基于CAN總線和DSP的起重機多功能安全監控系統

　　起重機是工程建設中的必要設備之一,在施工中應用相當廣泛。然而,起重機潛在的危險因素也較多,容易發生惡性事故。國家技術監督局先后專門制定和發布了《起重機設計規范》（GB3811-83）、《起重機械超載保護裝置安全技術規范》（GB12602-90）、《起重機安全規程》（GB6067-85）等標準,要求各類起重機械必須裝備安全保護裝置。因此開發新型的起重機多功能安全監控和保護系統是很有必要的。基于此,近年來國內外先后研制出一些起重機安全保護裝置,如載荷限制器、力矩限制器、起升高度儀、防碰撞裝置、風速報警器等。但它們功能單一,如果需要多種保護功能,必須安裝多臺儀器,這樣不僅價格昂貴,也給維護和使用帶來了不便。起重機用戶迫切需要一種集多種功能于一體的多功能安全監控系統,并希望起重機具有較強的自動控制功能主自診斷能力,以降低操作和維護的勞動強度并保證起重機的安全。

　　起重機用戶關心的涉及到安全方面的工況參數主要有：主鉤與副鉤的起重載荷和起升高度、主臂與副臂（塔臂）的起重力矩和起升角度、工作幅度、鋼絲繩狀況、風速（力）大小、起重過程中載荷振動情況以及下陣的各種信息（如變幅油缸壓力、液壓傳動系統的壓力、溫度、發動機轉速參數、油溫）等。如何對這些工況參數進行巡回采集、算法處理,并實時輸出控制和提示是本系統設計的關鍵所在。

　　近年來,現場總線技術、數字信號處理技術的不斷發展和漸趨成熟以及各種新型大規模集成器件的出現,為本系統的實現奠定了技術和物質基礎。

　　現場總線（Field Bus）標準及其技術是國際自動控制領域關注的熱點,對于工業控制領域,采用現場總線的最大優點是可大量節約連接導線。維護費用和安裝費用,同時,現場總線能夠傳送多個過程變量。控制器局域網（Controller Area Network）屬于現場總線的范疇,它是一種有效支持分布式控制（Distributed Controller）或實時控制（Real-time Controller）的串行通信網絡,是德國Bosch公司于1980年初為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議,是一種通信速率可達1Mbps的多主總線（Multiple Master Multiple Slave,即M3S）。

　　CAN總線通信接口集成了CAN協議物理層和數據鏈路層功能,可對通信數據完成成幀處理。它通過對通信數據塊進行編碼,保證了網絡內節點個數的動態性,并使不同的節點同時接收到相同的數據。數據段長度最多為8個字節,保證了通信的實時性;而協議利用CRC檢驗提供相應的錯誤處理功能,則保證了數據通信的可靠性。本系統利用CAN總線的以上特性,解決了眾多模塊（節點）之間的通信問題。