CN105692451A - 工程机械起重力矩监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明所述工程机械起重力矩监控***，包括工控机，还包括接口卡，所述接口卡连接在数据总线和工控机之间，所述数据总线与数据采集模块和继电器输出模块连接，所述继电器输出模块与起重机控制连接，所述数据采集模块采集起重力矩信号。本发明所述工程机械起重力矩监控***实现了基于 CAN总线和 SNMP协议的起重力矩远程监控，可以保障可靠、实时的远程数据传输和命令执行，确保起重机械的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及信息技术领域，具体是指工程机械起重力矩监控***。
背景技术在工程机械的控制***中，计算机技术、网络通讯技术的应用日趋广泛。CAN总线由于其数据传输高可靠性和高实时性的特点，已经成为工业现场数据传输方式的事实标准之一，现已被广泛应用于汽车、工业控制、智能楼宇、煤矿设备等各个行业的数据通讯。CAN总线采用短帧报文结构，实时性好，并具有完善的数据校验、错误处理以及检错机制，此外CAN总线节点在严重错误下会自动脱离总线，对总线通讯没有影响。CAN总线网络中，数据收发、硬件检错均由CAN控制器硬件完成，大大增强了CAN总线网络的抗电磁干扰能力。
SNMP作为TCP/IP协议族的一个子协议，是IEITF研究小组提出的网络管理解决方案之一，它作为一种简洁而流行的网络管理协议在工业界获得了广泛的应用。SNMP网络管理模型中的重要组成部分包括：网络管理协议、管理端（Manager）、代理（Agent）和管理信息库（MIB）。其管理的基本思想是，通过管理端与代理之间的相互合作，以分布方式执行网络管理活动[2]。管理端负责管理网络中各种资源和设备，采用轮询（polling）或手动方式向远程的代理发送Get（读取）和Set（设置）请求命令，以获取信息或实施控制。代理驻留在设备上，负责设备的实际管理和控制，响应和执行管理端的管理命令，并且返回应答信息。MIB存放被管对象资源的所有信息，管理端通过代理来读取和设置MIB文件中的变量值，以实现对被管理设备的监控。每个网络设备上的MIB又由代理负责维护。SNMP最大的优点是协议简洁，可扩展性强，只要将新的MIB装载在管理软件上就可以实现对新的终端的控制与访问。
起重力矩限制***是起重机械运行中重要的安全保障装置，其核心在于对规定动作执行的精确度，这不仅有赖于传感器和执行器的精度，还有赖于数据采集信号和命令的执行速度。比如起落杆的左右转动角度信号，通过数据采集模块将信号标准化，主控工控机接收到该信号后和预先设定的参数做比较，并根据偏差指挥左转或右转开关动作，并最终到位。传统的起重力矩控制***采用基于RS485的信号传输，其通讯波特率仅为57.6Kbps，***稳定性差，电动机和其他大功率设备常常影响***的正常运行。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明公开了一种工程机械起重力矩监控***。
本发明所述工程机械起重力矩监控***，包括工控机，还包括接口卡，所述接口卡连接在数据总线和工控机之间，所述数据总线与数据采集模块和继电器输出模块连接，所述继电器输出模块与起重机控制连接，所述数据采集模块采集起重力矩信号。
优选的，所述起重力矩信号包括起重力臂的角度信号、长度信号和压力信号。
优选的，所述数据总线为CAN总线。
优选的，所述数据采集模块为ICAN4017。
优选的，所述继电器输出模块为ICAN2404。
本发明所述工程机械起重力矩监控***实现了基于CAN总线和SNMP协议的起重力矩远程监控，可以保障可靠、实时的远程数据传输和命令执行，确保起重机械的安全运行。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种具体实施方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所述工程机械起重力矩监控***，包括工控机，还包括接口卡，所述接口卡连接在数据总线和工控机之间，所述数据总线与数据采集模块和继电器输出模块连接，所述继电器输出模块与起重机控制连接，所述数据采集模块采集起重力矩信号。
现场起重机工作的角度、长度、压力等信号由各类传感器采集，输入iCAN数据采集模块，经过CAN总线传给现场工控机，并存储在驻留工控机内的MIB文件中，供运行在远程监控计算机中的管理端软件查询调用。同时，各开关的状态变量也存储在该MIB文件中，根据管理端发来的设置值变更成新值，再经由现场CAN总线网络传递给输出控制模块以控制各开关的状态，达到起重力矩远程监控的目的。***结构如图1所示。
其中，iCAN-4017AI功能模块具有8路模拟量输入通道，符合CAN2.0B协议规范，用于采集传感器的输入信号，将输入信号经多路开关、AD转换后经光耦隔离模块，通过CAN总线通讯将输入的模拟量信号传送给现场工控机。iCAN-2404继电器功能模块有4路具有自保持功能的继电器输出通道，它在工作时，工控机通过CAN总线将输出的继电器控制数据传送给该模块，模块通过光电隔离后输出驱动继电器，实现对上升、下降、左转、右转开关的控制。
***的软件主要分为两部分，其一是为了提取和设置CANbus现场总线中的数据，其二是基于SNMP协议实现数据的远程通信。
为了对传感器数据进行处理，实时获取***工作状态，并对各执行器进行相应的控制，我们利用iCAN模块附带的函数库在VC++开发平台下编写了相应的程序来通过各iCAN模块采集传感器的信号，控制各开关的状态。iCAN主站函数库以动态链接库（DLL）的形式提供，内部封装了iCAN协议，屏蔽访问控制细节，提供对现场总线iCAN网络中设备访问的接口[3]。通过调用此函数库，可以使PC-CAN主站卡和iCAN从站模块进行通讯，完成工控机与现场总线上各节点设备之间的信息交换。
为了基于SNMP协议在远程监控计算机与现场工控机之间进行通信，需要开发两部分的程序，即管理端程序和代理程序。管理端程序运行在远程监控计算机中，代理程序驻留在与现场CAN总线相连的工控机上，代理中还包括管理信息库MIB，MIB存储被管理对象的信息，包括角度、压力数据，各开关的开闭状态等。管理端以轮询方式向远程的代理发送Get（读取）和Set（设置）请求命令，以获取角度、长度和压力信息或实施开关控制。代理将根据请求的内容从本地MIB中提取所需信息，并以响应报文方式将结果回送给管理端。具体地，它一方面不断地检查本地的状态，更新MIB库中的变量值；另一方面，循环侦听管理端的请求报文，并作出相应的响应，读取或修改MIB中的变量值，将结果返回给管理端。
管理端向代理发送Get请求，要求返回压力、角度等数据。代理接受请求后，对PDU进行解析处理，并调用相应的子功能模块，从MIB文件中读出“压力”、“角度”、“长度”等变量的值，然后代理调用编码模块，将这些数据打包成相应的PDU发送给管理端作为对Get请求的响应。管理端接收到相应数据后，将它们与预先设定的参考值作比较，根据实际值与设定值之间的偏差，判断起重力矩是否超过限制，并据此发出相应的开关控制命令。
Set请求的原理与Get类似，不过是将某一新的值写给相应的变量，而不是读，从而实现对被管理设备的控制。在该***中，管理端向代理发送Set请求，以设置各开关的状态变量。代理接受请求后，向MIB文件中写入各“开关”变量的新值，并通过现场的CAN总线传递给输出控制模块来控制上升、下降、左转、右转开关的动作。
MIB是有关被管理目标对象的数据库，其数据结构呈树形。本***中的MIB文件存储了现场传感器采集的各种信号以及开关的状态，通过读取和设置这些MIB对象的值，管理端完成监测和控制。MIB文件编写中最关键的一点是确定要定义的变量。
采用AdventNetAgentToolkitCEdition工具包来开发代理程序，该工具包提供了一个广泛而完整的开发环境，并带有代理信息定义编辑器、编译器等一系列代理开发工具及测试工具，降低了代理开发的复杂性。所开发的代理仅占用极小的空间，却具有较高的性能，而且代理的扩展几乎不会影响到应用和设备的性能。在编写好MIB文件后，依据AgentToolkitCEdition工具的开发流程编写代理程序，其主要功能是对MIB文件进行管理，并实现对网络端口的侦听，SNMP数据报的解码及编码，对管理端的请求进行处理，以及对硬件的管理。
在VC++.NET开发平台下利用NET-SNMP开发包来编写管理端程序。NET-SNMP开发包是目前最为流行的基于C++的SNMP协议开发包之一，开发包中的SNMP协议模块为用户使用SNMP协议来构建网络管理应用层软件提供了良好的协议通讯的基础，它提供了一系列的API函数可供开发者使用。本***的管理端程序运行在远程监控计算机上，与工作现场工控机上驻留的代理之间进行远程数据通信，主要完成Get和Set操作两项任务。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.工程机械起重力矩监控***，包括工控机，其特征在于，还包括接口卡，所述接口卡连接在数据总线和工控机之间，所述数据总线与数据采集模块和继电器输出模块连接，所述继电器输出模块与起重机控制连接，所述数据采集模块采集起重力矩信号。
2.根据权利要求1所述的工程机械起重力矩监控***，其特征在于，所述起重力矩信号包括起重力臂的角度信号、长度信号和压力信号。
3.根据权利要求1所述的工程机械起重力矩监控***，其特征在于，所述数据总线为CAN总线。
4.根据权利要求1所述的工程机械起重力矩监控***，其特征在于，所述数据采集模块为ICAN4017。
5.根据权利要求1所述的工程机械起重力矩监控***，其特征在于，所述继电器输出模块为ICAN2404。
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|---|---|---|---|
| CN201410699733.9A CN105692451A (zh) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 工程机械起重力矩监控*** |
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Publications (1)
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| CN105692451A true CN105692451A (zh) | 2016-06-22 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108928740A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-04 | 徐州建机工程机械有限公司 | 一种塔机安全操控***及方法 |
| CN112279099A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-29 | 三一汽车起重机械有限公司 | 起重机作业辅助***以及方法 |
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2014
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160622 |