一、功能概述
雙提梁機并用（上層）控制系統(tǒng)是為解決雙提梁機共同使用時的同步問題而設(shè)計開發(fā)。要求能夠滿足雙提梁機并用時的速度同步、位置同步和工作同步。該上層控制系統(tǒng)根據(jù)其技術(shù)實現(xiàn)的方法又可成為“雙機無線通訊GPS定位控制系統(tǒng)”。
輪胎式提梁機是為滿足鋪架工程提運大型梁箱需求而開發(fā)設(shè)計的機電一體化產(chǎn)品，單臺提梁機可提運900T箱梁，重載時行駛速度可達17m/min，空載時行駛速度可達35m/ min；具有高速、可靠、靈活的特點。
為滿足提運千噸級箱梁或其它重物的需求，單臺提梁機提升能力不足，需并用兩臺提梁機聯(lián)合工作提運箱梁。
雙提梁機并用控制系統(tǒng)正是為滿足雙機并用時的速度、作業(yè)、轉(zhuǎn)向同步而設(shè)計開發(fā)的電控系統(tǒng)。雙機無線通訊GPS定位控制系統(tǒng)做為整個控制系統(tǒng)的上層部分主要完成對雙車距離偏差、平行偏差的檢測，并協(xié)調(diào)地層控制系統(tǒng)完成雙機的速度、工作并行控制；同時該系統(tǒng)使用無線通訊鏈路做為雙機間控制信息的數(shù)據(jù)通道，以解決長距離無法布線的問題，該無線通訊鏈路要求高速、實時、可靠。
1）基于GPS/RTK定位無線通訊的并用控制系統(tǒng)
系統(tǒng)的工作原理描述如下：
兩輛提梁機分別做為整個系統(tǒng)的主車和從車。提運梁工作時駕駛員通過主車中電控系統(tǒng)控制兩輛車的并行工作，所有控制指令從主車發(fā)出，從車所需的控制指令由主車車載計算機解算后通過無線數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送至從車車載計算機，再通過CAN控制器發(fā)送至從車車電系統(tǒng)控制從車的行走、提升、轉(zhuǎn)向。當(dāng)提梁機返回時兩輛提梁機獨立工作，分別由各自駕駛員操作控制。
兩輛提梁機有相同的車電系統(tǒng)、GPS定位無線通信系統(tǒng)和控制軟件，通過開關(guān)選擇當(dāng)前車輛的工作模式為“單車”和“雙車遙控”。當(dāng)選擇“單車”模式時，僅車電系統(tǒng)工作，駕駛員可獨立控制提梁機的運行，為最簡單模式，此時“GPS定位無線通信系統(tǒng)”不工作或僅僅顯示當(dāng)前提梁機的位姿。“雙車遙控”用于兩提梁機并用時的需要，以下就詳細控制方案和方法進行論述：
當(dāng)兩輛提梁機并用時兩機為主從操作模式，必須設(shè)定“主車”和“從車”，規(guī)定前進方向上頭車為“主車”，后車為“從車”，由于所有控制指令由主車發(fā)出，這樣便于駕駛員觀察道路情況和工作情況；實際控制中“主車”“從車”一旦設(shè)定無法再更改選擇。
“主車”中駕駛員首先根據(jù)當(dāng)前工作需求選擇工作模式（升降、行走或者轉(zhuǎn)彎），然后設(shè)定指令量大小（指令車速、轉(zhuǎn)向模式及指令轉(zhuǎn)向角、升降速度指令）并開始運行；主車通過“無線數(shù)據(jù)鏈路”向從車發(fā)出相同控制指令，控制從車與主車并行工作；
“從車”接收主車來的操縱指令（車速、轉(zhuǎn)向模式及轉(zhuǎn)向角、升降速度指令）控制自身工作的同時，向主車發(fā)送從車的“GPS定位”位姿信息和升降高度信息；
該工作模式下，系統(tǒng)所需硬件為：
GPS接收機及天線、數(shù)傳電臺及天線、車載計算機、穩(wěn)壓電源模塊；基準(zhǔn)站由GPS天線、GPS接收機、數(shù)傳電臺、電源模塊等組成。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：
2）基于人工對講監(jiān)視無線通訊的并用控制系統(tǒng)
在此工作模式下，地面監(jiān)測人員通過對講機向駕駛員報告兩提梁機運行狀況，由司機確定兩個車如何操縱，具體通過設(shè)定指令值送到從車，主車指令為設(shè)定指令與協(xié)調(diào)指令之和，指令的大小通過旋鈕調(diào)節(jié)。兩車之間通過無線數(shù)據(jù)鏈路傳輸檢測信號和控制指令。
此時，車載計算機僅實時顯示兩提梁機位姿，不進行協(xié)調(diào)控制算法的解算，不參與車電控制。
3）基于人工對講無線通訊的并用控制系統(tǒng)
在此工作模式下，地面監(jiān)測人員通過對講機向駕駛員報告兩提梁機運行狀況，由司機確定兩個車如何操縱，具體通過設(shè)定指令值送到從車，主車指令為設(shè)定指令與協(xié)調(diào)指令之和，指令的大小通過旋鈕調(diào)節(jié)。兩車之間通過無線數(shù)據(jù)鏈路傳輸檢測信號和控制指令。
此時，車載計算機不工作，地面監(jiān)測人員與駕駛員需要良好的協(xié)調(diào)和溝通，以保證提梁機的正常工作。
二、硬件選型
此方案的主要硬件為：
◆ GPS/STK 4個，基準(zhǔn)GPS1個，數(shù)傳電臺5個；
◆ 嵌入式TPC105TD-CAN人機界面2臺負責(zé)GPS軟件運行、接收電臺數(shù)據(jù)和與車載微電系統(tǒng)通信；
◆ 無線通信單元2個（電臺與計算機的通信接口），分別設(shè)在主車和從車；
◆ 232-CAN卡2塊，負責(zé)車載微電系統(tǒng)與計算機的通信。
