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详细讲解CAN总线的塔机安全监控系统的设计(二)

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2017-06-26 17:50:00
 二、塔机安全监控系统软件设计
2.1CAN标识符合设计 CAN协议采用对通信数据块进行编码,使用网络内的节点数目在理论上受限制。系统节点数不多,报文结构采用的是CAN2.0B协议的标 准帧格式里,仲裁域由11位标识符和RTR组成。
a、ID28-ID26定义为节点优先级。可以定义8个优先级,标识码值起落上的报文优先级越高。
b、ID20-ID24定义位高低速CAN标识。00表示高速,01表示低速。
c、ID23-ID21定义为报文类型。如出错信息报文、检测信息报文等。
d、ID20-ID19定义为检测节点编码。000为起吊重量节点,001为臂架回转角度为节点001,为重物 提升高度节点,100为HMI节点,101,110,111作为扩展用。 (5)ID18可以作为组网扩展。

2.2程序流程图设计
在软件平台设计中,采用模块化设计方法,增强了代码的 可维护性,提高了代码的重用性,易于实现扩展。主要模块包 括初始化程序,数据采集程序,模数转换程序,塔机状态参数的 计算和监测程序,液晶显示程序,键盘扫描、键处理程序,系统 运行自动保护程序,时钟程序等。文中给出数据采集模块主程 序流程图和人机界面主程序流程图。

数据采集模块主程序流程如图7所示。塔机安全监控管理系统初始化主要 包括系统的启动、复位、掉电恢复、系统自启动、中断的设定、看门狗的初始化、通讯的初始化、传感器的初始化。系统采用多 次采样取平均值的方法减小采样误差,每次采样多少次通过初 始化程序中的采样次数设定。

程序中定义BIT_SAMPLE—X为采样完成标志位,BITEN— ABLE _X为发送数据使能位(X在各个数据采集模块中分别为 w、R、H、A)。当采样完成标志位置位为1时,将采集的数据存 人到CAT1021中。发送数据使能位置位为1时,将处理好的数 据写入到CAN控制器SJAIO00的发送缓冲器TXB中,置位 SJAIO00命令寄存器的发送请求位TR,即可将数据通过CAN 收发器TJA1050发送到CAN总线上。收发器从总线上接收数 据,处理后存入接收缓冲区,并给出接收中断信号,这时MCU 从CAN控制器的接收缓冲区取走数据。

人机界面主程序流程图如图8所示。初始化主要包括系 统的启动、复位、掉电恢复、系统自启动、中断的设定、看门狗的 初始化、通讯的初始化、LCD初始化、实时时钟初始化。主要完 成系统在没有按键操作下的正常启动,监测等基本功能。 主机HMI启动后,自动运行初始化程序,对节点进行巡检, 检测节点是否存在并在主循环中依次发送采样命令,等待节点 应答。系统以图形方式显示塔机工作的起重特性曲线和当前 工作点,以文本方式显示塔机当前的工作状态以及当前数据和 极限值的百分比。通过按键修改时间和日期,设定系统参数。


三、塔机安全监控系统结论
基于CAN总线的塔机安全监控系统充分利用了CAN的特 点,具有高度的稳定性、灵活性,适合配置在各种不同型号塔式 起重机上。系统可以记录下塔机在使用过程中的工作情况、频 繁程度和超载违章情况,为分析事故原因和塔机使用寿命评估 提供科学依据。该系统已经投入到实际应用中,运行效果良 好。