重复进行，并且优异的设计方案也不能大范围推广，使系统的 通用性大大降低。
技术实现思路
本专利技术为解决现有高端大型工程机械控制系统存在的通用性较差的问题，提出了 一种工程机械监控系统，包括传感及执行驱动模块，用于采集工程机械的工况参数并将所述工况参数发送给 CAN总线式采集控制模块，以及接收CAN总线式采集控制模块的控制信号并驱动工程机械 工作装置动作；CAN总线式采集控制模块，用于将传感及执行驱动模块发送的工况参数通过CAN 总线发送给监控模块，以及将监控模块通过CAN总线发送的控制信号发送到传感及执行驱 动模块；监控模块，用于将CAN总线式采集控制模块发送的工况参数显示给用户，以及根 据用户输入的控制命令向CAN总线式采集控制模块发送控制信号。本专利技术通过将采集的工程机械工况信息通过CAN总线式采集控制模块发送给监 控模块，并由监控模块根据工况参数及用户输入的控制命令对工程机械进行相应的控制。 该系统硬件易于重构，软件通用性强，可以通过简单剪裁，满足具体工程机械机型的监控需 求，无需为每种特定的工程机械机型单独设计监控系统，具有较好的通用性。附图说明图1是本专利技术的具体实施方式提供的工程机械监控系统的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的具体实施方式提供了一种工程机械监控系统，包括传感及执行驱动模 块、CAN总线式采集控制模块和监控模块，传感及执行驱动模块用于采集工程机械的工况 参数并将所述工况参数发送给CAN总线式采集控制模块，以及接收CAN总线式采集控制模 块的控制信号并驱动工程机械工作装置动作；CAN总线式采集控制模块用于将传感及执行 驱动模块发送的工况参数通过CAN总线发送给监控模块，以及将监控模块通过CAN总线发 送的控制信号发送到传感及执行驱动模块；监控模块用于将CAN总线式采集控制模块发送 的工况参数显示给用户，以及根据用户输入的控制命令向CAN总线式采集控制模块发送控 制信号。该监控系统用于对大中型工程机械的监视和控制，其主要原理是基于CAN总线和 嵌入式系统，与汽车电子控制系统应用CAN总线类似，系统以两个差分信号(CAN HIGH & CANL0W)传输数据。该监控系统对于各种监控需求不同的工程机械具有很强的适应能力，通 过现场总线把单个分散的测量控制设备变成网络节点，这些网络节点可以针对不同监控需 求的工程机械任意增减，以现场总线为纽带，将它们连接成可以相互沟通信息、共同完成监 控任务的网络系统。为了更清楚的说明该技术方案，下面结合说明书附图进行说明，如图1所示，该系 统具体可以包括传感及执行驱动模块1，用于采集工程机械的工况参数并将所述工况参数发送给 CAN总线式采集控制模块2，以及接收CAN总线式采集控制模块2的控制信号并驱动工程机 械工作装置动作；CAN总线式采集控制模块2，用于将传感及执行驱动模块1发送的工况参数通过 CAN总线发送给监控模块3，以及将监控模块3通过CAN总线发送的控制信号发送到传感及 执行驱动模块1 ；监控模块3，用于将CAN总线式采集控制模块2发送的工况参数显示给用户，以及 根据用户输入的控制命令向CAN总线式采集控制模块2发送控制信号。具体的，在传感及执行驱动模块1中，可以包括温度传感器、压力传感器、湿度传 感器、流量传感器、位移传感器(包括线位移和度位移传感器)、速度传感器(包括角速度传 感器和线速度传感器)、扭矩传感器、风速传感器、图像传感器、开关量传感器、数字量传感 器等覆盖一般工程机械运行过程工况参数检测需要的传感器等多种数据采集设备，可以根 据具体的工况选择搭配其中的一种或几种相应的数据采集设备。其中，温度传感器可用来 实现对工程机械液压系统内液压油温度以及油箱内温度的测定，来对整个液压系统实现安 全监控，冷却系统通过检测冷却水进出口温差来实现冷却系统的安全监控；扭矩传感器可 用来检测一定范围内的扭矩，实现对大力臂构件的保护，当达到扭矩极值，进行安全报警； 拉压力传感器可用来对产生拉压动作的部件进行拉压力检测，对一定量程范围内的拉压力 进行检测并通过变送器产生0 5VDC范围内的电压信号；风速传感器可对工程机械工作现 场的风速，从一级到十二级进行检测，检测到的风速可作为驾驶员进行操作的参考，或者输 入到控制器中，按照预先的程序设定来对工程机械进行进一步的控制，如果风速超过报警 限度，可以报警或者停机；线位移传感器可以对于需要测定线位移的部件进行检测，位移是 否到位等；角速度传感器是通过光电编码器输出的脉冲信号，经过变送器可实现对转速的测量；角位移传感器通过增量式光电编码器输出的脉冲信号，经过变送器可实现对工程机 械回转机构回转角度的测量；光电开关也可实现对位移的检测，通常可用来检测运动部件 是否到位；接近开关可以对金属物体进行检测，用以实现运动部件的位移是否到位，还可以 通过检测与轴一起转动的金属物体经过接近开光的次数来测定轴的转速；图像传感器可以 检测对象周围图像信息，以防止机械之间的干涉和碰撞的发生；等等。CAN总线式采集控制模块2可采用高性能16位MCU技术，具体可选用Freescale 的16位微控制器HCS12系列MC9S12XEQ-512单片机，该单片机具有MSCAN块及16路8位 AD采集；4路PWM通道；8路IO接口 ；CAN通信；模块具有抗震性能；采用专用监控软件。其 中每个模块16个模拟信号通道可对0 5VDC的电压信号进行采集，4个PWM信号通道输 出5V高电平，4个数字I/O通道在输出状态下，高电平为5V;在输入状态下，可以接收高电 平为5V的开关信号。其MSCAN模块又有新增模块XGATE协处理器模块和FlexRay模块来 支持，使得其CAN通信在数据的接受和发送性能大大提高。CAN总线式采集控制模块2与监控模块3通过CAN总线交互的CAN报文是以广播 形式发送的，当CAN总线上有报文时，只有发送节点在发送CAN报文，其他的节点都只能接 收；当其它节点接收到CAN报文之后，会将CAN报文暂时存储到一个激活的后台接收缓冲区 中，进而进行滤波。如果节点所接收到的CAN本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种工程机械监控系统，其特征在于，包括：传感及执行驱动模块，用于采集工程机械的工况参数并将所述工况参数发送给ＣＡＮ总线式采集控制模块，以及接收ＣＡＮ总线式采集控制模块的控制信号并驱动工程机械工作装置动作；ＣＡＮ总线式采集控制模块，用于将传感及执行驱动模块发送的工况参数通过ＣＡＮ总线发送给监控模块，以及将监控模块通过ＣＡＮ总线发送的控制信号发送到传感及执行驱动模块；监控模块，用于将ＣＡＮ总线式采集控制模块发送的工况参数显示给用户，以及根据用户输入的控制命令向ＣＡＮ总线式采集控制模块发送控制信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝江，曾晓渊，
申请(专利权)人：北京建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：11