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随着国民经济建设持续快速发展,起重机械在国民经济建设的各个领域占据着重要地位。力矩限制器作为其安全监控的核心设备,对起重机安全作业起重要作用。随着起重机械的发展不断地趋于大型化、复杂化、智能化,用户对力矩限制器尤其大吨位起重机械力矩限制器的安全性、可靠性和功能多样性的要求愈来愈高。 目前国内大吨位起重机力矩限制器系统主要从国外进口,而国内自主研发的力矩限制器系统功能单一、可靠性差、故障率高。为了弥补国内力矩限制器性能的不足,提高与国外产品的竞争力,针对大吨位起重机设计一款成本低廉,性能安全可靠,功能齐全的一体化力矩限制器系统变得刻不容缓。 结合力矩限制器的功能特点及用户需求,本文基于嵌入式Linux操作系统和上层QT编程,选用高性能ARM11微处理器S3C6410作为系统的主控单元,实现多路模拟量开关量信号的采集和PWM驱动信号输出;通过10.4寸LCD液晶屏和自定义键盘实现人机交互功能;通过GPS+GPRS模块实现对起重机械定位和远程服务器的无线通信功能;通过UDP通信实现监控中心服务器对起重机械整车工作状态的远程监控;采用CAN总线通信方式实现起重机不同设备节点间信息交互。通过对起重机臂架系统进行受力分析并对非线性变形进行研究,采用了二次曲线算法提高力矩限制器系统精度,减小误差。 本文结合实际项目,详细介绍了一体化力矩限制器软件系统的设计方法,研究和实现了嵌入式Linux系统移植及底层驱动设计,完成了力矩限制器检测算法设计以及上层软件设计,包括人机交互界面设计,数据采集模块和CPLD模块实现,GPS定位,与服务器的UDP通信等。测试表明整个系统的软件设计方案满足用户需求,为产品化奠定了基础。