为了解决大面积、大跨度超大结构的施工，采用一套基于实时网络的控制系统，通过改变某些硬件和修改软件配置及控制算法，可以适应不同行业、不同类型大型构件的整体安装计算机控制，控制室如图4-27所示。控制系统主要包括实时控制系统硬件模块、实时控制系统软件模块、实时控制网络、泵站电子控制单元（ECU）、传感器控制单元（SCU）。
顶推时，在每个支墩上设有一个分控制器，分控制器的主要作用是采集传感器的反馈数据，接受主控制器的指令驱动液压电磁阀；分控制器通过CAN总线与一套主控制器连接，主控制器实现对整个系统的集中控制，包括顶升、顶推装置的控制，压力数据、位移数据的采集，以及各种故障的报警。
图4-28是步履式顶推施工控制网络的拓扑结构。通过泵站驱动模块和传感器采集模块，以及分控制器、主控制器组成了一个闭环反馈系统，在CAN总线传输协议和介质基础上，可以实时调节各点的顶推位移、角度和载荷。
图4-27 控制室
图4-28 控制网络拓扑结构
1）主控制器硬件组成 主控制器是一个标准的嵌入式工控机平台，处理各种传感器发送过来的信号，经过一定的控制算法和控制策略之后，输出控制信号。其中的硬件模块框图如图4-29所示。
2）分控制器硬件组成 分控制器主要包括两个模块：泵站控制模块和传感器采集模块。
（1）泵站控制模块。泵站控制模块主要包括两个部分：通信模块和电磁阀驱动模块，如图4-30所示。
图4-29 CPU硬件模块框图
图4-30 泵站控制模块框图
通信模块主要接收主机发出的控制指令，进行信息帧的CRC校验，记录通信故障发生率，发送反馈信息帧给主机等；驱动模块主要是将输出的TTL信号转换为电磁阀和比例阀的驱动信号。
其主要特点：关键动作实现硬件与软件双重互锁；泵站通信模块在3 s内收不到主控柜的信号，立刻将所有动作停止；泵站通信模块每2 s自动反馈一个信息帧给主控柜，报告当前通信状态；利用紧急停止模块，可以通过一个按钮将所有泵站停止所有动作。
（2）传感器采集模块。传感器采集模块主要是采集油缸的当前状态信息，实时地反馈给主控系统。油缸当前状态信息主要包括油缸的行程、钢梁底部坡度、油缸的压力。根据传感器设计的硬件电路，可以高精度地采集各种数字量或者模拟量信号。传感器采集模块框图如图4-31所示。
图4-31 传感器采集模块框图
其主要特点：传感器信号放大和转换电路精度高；每10 ms发送一次传感器数据，实时性能好；总线方式传输，抗干扰能力强。
3）通信网络 控制器局域网CAN（Controller Area Network）是由Bosch公司在20世纪80年代初开发的一种串行多主总线通信协议。它具有高传输速率，高抗电磁干扰性，并且能够检测出发生的几乎任何错误。(www.xing528.com)
通信网络采用光电隔离措施，增加了防雷抑制二极管，双冗余通道，确保通信网络可靠。
4）控制策略与模式 在实际的工程中，由于顶推结构特点各不相同，施工工况复杂多变，必须采取合适的控制策略，通过计算机软件灵活的配置功能来实施。根据试验以及工程经验，拟定了多种成熟的控制策略，转化为相应的控制程序固化在主控计算机的存储器中，可以通过软件配置来选择。
钢梁顶推的控制过程中，某些支撑墩上面的纵向垂直力变化较大，因此产生的摩擦力变化也相应较大，故采用“位置同步，载荷跟踪”的控制策略，以各个支墩顶升油缸的支撑力为依据，以顶推油缸的顶推力和位移作为控制参数，实现力和位移（速度）的综合控制，确保各个支撑墩上的顶推力与本支撑墩的摩擦力相平衡，避免支撑墩受到较大的水平载荷。尤其是在油缸起步时，可以严格控制油缸的速度，防止产生较大的加速度。图4-32给出了控制策略框图。
一般的控制系统具有人工手控和自动控制两种操作模式。通过计算机软件配置，可单动，可分组动，可群组动作，操作灵活方便。这样既能实现整个施工精准同步进行，又能对一些异常情况进行人工干预，保证系统能应对各种复杂的工况和突发情况。
5）传感器 通过各种传感器的组合使用，实时检测顶推油缸、支撑顶升油缸、横向调整油缸的状态，保证支撑墩承受的水平载荷在允许范围内，保证钢梁平稳平移。这些传感器主要包括行程传感器、压力传感器和角度传感器。
（1）压力传感器：测量提升油缸的工作压力，反映油缸的提升或下降负载。
（2）油缸行程传感器：用于实时测量提升油缸在0～1 000 m内的行程。
（3）角度传感器：用于实时测量钢梁坡度。
图4-32 控制策略框图
6）电气控制系统主要特点 应用国外高级汽车和航空航天技术中的CAN-BUS总线技术开发的现场实时网络控制系统，相比传统的集中控制系统，这种分散式的实时网络控制系统具有如下优点：
（1）系统简化，各点之间仅3根控制连线，反应速度快。
（2）控制点多，控制点数可达200个。
（3）控制距离远，有线5 000 m，无线10 000 m。
（4）控制精度高，设计精度小于±2 mm。
（5）有线、无线控制方式可选，适应范围广。
（6）控制策略与方式多，位置同步、载荷分配或二者相结合。
（7）传感检测手段齐全，能够检测载荷、位置、角度等。
（8）保护措施多，可靠性高，具有故障检测和报警功能。
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