课题来源于近年来的工程运用需求。近年来大型液压控制系统的应用逐渐增多,如大型液压滑移系统,大型液压提升/顶升系统等,其各个控制点相互存在制约关系。控制系统趋于智能化,网络化,精度、可靠性和安全性要求高,人际交互要求增强。但由于施工环境恶劣,某些干扰因素会造成系统的不稳定,可能会造成一些原本在正常环境下可靠运行的系统在施工环境下出现故障,存在安全隐患。 本文以基于单片微机的大型液压控制系统为对象,基于模块化和网络化设计,进行了相关的理论及设计方法研究。 基于模块化设计的理念,控制器采用了基于RAM共享的多CPU系统结构,每个模块完成各自相应的功能,通过外部总线对共享RAM读写完成各个模块间的通讯。论文提出了基于多种通信协议的网络化结构,各个模块采用ANYBUS通信,可方便进行RS485、USB、CAN等通信,增强了系统扩展性。论文对RAM扩展、RAM共享与竞争及数据存储结构进行了研究,且对扩展后电路进行了基于PSPICE的传输延时仿真。通过对静态总线扩展的研究,扩展了系统输入输出端口,提高了传输距离,增强了传输可靠性。 论文分析了大型液压控制系统电源、输入输出通道、微机系统、通信系统的特征,从硬件、软件方面进行了可靠性研究。论文对电源部分进行了基于EMC的反激式开关电源的设计；论文对数字量、模拟量信号输入输出进行了抗扰性设计；论文从系统时钟和复位电路、总线、接地、死机预防四个方面对微机部分进行了研究并给出改善方案；论文对采用RS485、CAN总线的通讯系统进行了抗扰性设计。 论文研究了基于PC机的人机控制界面,采用Delphi软件进行上位机监控系统开发,综合了数据库技术、串行通信技术、故障诊断技术,并对其中几个关键功能的实现进行了详细说明。最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。 本文的研究成果已经成功应用在振华港机岸桥链板提升系统中,于2007年3月首次在美国新泽西港应用。