CN103809501A - 一种搬运天车控制系统 - Google Patents

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刘一恒
徐方
曲道奎
李学威
褚明杰
陈睿
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Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

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Abstract

本发明属于自动化运行控制技术领域，提供了一种搬运天车控制系统，所述控制系统包括PC104板、通信转接板、I/O板和运动轴模拟量控制位控板；通过CAN总线连接所述I/O板、所述运动轴模拟量控制位控板和所述通信转接板；所述通信转接板整合通信功能和接口。该控制系统在提高运算速度的基础上，有效地减小了体积，节省了成本，且支持多种通信协议。

Description

一种搬运天车控制系统
技术领域
本发明涉及自动化运行控制技术领域，尤其涉及一种搬运天车控制系统。
背景技术
现有的液晶面板工厂的洁净搬运天车控制系统主要为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），其缺点是：体积大、重量重、各类通信协议扩展不方便、无法做高级算法运算。洁净搬运天车的控制系统要求实时性好、可编程能力强，所以通常选用中型PLC作为控制系统。中型PLC由电源模块、CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块、位控模块、通信模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块组成，各模块之间需要通过PLC专用背板进行直列安装。通常所有模块加起来的尺寸可以达到360毫米×100毫米×150毫米（长×宽×高），非常占空间。中型PLC通常支持的编程语言为梯形图、结构化文本、语句表、流程图和功能块图等。就编程灵活性而言，结构化文本和标准C语言较接近，灵活性最高，实现基本的逻辑控制和简单的算法比较容易，但是如果要实现复杂的算法就比较困难，而且编码的复杂度也很高。中型PLC与其他系统进行通信时需要进行通信模块扩展，比如以太网、串口都需要另外增加相应的通信模块来实现对相应的通信协议的支持。这对于整个控制系统而言，体积和成本又有很大的增加。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种搬运天车控制系统，所述控制系统包括PC104板、通信转接板、I/O板和运动轴模拟量控制位控板；通过CAN总线连接所述I/O板、所述运动轴模拟量控制位控板和所述通信转接板；所述通信转接板整合通信功能和接口。
优选地，所述通信转接板连接所述I/O板和所述运动轴模拟量控制位控板。
优选地，所述控制系统包括至少一块运动轴模拟量控制位控板，所述运动轴模拟量控制位控板的个数根据轴数增加而进行扩展；当所述运动轴数为二轴时，所述控制系统包括两块运动轴模拟量控制位控板。
优选地，所述I/O板和所述运动轴模拟量控制位控板与PC104板的104总线桥接。
优选地，在所述PC104板上运行嵌入式Linux操作系统。
优选地，所述控制系统为液晶面板行业洁净搬运天车控制系统、汽车行业单轨搬运天车控制系统或者半导体行业晶圆搬运的天井式搬运车控制系统。
本发明的有益效果是：该控制系统在提高运算速度的基础上，有效地减小了体积，节省了成本，且支持多种通信协议。
附图说明
图1为本发明实施例提供的洁净搬运天车控制系统结构框图；
图2为本发明实施例提供的该控制系统在洁净搬运天车系统中的应用示意图。
附图中的标记说明：
1、嵌入式PC104板，
2、通信转接板，
3、I/O板，
4、二轴模拟量控制位控板a，
5、二轴模拟量控制位控板b。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例是在现有的液晶面板工厂中的空中洁净搬运车的机械构型和功能需求的基础上设计的一款针对空中搬运车的控制系统，该控制系统在提高运算速度的基础上，有效地减小了体积，节省了成本，且支持多种通信协议。下面结合附图进行说明。
如图1所示，一种洁净搬运天车控制系统，包括嵌入式PC104板1、通信转接板2、I/O板3、二轴模拟量控制位控板a4、二轴模拟量控制位控板b5和伺服驱动器、传感器（图中未示出）等。图2为图1所示的控制系统在洁净搬运天车系统中的应用示意图。
本实施例的洁净搬运天车控制系统利用嵌入式PC104板1、通信转接板2、I/O板3、二轴模拟量控制位控板a4和二轴模拟量控制位控板b5组成整套控制系统，通过CAN总线连接I/O板3、二轴模拟量控制位控板a4、二轴模拟量控制位控板b5和通信转接板2。在嵌入式PC104板1上运行嵌入式Linux操作系统，在嵌入式Linux环境下开发适用于天车的控制软件。通信转接板2的作用是连接I/O板3、二轴模拟量控制位控板a4和二轴模拟量控制位控板b5。把I/O板3、二轴模拟量控制位控板a4和二轴模拟量控制位控板b5与嵌入式PC104板1的104总线进行桥接，从而使这几块板组成一整套控制系统，该控制系统具有位置控制、数字量输入检测、数字量输出控制、串行通信、以太网通信等功能。
本发明实施例由于使用嵌入式PC104板1、通信转接板2、I/O板3、二轴模拟量控制位控板a4和二轴模拟量控制位控板b5组合成整套控制系统，相对于中型PLC，这样的设计极大的减小了整个控制系统的体积。此外，把各类通信功能和接口（如位置控制、数字量输入检测、数字量输出控制、串行通信、以太网通信等）整合到一块通信转接板2上，解决了天车上各类通信协议较多的问题，不需要像中型PLC通过增加通信模块来扩展通信，既节省了成本又减小了体积。通过二轴模拟量控制位控板取代中型PLC的位控模块，在保证控制性能的同时又减小了体积，在扩展性能上与中型PLC一样，可以根据轴数增加而进行扩展。本实施例是以二轴为例，所以运动轴模拟量控制位控板设有两块。
本发明除可用于上述实施例的液晶面板工厂搬运天车外，还可用于汽车行业EMS（单轨搬运天车系统）上和半导体行业晶圆搬运的天井式搬运车（Overhead Hoist Transporter，OHT）的控制系统上。在不同行业的应用不同，只需要根据负载的大小选择相应的大功率伺服驱动器或者小功率伺服驱动器即可，操作简单方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种搬运天车控制系统，其特征在于：所述控制系统包括PC104板、通信转接板、I/O板和运动轴模拟量控制位控板；通过CAN总线连接所述I/O板、所述运动轴模拟量控制位控板和所述通信转接板；所述通信转接板整合通信功能和接口。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述通信转接板连接所述I/O板和所述运动轴模拟量控制位控板。
3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括至少一块运动轴模拟量控制位控板，所述运动轴模拟量控制位控板的个数根据轴数增加而进行扩展；当所述运动轴数为二轴时，所述控制系统包括两块运动轴模拟量控制位控板。
4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述I/O板和所述运动轴模拟量控制位控板与PC104板的104总线桥接。
5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：在所述PC104板上运行嵌入式Linux操作系统。
6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述控制系统为液晶面板行业洁净搬运天车控制系统、汽车行业单轨搬运天车控制系统或者半导体行业晶圆搬运的天井式搬运车控制系统。
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