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1、探究大中型建筑機械模塊集成嵌入式系統摘 要：現如今，隨著我國經濟轉型的逐步深入，建筑行業得到了快速的發展。同時由于計算機技術、信息技術和網絡技術的融合與發展，嵌入式技術得到了廣泛的應用。嵌入式技術在建筑機械中的應用可以提高建筑工程施工的智能化和信息化特性，確保建筑工程高效高質量的實現。因此，典型大中型建筑機械嵌入式系統的設計和實現成為了研究的重點。 關鍵詞：建筑機械；嵌入式系統；集成式1 大中型建筑機械的定義一般根據發動機功率的大小，我們可以將建筑機械分為小型機械、中型機械、大型機械，以及特大型機械等，但是對于不同用途的建筑機械，分類標準又有所不同。例如：裝載機和推土機的分類標準均為發動機功率2、的大小，對于大中型裝載機裝載機，發動機功率需要大于74KW，對于大中型推土機，發動機功率需要大于50KW，而挖掘機劃分標準則是根據鏟斗的容量，大中型挖掘機的鏟斗容量需要大于4m3。由此可以發現，大中型建筑機械的共同特點是發動機功率大、單次完成的工作量大等，并且被廣泛應用在一些任務繁重的工程中，是土建建筑過程中不可獲取的施工機械。2 國內大中型建筑機械技術現狀及發展趨勢從改革開放以來，在國家改革開放政策的正確領導下，我國的大中型建筑機械通過將國外先進技術與自身實際情況結合，并積極進行自我創新，現已經取得了突飛猛進地發展，并且在各項建設中起到了至關重要的作用。值得一提的是機一電一液一體化技術的廣泛3、推廣，令我國建筑機械行業進入了一個新的發展階段。在各種技術、工藝和方法的不斷創新與應用下，我國的建筑機械技術的總體水平已經達到了一個新的高度。現階段，我國大中型建筑機械的技術水平現狀通過以下幾個方面表現出來：2.1 提高操作的精確性和舒適性在“十五”期間，通過合理利用先導比例控制系統，我國工程機械上車操縱系統已經成功完成了由機械操縱系統向先導控制系統的轉變。先導控制系統的主操縱閥為負荷敏感式比例多路換向閥，抗沖擊閥和防氣閥均存在于各聯換向閥中，進口比例式減壓閥應用于先導閥中，主操縱閥的閥芯位移與先導閥輸出壓力成正比關系，因此整個系統的微動性和作業精度較好。并且在負荷敏感閥的作用下，執行元件的運4、動速度不受負載的影響，操的操作難度和工作量得到減少。另外一個優勢就是實現機一電一液邏輯安全控制系統并不復雜。先導系統中的各種安全保護閥可以確保整個系統的可靠性和安全性。2.2 提高產品的智能化現階段，電比例控制器和PLC集成式可編程計算機系統被廣泛應用在國內大中型建筑機械系統中，同時采用常規電氣，實現邏輯控制功能與電比例控制功能。傳統繼電器和比例放大器已被集成式可編程計算機系統取代，集成式可編程計算機系統可對比例信號進行數字調整，計算機來完成復雜的邏輯控制功能，自動控制工程機械，操作起來更加簡單方便，在很大程度上提高了系統的可靠性和工作效率。3 國內大中型建筑機械技術存在的問題現階段，在國內外5、市場的巨大需求和激烈的行業內競爭的帶動下，我國大中型建筑機械正不斷地進行自我創新與完善，技術含量得到了顯著性提高，但是仍然存在不足的方面。第一，缺少核心技術。最近幾年，國內企業雖然將國外先進產品成功移植到自己產品中或者對其先進技術進行了“克隆”，但是其中的核心技術、關鍵零部件缺乏自主研發。特別是大型機械成套設備國自主生產水平較低，主要還是從國外直接引進，或者與國外企業一起合作生產；并且，國外先進企業信息化和智能化水平較高，以電子、信息技術創新為開發的先導，對計算機故障診斷與監控、精確定位與作業、發動機燃料控制和人機工程學等方面進行了大量的研究與開發，提高了產品的科技含量，而我國企業科技化水平較6、低，很難與國外企業相比。第二，工藝手段落后。我國的專用制造工藝大部分采用的是通用工藝，技術較為寬泛和基礎，特別是焊接工藝。焊接工藝的落后是結構件斷裂在大中型挖掘機出現的主要原因，缺乏有效的技術手段。由于技術工藝的通用化，導致結構件的冷加工裝備和檢驗手段無法根據產品的類型不同而做出改變，從而導致產品質量較低。第三，故障分析能力不足。國內企業對液壓系統、結構件和電控系統等方面的故障分析能力存在明顯不足，主要表現在缺少專業技術人員以及合理有效的診斷手段，對于國內科研院所現有人員、手段、資源沒有進行充分合理的利用，沒有清晰的分析方向，還處在理論分析階段，實際操作性不強，效果不明顯。4 大中型建筑機械模7、塊集成嵌入式系統總體技術方案4.1 執行動作與狀態參量分析一般情況下，建筑工程機械是通過機械傳動機構由發動機帶動液壓泵，液壓泵為液壓系統提供可以帶動液壓執行元件驅動工作的壓力油。在進行大中型建筑機械通用型嵌入式監控系統設計的時候，首先需要對監控任務進行明確，由于在大中型建筑機械工作中典型極性具有較強的一般性，對其進行研究和分析能夠很好的代表大中型建筑機械。在對大中型建筑機械模塊嵌入式系統的設計過程中，需要對監控系統的數據監測點和執行控制點進行確定。4.2 大中型建筑機械通用型嵌入式監控點典型大中型建筑機械的工況參數一般有以下幾種信號來體現，信號包括模擬量、數字量、開關量和圖像信息等。而模擬量又8、包括溫度、壓力、速度和位移等參數，速度可分為線速度、角速度等，而位移也包括角位移和線位移兩種。數字量又可以體現為生產數量和設備故障次數等；開關量主要是指對壓力、溫度、速度的極限值進行判斷；圖象信息是指圖象的位置、大小、顏色等信息。綜上所述，在對典型大中型建筑機械嵌入式監控系統進行設計時，需要對上述信號進行充分的分析和監測。大中型建筑機械通用型嵌入式系統采用NI公司的RIO作為核心模塊，同時采用模擬和數字的輸入輸出端口，通過CAN總線網絡進行數據傳輸。此外，還根據人類視覺特征將先進的圖像處理技術用于嵌入式監控系統的實現過程中，實現各種大中型建筑機械的實時監測與控制。5 結語典型大中型建筑機械嵌入9、式系統的設計是根據NI公司開發的可編程自動化控制器PAC為基礎，同時采用LabView作為軟件平臺進行開發。對于典型大中型建筑機械嵌入式系統，采用各種輸入輸出的模塊來對大中型建筑機械工作狀態進行采集和分析，并對采集來的數據進行處理，進而對建筑機械進行控制。此外，通過LabView軟件進行開發可以提高系統的可移植性，便于系統的實現。通過將嵌入式技術應用在建筑機械中，可以大大的提高大中型建筑機械的工作效率，實現建筑工程的自動化和智能化的施工，確保建筑工程高質量高效率的實現。參考文獻1 阮煒，章國寶，葉樺，馬鑄.工程機群的通信與GPS定位裝置的設計與實現J.東南久學學報（自然科學版），2004（S1）.2 江少峰，史亞飛.工程機械現代控制技術的現狀與發展J.廣東交通職業技術學院學報，2002（04）.3 陳進，王進，張永棟.智能化塔式起重機發展現狀研究J.起重運輸機械，2001（11）.