工程機(jī)械一直都是大型項目運行的重中之重，從2016年開始到現(xiàn)在，已經(jīng)有10年的歷史進(jìn)程。以前可能是因為機(jī)械不夠發(fā)達(dá)，ECU控制單元本身就少，很多數(shù)據(jù)沒辦法去協(xié)助項目的安全監(jiān)控和管理。

隨著一帶一路的深入開展，工程機(jī)械越來越先進(jìn)，以及電動化、智能化在工程機(jī)械領(lǐng)域的深入，無論是挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、攤鋪機(jī)、起重機(jī)、塔吊、混凝土泵車、攪拌車、旋挖鉆機(jī)、盾構(gòu)機(jī)、平地機(jī)、銑刨機(jī)、破碎機(jī)、裝載機(jī)、高空作業(yè)車、樁機(jī)、鏟運機(jī)、自卸車等裝備，基本都實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化和智能化。我們歷經(jīng)幾年，采集了40余款工程機(jī)械裝備的CAN數(shù)據(jù)，主要方向是基于大型起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中CAN總線信息采集技術(shù)的應(yīng)用。

我們也通過分析CAN總線的特性和在起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的優(yōu)勢，在各大港口、工地、礦場以及物流運輸及施工地點，實現(xiàn)了大量的數(shù)字化的應(yīng)用。雖然這些年的積累，并沒有在這個領(lǐng)域積累什么財富，但是畢竟積累了不少數(shù)據(jù)。我們長期的研究表明，基于CAN總線的信息采集系統(tǒng)能夠有效提升工程機(jī)械運行的安全性和可靠性，為設(shè)備的智能化管理提供了技術(shù)保障。

隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，重型工程中大型起重機(jī)、工程機(jī)械在現(xiàn)代工程建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，項目中的起重機(jī)、工程機(jī)械的高強度作業(yè)環(huán)境也帶來了諸多安全隱患，建立有效的數(shù)字信息安全監(jiān)控管理系統(tǒng)至關(guān)重要。CAN總線作為一種成熟的現(xiàn)場總線技術(shù)，以其高可靠性、實時性和抗干擾能力，在起重機(jī)械安全監(jiān)控領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

在項目實施中，針對大型起重機(jī)、工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變的特點，需要實時監(jiān)測多種參數(shù)以確保安全運行。信息采集的主要內(nèi)容包括：吊臂長度、吊臂角度、跨度、跨距、高度、實際起重量、傾斜角度等載荷參數(shù)；新能源工程機(jī)械的電機(jī)溫度、電壓、電流等運行狀態(tài)參數(shù)；以及部分控制狀態(tài)、限位開關(guān)等安全裝置狀態(tài)等，這些數(shù)據(jù)的精確采集是安全監(jiān)控的基礎(chǔ)。

我們的實現(xiàn)方式首先是根據(jù)采集到的報文進(jìn)行定制化的硬件設(shè)計，包括方案選型、原理圖的設(shè)計、元器件選型、硬件的聯(lián)調(diào)設(shè)計、信號完整性、電源管理及ECM等。因為硬件需要部署在工程機(jī)械各關(guān)鍵部位布置傳感器節(jié)點，并通過CAN接口模塊將采集數(shù)據(jù)匯總至主控單元，部分節(jié)點設(shè)計需考慮防塵防水、抗震等工業(yè)環(huán)境要求。

通信協(xié)議部分，我們將按照《工程機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》建立標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議，根據(jù)不同的工程機(jī)械CAN數(shù)據(jù)情況，分別對應(yīng)各個不同控制單元信息，具備不同機(jī)械刷機(jī)即可安裝的操作性。主控單元接收的各節(jié)點數(shù)據(jù)需進(jìn)行實時處理，包括數(shù)據(jù)校驗、濾波、閾值判斷等，確保信息的準(zhǔn)確性和及時性。

這套大型起重機(jī)、工程機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)信息采集基于CAN總線的信息采集系統(tǒng)具有布線簡單、擴(kuò)展性強、維護(hù)方便等優(yōu)點。隨著數(shù)字化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，未來的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)將向更智能化方向發(fā)展，CAN總線在其中將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。通過與其他通信技術(shù)的融合（如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)），將進(jìn)一步提升系統(tǒng)的監(jiān)控能力和適用范圍。

但是在實際操作過程中，我們也碰到一些問題，例如安裝的專業(yè)人員不足，工程機(jī)械數(shù)據(jù)適配的協(xié)調(diào)困難，不可能實現(xiàn)隨叫隨到，只能提前預(yù)約測試。項目周期相對偏長，另外就是不同品牌、不同噸位、不同年份的工程機(jī)械，存在著數(shù)據(jù)與通信協(xié)議不同，對于研發(fā)和安裝都會造成一定時間消耗。

在客戶群中，主要是面向國企、港口、大型工程建設(shè)集團(tuán)，有了數(shù)據(jù)化的支撐、有了定制化的需求、有了不同的標(biāo)的，也就有了不同的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。既能幫助招投標(biāo)公司提升數(shù)字化技術(shù)水平，提升競標(biāo)力，也能在大型企業(yè)中，擴(kuò)展大型的技術(shù)及業(yè)務(wù)板塊，實現(xiàn)企業(yè)從工程隊到技術(shù)隊的過渡，從而在競爭中脫穎而出。

CAN總線技術(shù)在大型起重機(jī)、工程機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，也有不透明的缺點，更有定制化的需求。我們通過建立像汽車OBD2一樣的標(biāo)準(zhǔn)化的信息采集體系，能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備狀態(tài)的全面監(jiān)控，為項目的安全運行提供有力保障。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，基于CAN總線的監(jiān)控系統(tǒng)將在所有“一帶一路”的智能化進(jìn)程中扮演更加重要的角色。

審核編輯 黃宇