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近些年,建筑行业的迅速发展对施工技术和装备的要求越来越高,大型构件装配、桥梁改造工程以及建筑物整体平移大型工程都离不开对重型构件的同步顶升或同步平移。以往的顶升系统多由人工操作,无法实现自动控制,耗费人力物力并且施工难度大。所以,设计一种具有自动化、高可靠的智能多点同步顶升系统具有重要的应用价值。 本文对多点同步顶升控制系统的底层控制模块、项升调速模块以及多点通信模块进行了细致研究,确立了设计方案。底层控制模块基于Cortex-M4核心控制器进行设计,顶升调速模块基于西门子MM440变频器对电动油泵进行变频调速,多点通信使用CAN2.0B协议进行总线通信。对于这种同步运动控制方案,采用Matlab/Simulink进行了建模和计算机仿真。 为提高多点同步顶升系统的控制精度和实时性,本文设计了基于Cortex-M4的多点同步顶升系统硬件平台,并扩展了外围接口,包括CAN、RS232、RS485、SRAM、NORFLASH、NANDFLASH、触摸屏以及用于控制和传感的接口电路。在此基础上,设计了底层控制软件,该软件通过西门子变频器USS协议实现调速,通过PID算法实现液压千斤顶的运动控制,底层控制软件模块主要包括主程序、初始化、数据采集、控制算法、串行通信、触摸屏、定时等。 为解决多点同步运动的通信问题,论文基于CAN2.0B协议设计了简洁而高效的CAN总线通讯程序,实现了各点位控制器与上位机的通信。在总线通信基础上,论文还基于MFC设计了上位机的监控软件,实现对各点位运动的监控。 系统搭建完成以后,针对系统的控制精度、通信可靠程度以及抗干扰性进行了实验。结果表明,该系统控制精度较高,实时性好,具有较强的实用性。