CN102854871A - 总线控制系统和工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种总线控制系统，包括：主控制器、可控部件、正常控制线路和冗余控制线路，其中，所述主控制器通过正常控制线路连接至少一个可控部件，以控制所述至少一个可控部件，其中，所述主控制器与所述至少一个可控部件之间设置有至少一套所述冗余控制线路，所述正常控制线路和所述冗余控制线路采用不同类型的线路，当所述主控制器与所述至少一个可控部件之间的正常控制线路发生故障时，使用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。根据本发明的又一方面，还提出了一种工程机械。通过本发明的技术方案，能够通过冗余结构实现多条线路控制，提高线路运行的可靠性。

Description

总线控制系统和工程机械
技术领域
本发明涉及控制领域，具体而言，涉及一种总线控制系统和一种工程机械。
背景技术
混凝土泵车是将混凝土沿管道输送到施工现场的工程机械，其电气系统各电气零部件分布在整车周身各处，这些零部件通过线束与混凝土泵车的中央控制部件连接，组成一个完整的电气系统。
目前，典型的泵车线路拓扑是从电控柜引出几束主干线束分支到各电气零部件，由于泵车布局紧凑，布线空间有限，增加了各电气零部件间线路长度及线路拓扑结构的复杂度，导致泵车线路运行环境相当恶劣，各类线路故障频频出现，而当一条线路发生故障后，整个泵车的电气系统都可能瘫痪。
因此，设计一种简单可靠的混凝土泵车线束成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种总线控制系统，能够通过冗余结构实现多条线路控制，提高线路运行的可靠性。
有鉴于此，本发明提出了一种总线控制系统，包括：主控制器、可控部件、正常控制线路和冗余控制线路，其中，所述主控制器通过正常控制线路连接至少一个可控部件，以控制所述至少一个可控部件，其中，所述主控制器与所述至少一个可控部件之间设置有至少一套所述冗余控制线路，所述正常控制线路和所述冗余控制线路采用不同类型的线路，当所述主控制器与所述至少一个可控部件之间的正常控制线路发生故障时，使用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。
在该技术方案中，主控制器能够在正常线路发生故障时，通过冗余控制线路继续对可控部件进行实时控制，降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
在上述技术方案中，优选地，还包括：至少一个从控制器，设置在至少一个所述可控部件与所述主控制器之间，每个所述从控制器对应于至少一个所述可控部件，用于根据来自所述主控制器的控制信号对相应的可控部件进行控制，或接收来自相应的可控部件的信号，其中，所述主控制器与至少一个从控制器之间设置有至少一套所述冗余控制线路，当所述从控制器与所述主控制器之间的正常控制线路发生故障时，能够利用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。
在该技术方案中，可以将从控制器附近的可控部件与从控制器相连以缩短线路，减少线路故障，而且可以将可控部件的各种执行命令分别集成至主控制器与相应的从控制器，以降低主控制器的运行负荷，如主控制器进行各种算法及功能的调度，从控制器具体控制相应可控部件的电磁阀、继电器等部件的执行操作。同时，主控制器能够在正常线路发生故障时，通过冗余控制线路继续对从控制器进行实时控制，降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
在上述技术方案中，优选地，所述从控制器能够对所述相应的可控部件单独进行控制；当所述主控制器无法对指定从控制器进行控制、以驱动相应的可控部件时，由所述从控制器独立控制该相应的可控部件。
在该技术方案中，从控制器可以在主控制器发生故障时继续独立地控制相应的可控部件，降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
在上述技术方案中，优选地，在与每个所述从控制器相连的所述至少一个可控部件中，所述至少一个可控部件与所述从控制器之间设置有至少一套所述冗余控制线路，当所述从控制器与所述至少一个可控部件之间的正常控制线路发生故障时，能够利用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。
在该技术方案中，从控制器能够在正常线路发生故障时，通过冗余控制线路继续对可控部件进行实时控制，降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
在上述任一技术方案中，优选地，所述正常控制线路为CAN总线，所述冗余控制线路为RS485总线和/或LIN总线。
在该技术方案中，由于CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）总线、RS485总线、和/或LIN（Local Interconnect Network）总线的物理层、数据链路层协议不同，可以抵抗不同的干扰，降低了正常控制线路与冗余控制线路线路同时发生故障的概率，当一条线路发生故障，可以自动切换至另一条线路进行控制，保证系统正常工作。
根据本发明的又一方面，还提出了一种工程机械，包括上述任一项所述的总线控制系统。
通过以上技术方案，可以通过冗余结构实现多条线路控制，提高线路运行的可靠性。
附图说明
图1A至图1D示出了根据本发明的实施例的总线控制系统的结构图；
图2A示出了根据本发明的实施例的数据采集示意图；
图2B示出了根据本发明的实施例的信号输出示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1A至图1D示出了根据本发明的实施例的总线控制系统的结构图。
如图1A所示，根据本发明的实施例的总线控制系统，包括：主控制器102、可控部件106、正常控制线路和冗余控制线路，其中，主控制器102通过正常控制线路连接至少一个可控部件106，以控制至少一个可控部件106，其中，主控制器102与至少一个可控部件106之间设置有至少一套冗余控制线路，正常控制线路和冗余控制线路采用不同类型的线路，当主控制器102与至少一个可控部件106之间的正常控制线路发生故障时，使用冗余控制线路替换正常控制线路。
在该技术方案中，具体地，比如对于图中的零部件1，通过CAN总线和RS485总线分别连接至总控制器102，则这里的CAN总线为正常控制线路，而RS485总线则为冗余控制线路，其中，在正常情况下，仅通过CAN总线进行通信，而当CAN总线出现故障时，可以换由RS485总线进行通信。由于主控制器102能够在正常线路发生故障时，通过冗余控制线路继续对可控部件106进行实时控制，从而降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
如图1B所示，在上述技术方案中，还可以包括：至少一个从控制器104，设置在至少一个可控部件106与主控制器102之间，每个所述从控制器对应于至少一个所述可控部件，用于从控制器104根据来自主控制器102的控制信号对相应的可控部件106进行控制，或接收来自相应的可控部件106的信号，其中，所述主控制器102与至少一个从控制器104之间设置有至少一套所述冗余控制线路，当所述从控制器104与所述主控制器102之间的正常控制线路发生故障时，能够利用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。
由图1B中可见，在该技术方案中，在主控制器102与从控制器104之间连接了两套控制线路，使得主控制器102能够在正常线路发生故障时，通过冗余控制线路继续对从控制器104进行实时控制，降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
在该技术方案中，可以将从控制器104附近的可控部件106与从控制器104相连以缩短线路，减少线路故障，而且可以将可控部件106的各种执行命令分别集成至主控制器102与相应的从控制器104，以降低主控制器102的运行负荷，如主控制器102进行各种算法及功能的调度，从控制器104具体控制相应可控部件106的电磁阀、继电器等部件的执行操作。同时，主控制器102能够在正常线路发生故障时，通过冗余控制线路继续对从控制器104进行实时控制，降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
特别地，可以使得从控制器104能够对相应的可控部件106单独进行控制；则当主控制器102无法对指定从控制器104进行控制、以驱动相应的可控部件106时，由从控制器104独立控制该相应的可控部件106，降低了整个电气系统瘫痪的概率，提高了线路运行的可靠性。
而除了在主控制器102与从控制器104之间设置冗余控制线路外，如图1C，还可以在与每个从控制器104相连的至少一个可控部件106中，在至少一个可控部件106与从控制器104之间设置有至少一套冗余控制线路，当从控制器104与至少一个可控部件106之间的正常控制线路发生故障时，能够利用冗余控制线路替换正常控制线路。
此外，主控制器102可以在直接控制一部分可控部件106的同时，还通过从控制器104对其他的可控部件106进行控制，具体如图1D所示，这里，对于由主控制器102直接进行控制的可控部件106，可以缩短控制线路的布设时的复杂程序，而对于通过从控制器104控制的可控部件106，既可以由从控制器104对主控制器102的处理工作进行分担，同时，通过在这些从控制器104中预设相应的控制程序，可以在主控制器102出现故障时，通过这些从控制器104直接对相应的可控部件106进行控制，以实现系统的基本功能，将影响降至最低。
在上述任一技术方案中，正常控制线路和/或所述冗余控制线路为总线线路，且正常控制线路为CAN总线，冗余控制线路为RS485总线和/或LIN总线。
在该技术方案中，由于CAN总线、RS485总线、和/或LIN总线的物理层、数据链路层协议不同，可以抵抗不同的干扰，降低了正常控制线路与冗余控制线路线路同时发生故障的概率，当一条线路发生故障，可以自动切换至另一条线路进行控制，保证系统正常工作。
图2A示出了根据本发明的实施例的数据采集示意图；图2B示出了根据本发明的实施例的信号输出示意图。
如图2A和图2B所示，主控制器102与至少一个从控制器104通过总线连接，各电气零部件与从控制器104连接，主控制器102实现各种算法及功能的调度，从控制器104接受主控制器102调度。具体地，如图2A所示，当进行数据采集时，传感器、开关等电气零部件将采集到的数据输入至从控制器104中，并由从控制器104通过总线转发至主控制器102；如图2B所示，当进行信号输出时，由主控制102生成控制命令，并经由总线发送至从控制器104，然后由从控制器104根据控制命令，向相应的电磁阀、继电器等执行器件发出驱动信号，以执行相应的操作动作或功能。其中，主控制器102与从控制器104之间通过CAN和RS485双总线进行通讯，两条总线的物理层、数据链路层协议不同，可以抵抗不同的干扰，降低了两条总线同时发生故障的概率，当一条总线发生故障时，系统自动切换至另一条总线上进行操作，保证了系统正常工作。
另一方面，从控制器104具备系统基本动作控制功能，当两条总线均发生故障或主控制器102中程序跑飞时，从控制器104可以启用基本动作控制功能，使系统的部分能够进行正常工作，继续完成基本功能和操作。通过这样的线路拓扑，极大地减少了系统的线路、连接器数量，进而改善了线路运行环境，减少了线路故障的发生率。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，电气系统结构复杂，导致各线路运行环境相当恶劣，各类线路频繁出现事故，而当一条线路发生故障后，整个泵车的电气系统都可能瘫痪。本发明提出了一种总线控制系统，能够通过冗余结构实现多条线路控制，提高线路运行的可靠性。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种总线控制系统，其特征在于，包括：
主控制器、可控部件、正常控制线路和冗余控制线路，其中，
所述主控制器通过正常控制线路连接至少一个可控部件，以控制所述至少一个可控部件，其中，所述主控制器与所述至少一个可控部件之间设置有至少一套所述冗余控制线路，所述正常控制线路和所述冗余控制线路采用不同类型的线路，当所述主控制器与所述至少一个可控部件之间的正常控制线路发生故障时，使用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。
2.根据权利要求1所述的总线控制系统，其特征在于，还包括：至少一个从控制器，设置在至少一个所述可控部件与所述主控制器之间，每个所述从控制器对应于至少一个所述可控部件，用于根据来自所述主控制器的控制信号对相应的可控部件进行控制，或接收来自相应的可控部件的信号，其中，
所述主控制器与至少一个从控制器之间设置有至少一套所述冗余控制线路，当所述从控制器与所述主控制器之间的正常控制线路发生故障时，能够利用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。
3.根据权利要求2所述的总线控制系统，其特征在于，所述从控制器能够对所述相应的可控部件单独进行控制；
当所述主控制器无法对指定从控制器进行控制、以驱动相应的可控部件时，由所述从控制器独立控制该相应的可控部件。
4.根据权利要求2所述的总线控制系统，其特征在于，在与每个所述从控制器相连的所述至少一个可控部件中，所述至少一个可控部件与所述从控制器之间设置有至少一套所述冗余控制线路，当所述从控制器与所述至少一个可控部件之间的正常控制线路发生故障时，能够利用所述冗余控制线路替换所述正常控制线路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的总线控制系统，其特征在于，所述正常控制线路和/或所述冗余控制线路为总线线路。
6.根据权利要求5所述的总线控制系统，其特征在于，所述正常控制线路为CAN总线，冗余控制线路为RS485总线和/或LIN总线。
7.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的总线控制系统。
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Address before: 410100 Changsha economic and Technological Development Zone, Hunan City, the 31 industrial city

Applicant before: Sanyi Heavy Industry Co., Ltd.

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