二、塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計
2.1CAN標識符合設計
CAN協(xié)議采用對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼，使用網(wǎng)絡內(nèi)的節(jié)點數(shù)目在理論上受限制。系統(tǒng)節(jié)點數(shù)不多，報文結構采用的是CAN2.0B協(xié)議的標
準幀格式里，仲裁域由11位標識符和RTR組成。
a、ID28-ID26定義為節(jié)點優(yōu)先級?？梢远x8個優(yōu)先級，標識碼值起落上的報文優(yōu)先級越高。
b、ID20-ID24定義位高低速CAN標識。00表示高速，01表示低速。
c、ID23-ID21定義為報文類型。如出錯信息報文、檢測信息報文等。
d、ID20-ID19定義為檢測節(jié)點編碼。000為起吊重量節(jié)點，001為臂架回轉角度為節(jié)點001，為重物
提升高度節(jié)點，100為HMI節(jié)點，101，110，111作為擴展用。
(5)ID18可以作為組網(wǎng)擴展。
2．2程序流程圖設計
在軟件平臺設計中，采用模塊化設計方法，增強了代碼的
可維護性，提高了代碼的重用性，易于實現(xiàn)擴展。主要模塊包
括初始化程序，數(shù)據(jù)采集程序，模數(shù)轉換程序，塔機狀態(tài)參數(shù)的
計算和監(jiān)測程序，液晶顯示程序，鍵盤掃描、鍵處理程序，系統(tǒng)
運行自動保護程序，時鐘程序等。文中給出數(shù)據(jù)采集模塊主程
序流程圖和人機界面主程序流程圖。
數(shù)據(jù)采集模塊主程序流程如圖7所示。
塔機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)初始化主要
包括系統(tǒng)的啟動、復位、掉電恢復、系統(tǒng)自啟動、中斷的設定、看門狗的初始化、通訊的初始化、傳感器的初始化。系統(tǒng)采用多
次采樣取平均值的方法減小采樣誤差，每次采樣多少次通過初
始化程序中的采樣次數(shù)設定。
程序中定義BIT_SAMPLE—X為采樣完成標志位，BITEN—
ABLE
_X為發(fā)送數(shù)據(jù)使能位(X在各個數(shù)據(jù)采集模塊中分別為
w、R、H、A)。當采樣完成標志位置位為1時，將采集的數(shù)據(jù)存
人到CAT1021中。發(fā)送數(shù)據(jù)使能位置位為1時，將處理好的數(shù)
據(jù)寫入到CAN控制器SJAIO00的發(fā)送緩沖器TXB中，置位
SJAIO00命令寄存器的發(fā)送請求位TR，即可將數(shù)據(jù)通過CAN
收發(fā)器TJA1050發(fā)送到CAN總線上。收發(fā)器從總線上接收數(shù)
據(jù)，處理后存入接收緩沖區(qū)，并給出接收中斷信號，這時MCU
從CAN控制器的接收緩沖區(qū)取走數(shù)據(jù)。
人機界面主程序流程圖如圖8所示。初始化主要包括系
統(tǒng)的啟動、復位、掉電恢復、系統(tǒng)自啟動、中斷的設定、看門狗的
初始化、通訊的初始化、LCD初始化、實時時鐘初始化。主要完
成系統(tǒng)在沒有按鍵操作下的正常啟動，監(jiān)測等基本功能。
主機HMI啟動后，自動運行初始化程序，對節(jié)點進行巡檢，
檢測節(jié)點是否存在并在主循環(huán)中依次發(fā)送采樣命令，等待節(jié)點
應答。系統(tǒng)以圖形方式顯示塔機工作的起重特性曲線和當前
工作點，以文本方式顯示塔機當前的工作狀態(tài)以及當前數(shù)據(jù)和
極限值的百分比。通過按鍵修改時間和日期，設定系統(tǒng)參數(shù)。
三、塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)結論
基于CAN總線的塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了CAN的特
點，具有高度的穩(wěn)定性、靈活性，適合配置在各種不同型號塔式
起重機上。系統(tǒng)可以記錄下塔機在使用過程中的工作情況、頻
繁程度和超載違章情況，為分析事故原因和塔機使用壽命評估
提供科學依據(jù)。該系統(tǒng)已經(jīng)投入到實際應用中，運行效果良
好。
