浅析CAN总线底盘操作面板在移动式港口起重机上的应用

张瑞峰

摘要：本文简述了大型港口起重机操作控制系统的发展趋势，分析了基于CAN总线的底盘操作面板在移动式港口起重机（简称“MHC”）上的应用价值。本底盘操作面板集合了32个轻触式按键开关，通过CAN总线方式与主机电控系统连接通讯，经过内部逻辑分析处理，操作人员可以在地面上方便地实现对发动机启停控制，支腿、悬挂系统的伸缩动作控制以及行走照明、下车集中润滑操作控制等。同时在面板中心位置集成一个二维倾角角度显示器，可快速准确地辨别设备在X轴与Y轴方向的水平状态并做出细微的调整，确保设备工作作业的安全性。经实际操作使用验证，此操作面板结构简单，操作方便，提高了设备吊运作业的精确性、稳定性和高效性。

关键词：移动式港口起重机;CAN总线;底盘;二维倾角

0 引言

近年来，随着全球港口集装箱吞吐量的不断增加以及国家“一带一路”方针的进一步深入展开，可方便转运同时具备多种功能吊具操作模式的MHC 设备日益受到市场的青睐，尤其是在空间狭小的港口码头，转运极其方便，其实用价值得到充分体现。在此基础上，客户对其操作的舒适度、智能化程度以及工作可靠便捷性等方面的需求也越来越高，产品在此方面的表现已成为市场是否选用的决定性因素。而对于大型港口起重机的操作控制也从最初的点对点机械按钮式控制到如今的集成总线式控制，设备通过总线通讯连接方式，组成了一个高效、可靠的起重机网络系统，节约了大量线路敷设工作量，进而加快了设备安装调试进度，提高了工作效率。

1 底盘概述

MHC 底盘结构轮廓如图1 所示，主要有底盘总成、车桥、支腿伸缩机构以及轮胎式行走机构，同时配备独立悬挂系统装置，从而使设备可在不平整的地面上平稳运行以及实现多方位的灵活自如移动，不再受码头场地轨道、供电电源位置等条件的限制。其优势主要体现在下车底盘操作功能的多样化、便捷性：有支腿伸缩、悬挂伸缩以及行走转向等功能，其中转向又可分为正常转向、蟹型转向以及原地转向三种操作模式，非常有利于在各类码头移机转运。

然而作为其地面支撑系统的支腿装置，其承受压力在吊载作业之前必须调整在允许范围之内，确保整机处于相对平衡状态。其功能要求如下：在起吊作业之前四个支腿必须确保其水平及垂直油缸全部伸展到位并触碰到相应的感应开关，同时四个支腿的承载压力在允许范围内并接近均衡，否则将造成整机倾翻的严重事故;反之，设备在行走之前必须保证其水平及垂直油缸全部收缩到位并触碰到相应的感应开关，否则无法前后行走。这些功能数据将由底盘操作面板实时显示，操作人员在上机操作之前即可完成设备作业准备工作。

2 操作面板

2.1 操作面板布局功能

操作面板布局如图2 所示，功能说明见下表，四个支腿按照蓝、黄、绿、红四种颜色进行区分，以便于操作人员快速识别和操作。

同时顶部位置设计有与之对应的支腿位置状态指示，分别是支腿垂直伸到位、支腿垂直缩到位、支腿水平伸到位以及支腿水平缩到位。

中间圆形区域内有一个十字液晶条码显示窗口，每段有五个圆形光点，分别代表设备的前后、左右高低状态，哪个方向光电越多，代表整机在此方向倾向越大，需要及时调整。只要当正中心位置光点亮时，整机处于平衡状态，方可进行吊载作业。在中间圆形区域左侧布置有悬挂模式操作控制按键，可以对三组悬挂装置单动及联动操作。

在中间圆形区域右侧布置有四个支腿同步动作按键，另外两个按键分别是底盘润滑泵及支腿一键调平。在中间圆形區域上侧布置有发动机启/停控制按键，下侧两个按键分别是操作面板动作使能和背景光点亮。另外中间圆形区域四个角上的白色框用来实时显示四个支腿对应的压力数值。

2.2 操作面板应用说明

操作面板集成采用了CAN 总线通讯方式，首先，上电立即进行自检，在确保自身COB_ID 节点以及每组PDO 数据帧不存在冲突情况下，面板上每个按键同时闪烁点亮一下。若存在冲突，则对应按键左上角指示灯圆点被点亮;其次，在操作功能动作之前，要把使能按键按下，此时面板上其他按键功能动作有效，以防止误碰导致误动作;最后，在面板上每个按键设计有背光灯及左上角状态指示灯，在夜间操作时，可以按下背景灯按键，整个面板被点亮，按下某个按键时，对应左上角状态指示灯变绿，动作输出有效。

3 应用前景

该底盘操作面板采用了薄膜轻触按键开关设计，整个面板布局设计合理、紧凑，图标清晰可辨，便于操作;面板开关按键及数据显示集成采用CAN 总线通讯传输，省去了大量现场安装布线工作，降低了设备维护故障率;另外集成配置了二维角度显示器，其精度可达千分之五，便于操作人员对整机状态作出精确判断。通过客户现场使用验证，操作面板操作功能稳定，质量可靠，给人眼前一亮，极大的提高了整机设备的档次，进而提升了设备市场占有率。

参考文献：

[1]陈杰斌，周虎林. CAN 总线式汽车起重机支腿操控面板的研制[J].电子世界，2014（2）：36-37.

[2]崔益华，贺水冰. GHC63 智能型多功能移动式港口起重机[J]. 起重运输机械，2017（09）：113-114.

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