移動機器人因為存在良好的機動性跟靈活性而備受青眼正在許多場所投入實際使用如核工業檢測消防、火場檢測有毒、易燃、易爆氣體場合探測采礦、星球探測及無人戰場等。為了順應分歧情況下的使用移動機器人控制系統的硬件跟軟件結構也沒有不異。本文波及到的移動機器人是使用正在防爆體系中控制系統要求下穩定性、可靠性跟實時性采取西門子的S7-200系列的PLC作為控制器對其停止節制是一種既經濟又能充足知足計劃要求的無效方式。
1移動機器人控制系統的硬件計劃
1.1控制系統構成及PLC節制原理
湖北省食品分揀機器人普通的控制系統采取工控機節制全部體系的事情工控機事情靠得住、節制精確、使用方便。防爆機器人普通事情正在室外情況跟田野情況事情環境惡劣。作為移動機器人全部控制系統要求盡量輕巧這時候若采取工控機則全部體系不敷便利、靈巧。PLC存在優越的穩定性、布局輕便采取兩個PLC作為上、下位機則體系輕便靈巧。依據操縱跟節制要求控制系統選用西門子公司的S7-200系列的PLC該PLC可以知足多種多樣的自動化節制須要。因為存在松散的計劃、優越的擴展性、昂貴的價錢和壯大功用的指令使得全部控制系統的性價比大大提高操縱也簡單易行;同時體系的可靠性、穩定性跟節制的準確性也失掉了保障?？刂葡到y布局如圖1所示。
垃圾分揀機器人圖片此防爆機器人的控制系統次要由上、下位機兩部門構成。上位機PLC(CPU224)用于全部體系的啟停節制節制臺上為一系列節制按鈕控制臺將愿望的機器人的舉措傳到上位機的PLC跟上位I擴展模塊(EM221)里操縱桿將電位器的地位經由過程PLC的擴展A/D模塊(EM231)將模擬量轉化為數字量經由過程上位PLC跟下位PLC(CPU224)的通信將這些數據傳輸到下位PLC。同時上位機吸收來自下位機的溫度、地位、角度等形態信息。為了將這些數據顯現選用性價比較下的數碼管與上位PLC停止響應的毗鄰然后將這些數據精確天顯現出來。防爆機器人機體上的攝像頭將機器人事情現場的畫面傳遞到控制臺的顯示器上正在顯示器上及時反應機器人的事情形態便于操作者依據實際環境節制排爆機器人的舉措。
下位機的PLC一方面吸收上位機傳過來的指令并跟O擴展模塊(EM222)一路經由過程繼電器組對直流電機驅動器停止節制而對響應的直流電機舉措停止節制實現操作者愿望的機器人的舉措;另一方面從事情現場收羅到溫度、地位、角度等模擬信號經由過程模擬量擴展模塊(EM231)將其模擬量轉換為數字量。經由過程與上位機PLC的通信將這些數據傳遞到上位PLC上。
1.2數據信號傳輸前言
數據信號傳輸前言多用光纜跟電纜光纜傳輸容量年夜傳輸距離少抗電磁干擾能力強可是對裝置技巧要求下而且價錢絕對高貴。電纜作為旌旗燈號傳輸前言價格便宜裝置便利數據傳輸精確、快捷可是有線通信有許多局限性例如全部體系因為電纜的存在而不敷靈巧。
正在實際利用進程中為了辦理有線通信的局限性采取無線數傳模塊停止數據信號的傳輸。無線數傳模塊體積小、使用方便可是數據傳輸的誤碼率比力下易受電磁干擾。這里采取的TDX-1000無線通信模塊包羅無線吸收、發射、FSK調制方法并采取前向糾錯信道編碼技巧進步了數據抗突發滋擾跟隨機滋擾的才能。接口方式是5VTTL電平兼容接口無線通信模塊是半雙工的支/收的切換經由過程收發節制信號線實現。
2軟件系統的計劃
2.1控制系統節制流程
控制系統的節制流程如圖2所示。
體系的節制進程為:用戶將愿望的機器人的舉措作為指令輸入到控制面板上PLC對這些指令停止處置懲罰轉換為數據發送到下位PLC上;下位PLC吸收到上位PLC的數據后將這些數據轉換為節制旌旗燈號節制機械人體上的直流電機實現響應的機器人舉措。與此同時下位機收羅由傳感器發來的現場旌旗燈號并停止處置懲罰從而轉換成數據傳遞到上位機上;上位機吸收下位機發來的現場的數據經由過程數碼管將這些數據顯現出來。
2.2數據傳輸格局
S7-200系列產品的通訊形式有兩種:一種是點對點通信和談用于S7-200與其編程器或西門子公司的人-機接口產物之間的通信;另一種是對用戶完整開放的自由心形式用戶依據實際體系的使用要求自行劃定通信和談。本體系是兩個PLC之間停止通信利用自由心通信和談。上、下位機PLC之間的通信數據傳輸的波特率為9600bps偶校驗數據的格局是1位肇端位、8位數據位、1位FCS校驗位、1位終止位。數據格式如圖3所示。
2.3控制系統的程序流程
依據移動機器人事情的要求肯定機器人各個機電事情的彼此關聯畫出順序流程圖再由PLC的輸入輸出的邏輯關系編寫梯形圖。其上、下位機的順序流程圖如圖4(a)、(b)所示。限于篇幅各子程序的流程圖本文不再給出。
自動分揀機器人多少錢一臺2.4進步無線通信可靠性的方式
體系采取無線通信借波及到許多問題包羅:(1)無線通訊的收發切換問題;(2)無線收發模塊易受電磁干擾數據傳輸時誤碼率比力下。
采取以下幾種方式對發生的問題停止辦理。第一:對于收發切換惹起的耽誤。正在半雙工通信中波特率必然的前提下體系的相應工夫次要在于PLC的最大指令履行輪回工夫跟無線收發模塊的收發切換工夫。PLC的最大指令履行輪回工夫由PLC的軟件系統布局決意正在停止編程的時間充分考慮這些因素停止編程。第二:對于數據傳輸的穩定性跟準確性。為了保障數據傳輸的穩定性跟準確性采用了幾種方式。(1)對發送去的每一組數據搜檢肇端字節跟完畢字節采取偶校驗;(2)采取工程上的輪回冗余校驗(CRC)這類方式是對發送的數據按字節停止異或運算將失掉的成果作為FCS校驗碼同要發送的數據一路發送到下位機下位機將收到的數據停止一樣的運算將成果與FCS比力去肯定收到的數據是不是精確;(3)另外正在收發切換與數據發送之間拔出必然的延時延時工夫大于無線收發模塊的收發切換工夫容易保障數據傳輸的穩定性。試驗證實以上方式大大提高了通信體系的可靠性降低了誤碼率削減潛伏的毛病。
本體系采取兩個PLC離別作為上、下位機停止移動機器人的節制可使全部體系的機能不變容易操縱保護便利性價比下。本體系曾經勝利使用于防爆機器人上正在實際的使用中受到好評。
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