大型起重机工程机械安全监控管理系统信息采集

工程机械一直都是大型项目运行的重中之重，从2016年开始到现在，已经有10年的历史进程。以前可能是因为机械不够发达，ECU控制单元本身就少，很多数据没办法去协助项目的安全监控和管理。

随着一带一路的深入开展，工程机械越来越先进，以及电动化、智能化在工程机械领域的深入，无论是挖掘机、装载机、推土机、压路机、摊铺机、起重机、塔吊、混凝土泵车、搅拌车、旋挖钻机、盾构机、平地机、铣刨机、破碎机、装载机、高空作业车、桩机、铲运机、自卸车等装备，基本都实现了数据化和智能化。我们历经几年，采集了40余款工程机械装备的CAN数据，主要方向是基于大型起重机械安全监控管理系统中CAN总线信息采集技术的应用。

我们也通过分析CAN总线的特性和在起重机监控系统中的优势，在各大港口、工地、矿场以及物流运输及施工地点，实现了大量的数字化的应用。虽然这些年的积累，并没有在这个领域积累什么财富，但是毕竟积累了不少数据。我们长期的研究表明，基于CAN总线的信息采集系统能够有效提升工程机械运行的安全性和可靠性，为设备的智能化管理提供了技术保障。

随着工业自动化水平的不断提高，重型工程中大型起重机、工程机械在现代工程建设中发挥着越来越重要的作用。然而，项目中的起重机、工程机械的高强度作业环境也带来了诸多安全隐患，建立有效的数字信息安全监控管理系统至关重要。CAN总线作为一种成熟的现场总线技术，以其高可靠性、实时性和抗干扰能力，在起重机械安全监控领域得到了广泛应用。

在项目实施中，针对大型起重机、工程机械的作业环境复杂多变的特点，需要实时监测多种参数以确保安全运行。信息采集的主要内容包括：吊臂长度、吊臂角度、跨度、跨距、高度、实际起重量、倾斜角度等载荷参数；新能源工程机械的电机温度、电压、电流等运行状态参数；以及部分控制状态、限位开关等安全装置状态等，这些数据的精确采集是安全监控的基础。

我们的实现方式首先是根据采集到的报文进行定制化的硬件设计，包括方案选型、原理图的设计、元器件选型、硬件的联调设计、信号完整性、电源管理及ECM等。因为硬件需要部署在工程机械各关键部位布置传感器节点，并通过CAN接口模块将采集数据汇总至主控单元，部分节点设计需考虑防尘防水、抗震等工业环境要求。

通信协议部分，我们将按照《工程机械安全技术规程》建立标准化的通信协议，根据不同的工程机械CAN数据情况，分别对应各个不同控制单元信息，具备不同机械刷机即可安装的操作性。主控单元接收的各节点数据需进行实时处理，包括数据校验、滤波、阈值判断等，确保信息的准确性和及时性。

这套大型起重机、工程机械安全监控管理系统信息采集基于CAN总线的信息采集系统具有布线简单、扩展性强、维护方便等优点。随着数字化物联网技术的发展，未来的数字化监控系统将向更智能化方向发展，CAN总线在其中将继续发挥重要作用。通过与其他通信技术的融合（如无线传感器网络），将进一步提升系统的监控能力和适用范围。

但是在实际操作过程中，我们也碰到一些问题，例如安装的专业人员不足，工程机械数据适配的协调困难，不可能实现随叫随到，只能提前预约测试。项目周期相对偏长，另外就是不同品牌、不同吨位、不同年份的工程机械，存在着数据与通信协议不同，对于研发和安装都会造成一定时间消耗。

在客户群中，主要是面向国企、港口、大型工程建设集团，有了数据化的支撑、有了定制化的需求、有了不同的标的，也就有了不同的责任和担当。既能帮助招投标公司提升数字化技术水平，提升竞标力，也能在大型企业中，扩展大型的技术及业务板块，实现企业从工程队到技术队的过渡，从而在竞争中脱颖而出。

CAN总线技术在大型起重机、工程机械安全监控管理系统中具有明显的技术优势，也有不透明的缺点，更有定制化的需求。我们通过建立像汽车OBD2一样的标准化的信息采集体系，能够实现工程机械设备状态的全面监控，为项目的安全运行提供有力保障。随着技术的不断进步，基于CAN总线的监控系统将在所有“一带一路”的智能化进程中扮演更加重要的角色。

审核编辑 黄宇