CN115361254B - 一种用于塔机三大机构的智能主站通讯方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种用于塔机三大机构的智能主站通讯方法及控制系统。所述方法包括:在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统;在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息;当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略。形成一套执行层分布式控制系统,可独立做出基础动作的协同控制;出现报警后,执行动作更加迅速;控制系统冗余设计,可靠性更高。
Description
技术领域
本申请涉及塔机通讯技术领域,尤其涉及一种用于塔机三大机构的智能主站通讯方法和控制系统。
背景技术
智能塔机总控制系统与三大机构控制系统之间建立通讯,如果出现通讯中断或干扰,智能塔机将处于失控状态,因此智能塔机通讯中可能产生的问题包括:
①通讯传输速度和稳定性问题,如何提高控制指令到达三大执行机构的速度,保证紧急情况下的紧急制动动作完成;
②控制系统的可靠性和安全性问题,在总控系统和专家系统出现异常情况时,如何确保三大执行机构可操控和安全性;
③单台执行机构异常报警时,如何协同三大机构控制系统完成风险规避动作。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提出一种用于塔机三大机构的智能主站通讯方法和控制系统,本申请能够针对性的解决现有的问题。
基于上述目的,本申请提出了一种用于塔机三大机构的智能主站通讯方法,包括:
在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统;
在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息;
当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略。
进一步地,所述在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据,包括:
在塔机的起升、回转、变幅三大机构的极限位置上布置位置传感器;所述极限位置是指起升、回转、变幅三大机构在三维空间中的各个坐标轴上坐标的最大和最小位置;
在塔机启动后,开启所有位置传感器,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线将位置传感器的信号都发送给智能主站的主控系统。
进一步地,所述在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息,包括:
起升机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、变幅机构的位置传感器的信号计算回转机构、变幅机构的速度、位置;
回转机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收起升机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述起升机构、变幅机构的位置传感器的信号计算起升机构、变幅机构的速度、位置;
变幅机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、起升机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、起升机构的位置传感器的信号计算回转机构、起升机构的速度、位置。
进一步地,所述当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略,包括:
所述通讯主站的控制系统将接收到的起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息输入训练好的避险动作策略模型,所述避险动作策略模型为软件定义的神经网络模型;
所述避险动作策略模型根据起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息计算所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度;
根据所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度控制塔机的各个起升机构、回转机构、变幅机构的启动、运行参数和/或关闭。
进一步地,所述训练好的避险动作策略模型通过如下步骤获取:
将预先存储的起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息逐一输入至未训练的避险动作策略模型中,获取所述起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息对应的训练输出值;
获取所述起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息对应的训练输出值与预设输出值的差距,通过减小所述差距获取收敛的避险动作策略模型,并将所述收敛的避险动作策略模型作为所述训练好的避险动作策略模型,其中,所述预设输出值通过回报函数获取。
进一步地,所述避险动作策略模型根据起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息计算所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度,包括:
所述避险动作策略模型包括起升机构模型、回转机构模型、变幅机构模型;
根据所述起升机构模型,计算起升机构工作状态的第一健康度;
根据所述回转机构模型,计算回转机构工作状态的第二健康度;
根据所述变幅机构模型,计算变幅机构工作状态的第三健康度;
所述起升机构模型、所述回转机构模型、所述变幅机构模型为根据起升机构、回转机构、变幅机构的预设物理模型分别结合温度、速度、振动约束条件而获得。
进一步地,所述根据起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度控制塔机的各个起升机构、回转机构、变幅机构的启动、运行参数和/或关闭,包括:
根据所述工作状态健康度为未探知,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构启动;
根据所述工作状态健康度位于健康范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的运行参数不变;
根据所述工作状态健康度位于故障范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的关闭;
根据所述工作状态健康度位于亚健康范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的运行参数按照预设规则调整,并重新计算所述健康度,直至所述健康度位于健康范围。
基于上述目的,本申请还提出了一种用于塔机三大机构的智能主站通讯控制系统,包括:
危险判断模块,用于在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统;
分布式控制模块,用于在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息;
避险策略模块,用于当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略。
总的来说,本申请的优势及给用户带来的体验在于:
①在基于CAN/PROFINET/ETHERCAT总线总控系统的基础上,三大机构控制系统形成一套执行层分布式控制系统,接收和更新总控系统指令,可独立做出基础动作的协同控制;
②三大机构之间可相互通讯,任一台可独立作为执行机构的分布式主站或从站;
③出现报警后,执行动作更加迅速;
④控制系统冗余设计,可靠性更高。
附图说明
在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1示出本申请的系统架构原理示意图。
图2示出根据本申请实施例的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法的流程图。
图3示出根据本申请实施例的用于塔机三大机构的智能主站通讯控制系统的构成图。
图4示出了本申请一实施例所提供的一种电子设备的结构示意图;
图5示出了本申请一实施例所提供的一种存储介质的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1示出本申请的系统架构原理示意图。本申请的实施例中,所述方法包括:在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统;在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息;当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略。形成一套执行层分布式控制系统,可独立做出基础动作的协同控制;出现报警后,执行动作更加迅速;控制系统冗余设计,可靠性更高。
图2示出根据本申请实施例的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法的流程图。如图2所示,该用于塔机三大机构的智能主站通讯方法包括:
步骤101:在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统。
首先,需要在塔机的起升、回转、变幅三大机构的极限位置上布置位置传感器;所述极限位置是指起升、回转、变幅三大机构在三维空间中的各个坐标轴上坐标的最大和最小位置;
在塔机启动后,开启所有位置传感器,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线将位置传感器的信号都发送给智能主站的主控系统。
步骤102:在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息;
具体的,如图1所示,起升机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、变幅机构的位置传感器的信号计算回转机构、变幅机构的速度、位置;
如图1所示,回转机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收起升机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述起升机构、变幅机构的位置传感器的信号计算起升机构、变幅机构的速度、位置;
如图1所示,变幅机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、起升机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、起升机构的位置传感器的信号计算回转机构、起升机构的速度、位置。
步骤103:当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略,包括:
所述通讯主站的控制系统将接收到的起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息输入训练好的避险动作策略模型,所述避险动作策略模型为软件定义的神经网络模型;
所述避险动作策略模型根据起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息计算所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度;
根据所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度控制塔机的各个起升机构、回转机构、变幅机构的启动、运行参数和/或关闭。
进一步地,所述训练好的避险动作策略模型通过如下步骤获取:
将预先存储的起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息逐一输入至未训练的避险动作策略模型中,获取所述起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息对应的训练输出值;
获取所述起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息对应的训练输出值与预设输出值的差距,通过减小所述差距获取收敛的避险动作策略模型,并将所述收敛的避险动作策略模型作为所述训练好的避险动作策略模型,其中,所述预设输出值通过回报函数获取。
进一步地,所述避险动作策略模型根据起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息计算所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度,包括:
所述避险动作策略模型包括起升机构模型、回转机构模型、变幅机构模型;首先,需要建立所述起升机构模型、回转机构模型、变幅机构模型;起升机构模型、回转机构模型、变幅机构模型是根据起升机构模型、回转机构模型、变幅机构的物理构件组成、工作时的电学、热力学、运动学等原理而构建,属于本领域已经较为公知的基础物理学原理和模型模拟,在此不再赘述。
根据所述起升机构模型,计算起升机构工作状态的第一健康度;
根据所述回转机构模型,计算回转机构工作状态的第二健康度;
根据所述变幅机构模型,计算变幅机构工作状态的第三健康度;
所述起升机构模型、所述回转机构模型、所述变幅机构模型为根据起升机构、回转机构、变幅机构的预设物理模型分别结合温度、速度、振动约束条件而获得。
进一步地,所述根据起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度控制塔机的各个起升机构、回转机构、变幅机构的启动、运行参数和/或关闭,包括:
根据所述工作状态健康度为未探知,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构启动;
根据所述工作状态健康度位于健康范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的运行参数不变;
根据所述工作状态健康度位于故障范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的关闭;
根据所述工作状态健康度位于亚健康范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的运行参数按照预设规则调整,并重新计算所述健康度,直至所述健康度位于健康范围。
例如,当起升机构出现故障并报警后,根据预设的规则,将回转和变幅机构的速度按照故障的类型,根据预设比例降速。如果起升机构的故障属于轻微故障并很快能够通过软件或者人为调整硬件参数即可克服,那么回转机构、变幅机构的速度可以以小比例降速,待起升机构的故障克服后重新恢复至原有速度。如果起升机构的故障属于较大故障并需要较长时间才能够通过软件或者人为调整硬件参数克服,那么回转机构、变幅机构的速度可以以大比例降速直至零,待起升机构的故障克服后重新恢复至原有速度。根据上面的描述,通过大量历史数据的训练神经网络模型,能够根据客观发生的海量历史数据及其处理方式,快速、准确、客观的对故障进行相应的避险策略调整。
本申请实现在基于CAN/PROFINET/ETHERCAT总线总控系统的基础上,三大机构控制系统形成一套执行层分布式控制系统,接收和更新总控系统指令,可独立做出基础动作的协同控制;三大机构之间可相互通讯,任一台可独立作为执行机构的分布式主站或从站;出现报警后,执行动作更加迅速;控制系统冗余设计,可靠性更高。
申请实施例提供了一种用于塔机三大机构的智能主站通讯控制系统,该系统用于执行上述实施例所述的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法,如图3所示,该系统包括:
危险判断模块501,用于在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统;
分布式控制模块502,用于在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息;
避险策略模块503,用于当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略。
本申请的上述实施例提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯控制系统与本申请实施例提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法对应的电子设备,以执行上用于塔机三大机构的智能主站通讯方法。本申请实施例不做限定。
请参考图4,其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种电子设备的示意图。如图4所示,所述电子设备20包括:处理器200,存储器201,总线202和通信接口203,所述处理器200、通信接口203和存储器201通过总线202连接;所述存储器201中存储有可在所述处理器200上运行的计算机程序,所述处理器200运行所述计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法。
其中,存储器201可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口203(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线202可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中,存储器201用于存储程序,所述处理器200在接收到执行指令后,执行所述程序,前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述用于塔机三大机构的智能主站通讯方法可以应用于处理器200中,或者由处理器200实现。
处理器200可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器200中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器200可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器201,处理器200读取存储器201中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法出于相同的发明构思,具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法对应的计算机可读存储介质,请参考图5,其示出的计算机可读存储介质为光盘30,其上存储有计算机程序(即程序产品),所述计算机程序在被处理器运行时,会执行前述任意实施方式所提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法。
需要说明的是,所述计算机可读存储介质的例子还可以包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质,在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的用于塔机三大机构的智能主站通讯方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是:
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备有固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述,构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外,本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
类似地,应当理解,为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本申请的示例性实施例的描述中,本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现,或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现,或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解,可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如,计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上,或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到,或者在载体信号上提供,或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中,这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到其各种变化或替换,这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于塔机三大机构的智能主站通讯方法,其特征在于,包括:
在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统;
在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息,包括:起升机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、变幅机构的位置传感器的信号计算回转机构、变幅机构的速度、位置;回转机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收起升机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述起升机构、变幅机构的位置传感器的信号计算起升机构、变幅机构的速度、位置;变幅机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、起升机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、起升机构的位置传感器的信号计算回转机构、起升机构的速度、位置;三大机构控制系统形成一套执行层分布式控制系统,接收和更新总控系统指令,独立做出基础动作的协同控制;三大机构之间相互通讯,任一台独立作为执行机构的分布式主站或从站;
当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据,包括:
在塔机的起升、回转、变幅三大机构的极限位置上布置位置传感器;所述极限位置是指起升、回转、变幅三大机构在三维空间中的各个坐标轴上坐标的最大和最小位置;
在塔机启动后,开启所有位置传感器,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线将位置传感器的信号都发送给智能主站的主控系统。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略,包括:
所述分布式主站的控制系统将接收到的起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息输入训练好的避险动作策略模型,所述避险动作策略模型为软件定义的神经网络模型;
所述避险动作策略模型根据起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息计算所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度;
根据所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度控制塔机的各个起升机构、回转机构、变幅机构的启动、运行参数和/或关闭。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述训练好的避险动作策略模型通过如下步骤获取:
将预先存储的起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息逐一输入至未训练的避险动作策略模型中,获取所述起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息对应的训练输出值;
获取所述起升机构、回转机构、变幅机构的历史速度、历史位置信息对应的训练输出值与预设输出值的差距,通过减小所述差距获取收敛的避险动作策略模型,并将所述收敛的避险动作策略模型作为所述训练好的避险动作策略模型,其中,所述预设输出值通过回报函数获取。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述避险动作策略模型根据起升机构、回转机构、变幅机构的速度、位置信息计算所述起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度,包括:
所述避险动作策略模型包括起升机构模型、回转机构模型、变幅机构模型;
根据所述起升机构模型,计算起升机构工作状态的第一健康度;
根据所述回转机构模型,计算回转机构工作状态的第二健康度;
根据所述变幅机构模型,计算变幅机构工作状态的第三健康度;
所述起升机构模型、所述回转机构模型、所述变幅机构模型为根据起升机构、回转机构、变幅机构的预设物理模型分别结合温度、速度、振动约束条件而获得。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
所述根据起升机构、回转机构、变幅机构的工作状态健康度控制塔机的各个起升机构、回转机构、变幅机构的启动、运行参数和/或关闭,包括:
根据所述工作状态健康度为未探知,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构启动;
根据所述工作状态健康度位于健康范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的运行参数不变;
根据所述工作状态健康度位于故障范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的关闭;
根据所述工作状态健康度位于亚健康范围,控制塔机的起升机构、回转机构、变幅机构的运行参数按照预设规则调整,并重新计算所述健康度,直至所述健康度位于健康范围。
7.一种用于塔机三大机构的智能主站通讯控制系统,其特征在于,包括:
危险判断模块,用于在塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统之间建立通讯机制,通过智能主站的主控系统下发极限位置坐标,作为危险判据;其中,所述塔机的起升、回转、变幅三大机构控制系统均连接CAN/PROFINET/ETHERCAT总线,并通过CAN/PROFINET/ETHERCAT总线连接所述主控系统;
分布式控制模块,用于在塔机启动后,执行分布式控制模式,三大机构中任一台执行机构的控制系统计算其余两台机构速度、位置,作为闭环反馈信息,包括:起升机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、变幅机构的位置传感器的信号计算回转机构、变幅机构的速度、位置;回转机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收起升机构、变幅机构的位置传感器的信号,并根据所述起升机构、变幅机构的位置传感器的信号计算起升机构、变幅机构的速度、位置;变幅机构的控制系统通过所述CAN/PROFINET/ETHERCAT总线接收回转机构、起升机构的位置传感器的信号,并根据所述回转机构、起升机构的位置传感器的信号计算回转机构、起升机构的速度、位置;三大机构控制系统形成一套执行层分布式控制系统,接收和更新总控系统指令,独立做出基础动作的协同控制;三大机构之间相互通讯,任一台独立作为执行机构的分布式主站或从站;
避险策略模块,用于当其中一台出现报警时,以当前位置三大机构运行状态为依据,综合判断三大执行机构的避险动作策略。
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器运行所述计算机程序以实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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