淺析CAN總線底盤操作面板在移動式港口起重機上的應用

張瑞峰

摘要：本文簡述了大型港口起重機操作控制系統的發展趨勢，分析了基于CAN總線的底盤操作面板在移動式港口起重機（簡稱“MHC”）上的應用價值。本底盤操作面板集合了32個輕觸式按鍵開關，通過CAN總線方式與主機電控系統連接通訊，經過內部邏輯分析處理，操作人員可以在地面上方便地實現對發動機啟停控制，支腿、懸掛系統的伸縮動作控制以及行走照明、下車集中潤滑操作控制等。同時在面板中心位置集成一個二維傾角角度顯示器，可快速準確地辨別設備在X軸與Y軸方向的水平狀態并做出細微的調整，確保設備工作作業的安全性。經實際操作使用驗證，此操作面板結構簡單，操作方便，提高了設備吊運作業的精確性、穩定性和高效性。

關鍵詞：移動式港口起重機;CAN總線;底盤;二維傾角

0 引言

近年來，隨著全球港口集裝箱吞吐量的不斷增加以及國家“一帶一路”方針的進一步深入展開，可方便轉運同時具備多種功能吊具操作模式的MHC 設備日益受到市場的青睞，尤其是在空間狹小的港口碼頭，轉運極其方便，其實用價值得到充分體現。在此基礎上，客戶對其操作的舒適度、智能化程度以及工作可靠便捷性等方面的需求也越來越高，產品在此方面的表現已成為市場是否選用的決定性因素。而對于大型港口起重機的操作控制也從最初的點對點機械按鈕式控制到如今的集成總線式控制，設備通過總線通訊連接方式，組成了一個高效、可靠的起重機網絡系統，節約了大量線路敷設工作量，進而加快了設備安裝調試進度，提高了工作效率。

1 底盤概述

MHC 底盤結構輪廓如圖1 所示，主要有底盤總成、車橋、支腿伸縮機構以及輪胎式行走機構，同時配備獨立懸掛系統裝置，從而使設備可在不平整的地面上平穩運行以及實現多方位的靈活自如移動，不再受碼頭場地軌道、供電電源位置等條件的限制。其優勢主要體現在下車底盤操作功能的多樣化、便捷性：有支腿伸縮、懸掛伸縮以及行走轉向等功能，其中轉向又可分為正常轉向、蟹型轉向以及原地轉向三種操作模式，非常有利于在各類碼頭移機轉運。

然而作為其地面支撐系統的支腿裝置，其承受壓力在吊載作業之前必須調整在允許范圍之內，確保整機處于相對平衡狀態。其功能要求如下：在起吊作業之前四個支腿必須確保其水平及垂直油缸全部伸展到位并觸碰到相應的感應開關，同時四個支腿的承載壓力在允許范圍內并接近均衡，否則將造成整機傾翻的嚴重事故;反之，設備在行走之前必須保證其水平及垂直油缸全部收縮到位并觸碰到相應的感應開關，否則無法前后行走。這些功能數據將由底盤操作面板實時顯示，操作人員在上機操作之前即可完成設備作業準備工作。

2 操作面板

2.1 操作面板布局功能

操作面板布局如圖2 所示，功能說明見下表，四個支腿按照藍、黃、綠、紅四種顏色進行區分，以便于操作人員快速識別和操作。

同時頂部位置設計有與之對應的支腿位置狀態指示，分別是支腿垂直伸到位、支腿垂直縮到位、支腿水平伸到位以及支腿水平縮到位。

中間圓形區域內有一個十字液晶條碼顯示窗口，每段有五個圓形光點，分別代表設備的前后、左右高低狀態，哪個方向光電越多，代表整機在此方向傾向越大，需要及時調整。只要當正中心位置光點亮時，整機處于平衡狀態，方可進行吊載作業。在中間圓形區域左側布置有懸掛模式操作控制按鍵，可以對三組懸掛裝置單動及聯動操作。

在中間圓形區域右側布置有四個支腿同步動作按鍵，另外兩個按鍵分別是底盤潤滑泵及支腿一鍵調平。在中間圓形區域上側布置有發動機啟/停控制按鍵，下側兩個按鍵分別是操作面板動作使能和背景光點亮。另外中間圓形區域四個角上的白色框用來實時顯示四個支腿對應的壓力數值。

2.2 操作面板應用說明

操作面板集成采用了CAN 總線通訊方式，首先，上電立即進行自檢，在確保自身COB_ID 節點以及每組PDO 數據幀不存在沖突情況下，面板上每個按鍵同時閃爍點亮一下。若存在沖突，則對應按鍵左上角指示燈圓點被點亮;其次，在操作功能動作之前，要把使能按鍵按下，此時面板上其他按鍵功能動作有效，以防止誤碰導致誤動作;最后，在面板上每個按鍵設計有背光燈及左上角狀態指示燈，在夜間操作時，可以按下背景燈按鍵，整個面板被點亮，按下某個按鍵時，對應左上角狀態指示燈變綠，動作輸出有效。

3 應用前景

該底盤操作面板采用了薄膜輕觸按鍵開關設計，整個面板布局設計合理、緊湊，圖標清晰可辨，便于操作;面板開關按鍵及數據顯示集成采用CAN 總線通訊傳輸，省去了大量現場安裝布線工作，降低了設備維護故障率;另外集成配置了二維角度顯示器，其精度可達千分之五，便于操作人員對整機狀態作出精確判斷。通過客戶現場使用驗證，操作面板操作功能穩定，質量可靠，給人眼前一亮，極大的提高了整機設備的檔次，進而提升了設備市場占有率。

參考文獻：

[1]陳杰斌，周虎林. CAN 總線式汽車起重機支腿操控面板的研制[J].電子世界，2014（2）：36-37.

[2]崔益華，賀水冰. GHC63 智能型多功能移動式港口起重機[J]. 起重運輸機械，2017（09）：113-114.

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