CN102129236A - 工程机械及其总线控制*** - Google Patents

工程机械及其总线控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工程机械总线控制***，包括工控机，所述工控机通过第一总线连接有至少一个称重控制模块(3)和至少一个扩展IO模块(4)；所述工控机包括上位机(1)和独立于所述上位机(1)之外设置的主控制器(2)，且所述上位机(1)与所述主控制器(2)连接；所述主控制器(2)通过所述第一总线与各所述称重控制模块(3)和各所述扩展IO模块(4)连接，所述上位机(1)还通过第二总线直接与各所述扩展IO模块(4)连接。该控制***在主控制器(2)出现故障时仍能实现混凝土的生产，从而提高了工作的可靠性。此外，本发明还公开了一种包括该总线控制***的工程机械。

Description

工程机械及其总线控制***
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种工程机械总线控制***。此外，本发明还涉及一种包括该总线控制***的工程机械。
背景技术
混凝土作为一种优秀的建筑材料，被广泛地应用到人们日常生活中。随着科学技术的进步和经济的不断发展，社会对水泥和混凝土的需求量越来越大，混凝土实际上已经成为现代社会的基础。鉴于此，越来越多的商品混凝土搅拌站和工程混凝土搅拌站被建设用于给周边提供新搅拌的混凝土。
混凝土搅拌站是生产混凝土混合料的大型设备，其控制***直接关系到混凝土的生产质量和工作效率。为了提高混凝土搅拌站控制***的可靠性、实时性和抗干扰性，通过对混凝土搅拌站生产流程的分析，现有技术中设计了采用CAN总线的混凝土搅拌站控制***。具有CAN总线技术的控制***具有通信可靠、抗干扰性好和传输距离远的特点，因而提高了混凝土搅拌站控制***的可靠性和灵活性。
具有CAN总线的混凝土搅拌控制***采用两级分布式结构，由工控机和各智能节点组成，各智能节点具体可以为称重控制模块或者扩展IO模块。工控机上设有内置的逻辑控制器，工作时，用户向工控机上输入混凝土配方和各个参数命令，混凝土配方和各个参数命令经过工控机内部的逻辑控制器发送给称重控制模块；参数设定完成后，工控机发布命令启动生产，称重控制模块负责称重计算和称量状态的回传，扩展IO模块负责输入信号采集及执行机构的驱动，同时工控机实时显示称量状态并输出报表。
然而，上述现有技术中的具有CAN总线的混凝土搅拌控制***具有如下缺点：
由于逻辑控制器是内置于工控机上，工控机发布的配方、参数命令以及其他命令均通过逻辑控制器转发给各个称重控制模块或者扩展IO模块，同时各个称重控制模块或者扩展IO模块反馈的信息也均通过该内置的逻辑控制器反馈到工控机上，因而当该内置的逻辑控制器出现故障无法工作时，整个控制***便无法工作，从而导致混凝土搅拌站停止生产。
此外，需要说明的是，在沥青搅拌站、干粉搅拌站或者其他具有分布式控制***的工程机械，也具有上述缺陷。
有鉴于此，如何对现有技术中工程机械总线控制***进行改进，使得其在逻辑控制器出现故障时仍能工作，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种工程机械总线控制***，该控制***在主控制器出现故障时仍能实现混凝土的生产，从而提高了工作的可靠性。此外，本发明还提供一种包括该总线控制***的工程机械。
为解决上述技术问题，本发明提供一种工程机械总线控制***，包括工控机，所述工控机通过第一总线连接有至少一个称重控制模块和至少一个扩展IO模块；
所述工控机包括上位机和独立于所述上位机之外设置的主控制器，且所述上位机与所述主控制器连接；
所述主控制器通过所述第一总线与各所述称重控制模块和各所述扩展IO模块连接，所述上位机还通过第二总线直接与多个所述扩展IO模块连接。
优选地，所述工程机械总线控制***还包括GPS模块及与所述GPS模块连接的监控装置；所述主控制器通过所述第一总线与所述GPS模块连接。
优选地，所述主控制器设有***配料状态存储模块，所述***配料状态存储模块与所述GPS模块连接，以便将***配料状态发送给GPS模块。
优选地，所述称重控制模块设有称重故障信息诊断器，所述主控制器设有与所述称重故障信息诊断器连接并接收其发出的称重故障信息的称重故障信息存储模块；
所述称重故障信息存储模块与所述GPS模块连接，以便将所述称重故障信息发送给GPS模块。
优选地，所述扩展IO模块设有扩展故障信息诊断器，所述主控制器设有与所述扩展故障信息诊断器连接并接收其发出的扩展故障信息的扩展故障信息存储模块；
所述扩展故障信息存储模块与所述GPS模块连接，以便将所述扩展故障信息发送给GPS模块。
优选地，所述扩展IO模块连接有进料或卸料门故障信息检测器，所述主控制器设有通过所述扩展IO模块与所述进料或卸料门故障信息检测器连接的进料或卸料门故障信息存储模块；
所述进料或卸料门故障信息存储模块与所述GPS模块连接，以便将进料或卸料门故障信息传输给所述GPS模块。
优选地，所述扩展IO模块连接有皮带过载故障信息检测器，所述主控制器设有通过所述扩展IO模块与所述皮带过载故障信息检测器连接的皮带过载故障信息存储模块；
所述皮带过载故障信息存储模块与所述GPS模块连接，以便将皮带过载故障信息传输给所述GPS模块。
优选地，所述扩展IO模块连接有***气压故障信息检测器，所述主控制器设有通过所述扩展IO模块与所述***气压故障信息检测器连接的***气压故障信息存储模块；
所述***气压故障信息存储模块与所述GPS模块连接，以便将***气压故障信息传输给所述GPS模块。
优选地，所述监控装置为用户手机，所述GPS模块通过无线网络与所述用户手机连接。
优选地，所述第一总线为CAN总线。
优选地，所述第二总线为CAN总线。
此外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种工程机械，包括控制室；所述工程机械还包括上述任一项所述的工程机械总线控制***，所述上位机、所述主控制器和各所述称重控制模块均设于所述控制室内。
在现有技术的基础上，本发明所提供的工程机械总线控制***的工控机包括上位机和独立于所述上位机之外设置的主控制器，且所述上位机与所述主控制器连接；所述主控制器通过所述第一总线与多个所述称重控制模块和多个所述扩展IO模块连接，所述上位机还通过第二总线直接与多个所述扩展IO模块连接。
由于主控制器设置于上位机的外部，与上位机相互独立，因而当主控制器出现故障而无法工作时，上位机不受影响，仍能正常工作；并且，上位机又通过第二总线直接与各个扩展IO模块连接，因而可以直接在上位机上手动输入命令，并将命令发送给各个扩展IO模块，然后各个扩展IO模块驱动相应的执行机构，从而完成骨料、分料的称量、水或者添加剂的添加、上料、搅拌和卸料等工作，因而能够实现混凝土的手动生产。
综上所述，本发明所提供的工程机械总线控制***在主控制器出现故障时仍能实现混凝土的生产，因而提高了工作的可靠性。此外，本发明所提供的包括该总线控制***的工程机械，其技术效果与该总线控制***的技术效果基本相同，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明一种实施例中工程机械总线控制***的结构框图；
图2为图1中工程机械总线控制***的控制流程框图；
图3为本发明另一种实施例中工程机械总线控制***的结构框图。
其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1上位机；2；主控制器；21***配料状态存储模块；22称重故障信息存储模块；23扩展故障信息存储模块；24进料或卸料门故障信息存储模块；25皮带过载故障信息存储模块；26***气压故障信息存储模块；
3称重控制模块；31称重故障信息诊断器；
4扩展IO模块；41扩展故障信息诊断器；42进料或卸料门故障信息诊断器；43皮带过载故障信息诊断器；44***气压故障信息诊断器；
5GPS模块；6监控装置；71传感器；72电磁阀接触器；73接近开关。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种工程机械总线控制***，该控制***在主控制器出现故障时仍能实现混凝土的生产，从而提高了工作的可靠性。此外，本发明另一个核心为提供一种包括该总线控制***的工程机械。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明一种实施例中工程机械总线控制***的结构框图；图2为图1中工程机械总线控制***的控制流程框图。
在一种实施例中，本发明所提供的工程机械总线控制***工控机、至少一个称重控制模块和至少一个扩展IO模块，并且工控机通过第一总线与各个称重控制模块和各个扩展IO模块连接。
如图1所示，在上述现有技术的基础上，所述工控机包括上位机1和主控制器2，该主控制器2独立于上位机1之外设置，且上位机1与主控制器2连接，具体地，上位机1和主控制器2可以通过以太网连接；如图1所示，主控制器2通过所述第一总线与各称重控制模块3和各扩展IO模块4连接，上位机1还通过第二总线直接与各扩展IO模块4连接。需要说明的是，第一总线或者第二总线可以为CAN总线，当然也可以为其他类型的总线。
在本实施例中，整个***的逻辑控制由主控制器2来实现，该主控制器2包括搅拌机控制、物料进料门控制、物料卸料门控制、电动机控制等；
上位机1对整个控制***进行监控管理，收集现场数据、发出控制信号和报警提示，完成配方管理以及生产数据的显示、存储和打印；同时在手动模式下，上位机还可通过CAN总线控制扩展IO模块4，实现手动生产；
称重控制模块3主要实现各个物料的称量控制、参数及配方设定、重量动态显示等；此外，如图1所示，该称重控制模块3可以连接有传感器71，以便于称重信息的回传；
扩展IO模块4实现输入信号采集及驱动执行机构，自动/手动控制模式下，其通过CAN总线分别与主控制器2或上位机1进行连接；如图2所示，扩展IO模块4连接有电磁阀接触器72，并通过该电磁阀接触器72驱动执行机构；同时，扩展IO模块4连接有接近开关73，以便回传执行机构的动作状态。
当主控制器2没有出现故障时，如图2所示，上位机1发送配方及参数命令给主控制器2，在自动模式下，主控制器2转发给称重控制模块3，同时称重控制模块3的配方和参数也可通过自身按键设定；参数设定完成后，可通过上位机1发送命令启动生产；生产过程中，各模块分工如下：主控制器2负责整个***的逻辑控制，称重控制模块3负责称重计算及称量状态回传，扩展IO模块4负责输入信号采集及执行机构的驱动，同时上位机1实时显示称量状态并输出报表，从而实现了混凝土的自动生产。
当主控制器2出现故障而无法工作时，由于主控制器2设置于上位机1的外部，与上位机1相互独立，因而上位机1不受主控制器2的影响，仍能正常工作；并且，上位机1又通过CAN总线直接与各个扩展IO模块4连接，因而如图2所示，可以直接在上位机1上手动输入命令，并将命令发送给各个扩展IO模块4，然后各个扩展IO模块4驱动相应的执行机构，从而完成骨料、粉料的称量、水或者添加剂的添加、上料、搅拌和卸料等工作，因而能够实现混凝土的手动生产。
综上所述，本发明所提供的工程机械总线控制***在主控制器2出现故障时仍能实现混凝土的生产，因而提高了工作的可靠性。
此外，需要说明的是，在本发明中，当上位机1出现故障而主控制器2完好时，仍可以在称重控制模块3上输入配方或者参数命令，同时通过主控制器2上设置的启动按钮向扩展IO模块4发出指令，进而驱动各执行机构，从而实现生产。由此可知，本发明在上位机出现故障时也能实现生产。
如图1所示，在上述实施例中，所述工程机械总线控制***还包括GPS模块5及与GPS模块5连接的监控装置6，该监控装置6可以为监控中心或者用户手机，并且GPS模块5可以通过无线网络与该监控中心或者用户手机连接；此外，主控制器2可以通过CAN总线与该GPS模块5连接。
如图2所示，主控制器2收集***配料状态等现场工况、以及设备状态信息，并将其发送给GPS模块5，GPS模块5将上述现场工况及设备状态信息通过无线网络发送到远程监控中心及客户手机，可实现远程信息查询及故障诊断。
请参考图3，图3为本发明另一种实施例中工程机械总线控制***的结构框图。
本发明的另一种实施例是在上述实施例的基础上作的改进。具体地，如图2所示，在本实施例中，主控制器2设有***配料状态存储模块21，各个称重控制模块3将***配料状态传送到***配料状态存储模块21中；同时，***配料状态存储模块21与GPS模块5连接，以便将***配料状态发送给GPS模块5，该GPS模块5进而将***配料状态传输给监控中心或者用户手机，从而可以是实现***配料状态的实时监控。
如图2所示，称重控制模块3设有称重故障信息诊断器31，该称重故障信息诊断器31用于监测称重控制模块3的通讯或者端口异常状态等称重故障信息；主控制器2设有称重故障信息存储模块22，该称重故障信息存储模块22与称重故障信息诊断器31连接并接收其发出的称重故障信息；同时，称重故障信息存储模块22与GPS模块5连接，以便将所述称重故障信息发送给GPS模块5，该GPS模块5进而将称重故障信息发送给监控中心或者用户手机，根据该称重故障信息，操作人员或者用户可以采取相应的补救或者安全措施。
如图2所示，扩展IO模块4设有扩展故障信息诊断器41，该扩展故障信息诊断器41用于监测扩展IO模块4的通讯或者端口异常状态等扩展故障信息；主控制器2设有扩展故障信息存储模块23，该扩展故障信息存储模块23与扩展故障信息诊断器41连接并接收其发出的扩展故障信息；同时，扩展故障信息存储模块23与GPS模块5连接，以便将所述扩展故障信息发送给GPS模块5，该GPS模块5进而将扩展故障信息发送给监控中心或者用户手机，根据该扩展故障信息，操作人员或者用户可以采取相应的补救或者安全措施。
此外，如图2所示，扩展IO模块4连接有进料或卸料门故障信息检测器42，该种检测器可以为各种类型的接近开关或者传感器，主控制器2设有进料或卸料门故障信息存储模块24，该存储模块通过扩展IO模块4与进料或卸料门故障信息检测器42连接，并接收其发送的进料或卸料门故障信息；同时，进料或卸料门故障信息存储模块24与GPS模块5连接，以便将进料或卸料门故障信息传输给GPS模块5，该GPS模块5进而将上述进料或卸料门故障信息传送给监控中心或者用户手机，根据该进料或卸料门故障信息，操作人员或者用户可以采取相应的补救或者安全措施。
再者，如图2所示，扩展IO模块4连接有皮带过载故障信息检测器43，该种检测器可以为各种类型的接近开关或者传感器，主控制器2设有皮带过载故障信息存储模块25，该存储模块通过扩展IO模块4与皮带过载故障信息检测器43连接，并接收其发送的皮带过载故障信息；同时，皮带过载故障信息存储模块25与GPS模块5连接，以便将皮带过载故障信息传输给GPS模块5，该GPS模块5进而将上述皮带过载故障信息传送给监控中心或者用户手机，根据该皮带过载故障信息，操作人员或者用户可以采取相应的补救或者安全措施。
最后，如图2所示，扩展IO模块4连接有***气压故障信息检测器44，该种检测器可以为各种类型的接近开关或者传感器，主控制器2设有***气压故障信息存储模块26，该存储模块通过扩展IO模块4与***气压故障信息检测器44连接，并接收其发送的***气压故障信息；同时，***气压故障信息存储模块26与GPS模块5连接，以便将***气压故障信息传输给GPS模块5，该GPS模块5进而将上述***气压故障信息传送给监控中心或者用户手机，根据该***气压故障信息，操作人员或者用户可以采取相应的补救或者安全措施。
需要说明的是，在上述实施例中，***配料状态存储模块21、称重故障信息存储模块22、扩展故障信息存储模块23、进料或卸料门故障信息存储模块24、皮带过载故障信息存储模块25和***气压故障信息存储模块26具体通过CAN总线与GPS模块5连接，以便将相应的故障信息发送给GPS模块5。
此外，本发明还提供一种工程机械，包括控制室；所述工程机械还上述任一种实施例中的工程机械总线控制***，上位机1、主控制器2、各称重控制模块3以及GPS模块5均设于所述控制室内，从而简化四者之间的线路连接，同时扩展IO模块4设于控制现场。所述工程机械的其他部分，可以参照现有技术，本文不再展开。该工程机械具体可以为混凝土搅拌站、沥青搅拌站、干粉搅拌站或者其他可以采用上述总线控制***的工程机械。
以上对本发明所提供的工程机械及其总线控制***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种工程机械总线控制***，包括工控机，所述工控机通过第一总线连接有至少一个称重控制模块(3)和至少一个扩展IO模块(4)；其特征在于，
所述工控机包括上位机(1)和独立于所述上位机(1)之外设置的主控制器(2)，且所述上位机(1)与所述主控制器(2)连接；
所述主控制器(2)通过所述第一总线与各所述称重控制模块(3)和各所述扩展IO模块(4)连接，所述上位机(1)还通过第二总线直接与各所述扩展IO模块(4)连接。
2.如权利要求1所述的工程机械总线控制***，其特征在于，所述工程机械总线控制***还包括GPS模块(5)及与所述GPS模块(5)连接的监控装置(6)；所述主控制器(2)通过所述第一总线与所述GPS模块(5)连接。
3.如权利要求2所述的工程机械总线控制***，其特征在于，所述主控制器(2)设有***配料状态存储模块(21)，所述***配料状态存储模块(21)与所述GPS模块(5)连接，以便将***配料状态发送给GPS模块(5)。
4.如权利要求2所述的工程机械总线控制***，其特征在于，
所述称重控制模块(3)设有称重故障信息诊断器(31)，所述主控制器(2)设有与所述称重故障信息诊断器(31)连接并接收其发出的称重故障信息的称重故障信息存储模块(22)；
所述称重故障信息存储模块(22)与所述GPS模块(5)连接，以便将所述称重故障信息发送给GPS模块(5)。
5.如权利要求2所述的工程机械总线控制***，其特征在于，
所述扩展IO模块(4)设有扩展故障信息诊断器(41)，所述主控制器(2)设有与所述扩展故障信息诊断器(41)连接并接收其发出的扩展故障信息的扩展故障信息存储模块(23)；
所述扩展故障信息存储模块(23)与所述GPS模块(5)连接，以便将所述扩展故障信息发送给GPS模块(5)。
6.如权利要求2所述的工程机械总线控制***，其特征在于，
所述扩展IO模块(4)连接有进料或卸料门故障信息检测器(42)，所述主控制器(2)设有通过所述扩展IO模块(4)与所述进料或卸料门故障信息检测器(42)连接的进料或卸料门故障信息存储模块(24)；
所述进料或卸料门故障信息存储模块(24)与所述GPS模块(5)连接，以便将进料或卸料门故障信息传输给所述GPS模块(5)。
7.如权利要求2所述的工程机械总线控制***，其特征在于，
所述扩展IO模块(4)连接有皮带过载故障信息检测器(43)，所述主控制器(2)设有通过所述扩展IO模块(4)与所述皮带过载故障信息检测器(43)连接的皮带过载故障信息存储模块(25)；
所述皮带过载故障信息存储模块(25)与所述GPS模块(5)连接，以便将皮带过载故障信息传输给所述GPS模块(5)。
8.如权利要求2所述的工程机械总线控制***，其特征在于，
所述扩展IO模块(4)连接有***气压故障信息检测器(44)，所述主控制器(2)设有通过所述扩展IO模块(4)与所述***气压故障信息检测器(44)连接的***气压故障信息存储模块(26)；
所述***气压故障信息存储模块(26)与所述GPS模块(5)连接，以便将***气压故障信息传输给所述GPS模块(5)。
9.如权利要求2至8任一项所述的工程机械总线控制***，其特征在于，所述监控装置(6)为用户手机，所述GPS模块(5)通过无线网络与所述用户手机连接。
10.如权利要求1至8任一项所述的工程机械总线控制***，其特征在于，所述第一总线为CAN总线。
11.如权利要求1至8任一项所述的工程机械总线控制***，其特征在于，所述第二总线为CAN总线。
12.一种工程机械，包括控制室；其特征在于，所述工程机械包括如权利要求1至11任一项所述的工程机械总线控制***，所述上位机(1)、所述主控制器(2)和各所述称重控制模块(3)均设于所述控制室内。
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