CN108363322B - 工程机械控制模块、工程机械控制系统及方法 - Google Patents

工程机械控制模块、工程机械控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种工程机械控制模块、工程机械控制系统及方法，该工程机械控制模块包括无线遥控接收机和工业控制器，无线遥控接收机包括无线模块、第一控制单元、第一CAN接口和第一输出接口，第一控制单元分别与无线模块、第一CAN接口和第一输出接口连接；工业控制器包括输入接口、第二CAN接口、第二控制单元和第二输出接口，第一CAN接口与第二CAN接口连接。本发明利用普通无线遥控接收机和工业控制器，可将无线遥控发射机发送指令、无线遥控器接收机的输出接口与工业控制器的输入、输出接口组建成一个联通共用网络，扩展了整个控制系统输入输出口数量，而且可通过不同的输出接口控制不同的被控对象，十分方便。

Description

工程机械控制模块、工程机械控制系统及方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种工程机械控制模块、工程机械控制系统及方法。
背景技术
无线遥控器在工程机械领域已经大批量使用，目前市面常见的分为三种类型的无线遥控器：
第一种无线遥控器发射机的操作指令通过无线电发送短波信号给无线遥控接收机，接收机收到指令信号后直接解析通过I/O输出模块输出直接控制被控对象。
第二种无线遥控器发射机的操作指令通过无线电发送短波信号给无线遥控接收机，接收机收到指令信号后直接解析通过CAN总线网络发送给工业控制系统，由工业控制系统的I/O模块控制被控对象。
第三种无线遥控器发射机的操作指令通过无线电发送短波信号给无线遥控接收机，接收机收到指令信号后直接解析通过I/O输出模块输出直接控制被控对象，同时也将指令信号发生给工业控制器，但不接收工业控制器的控制信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种可扩展输入输出口数量、便于控制被控对象的工程机械控制模块、工程机械控制系统及方法。
本发明实施例提供一种工程机械控制模块，包括无线遥控接收机和工业控制器，所述无线遥控接收机包括无线模块、第一控制单元、第一CAN接口和第一输出接口，所述无线模块用于接收无线遥控发射机发射的无线电信号，所述第一控制单元分别与所述无线模块、所述第一CAN接口和所述第一输出接口连接，所述第一输出接口连接第一被控对象以向第一被控对象发送控制信号；所述工业控制器包括输入接口、第二CAN接口、第二控制单元和第二输出接口，所述第二输出接口连接第二被控对象以向第二被控对象发送控制信号，所述第一CAN接口与所述第二CAN接口连接。
进一步地，所述第一控制单元用于接收无线遥控发射机传输给所述无线模块的控制指令，并传输给所述第一输出接口，以控制第一被控对象；或者传输给所述第一CAN接口，再通过所述第二CAN接口传输给所述第二控制单元，经由所述第二控制单元进行处理和逻辑判断后，传输给所述第二输出接口，以控制第二被控对象；或者传输给所述第一CAN接口，再通过所述第二CAN接口传输给所述第二控制单元，所述第二控制单元对控制指令进行处理和逻辑判断，根据逻辑判断的结果判定将控制指令传输给所述第二CAN接口或所述第二输出接口，当传输给所述第二CAN接口后通过所述第二CAN接口和所述第一CAN接口传输给所述第一控制单元，再传输给所述第一输出接口，以控制第一被控对象，当传输给所述第二输出接口后，控制所述第二被控对象；
所述第二控制单元用于接收所述输入模块传输给所述输入接口的控制指令，并传输给所述第二输出接口，以控制第二被控对象；或者传输给所述第二CAN接口，再通过所述第一CAN接口传输给所述第一控制单元，并传输给所述第一输出接口，以控制第一被控对象；所述第二控制单元还用于接收被测对象传输给所述输入接口的输入信息，并根据该输入信息对控制指令进行处理和逻辑判断。
一种工程机械控制系统，包括无线遥控发射机、上述工程机械控制模块、第一被控对象和第二被控对象，所述无线遥控发射机与所述无线模块连接，所述第一被控对象与所述第一输出接口连接，所述第二被控对象与所述第二输出接口连接。
进一步地，所述工程机械控制系统还包括供电电源，所述无线遥控接收机还包括与所述供电电源连接的第一供电电源接口，所述工业控制器还包括与所述供电电源连接的第二供电电源接口。
进一步地，所述工程机械控制系统还包括连接于所述输入接口的输入模块，所述输入模块用于给所述工业控制器输入控制指令。
进一步地，所述工程机械控制系统还包括连接于所述输入接口的被测对象，所述被测对象用于给所述工业控制器传输输入信息。
一种控制上述工程机械控制系统的工程机械控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述无线模块接收所述无线遥控发射机发送的控制指令，并传输给所述第一控制单元；
判断所述第一被控对象还是所述第二被控对象执行控制指令，当需要由所述第一被控对象执行控制指令时，判断所述工业控制器和CAN总线网络是否故障，如果是，所述第一控制单元将控制指令传输给所述第一输出接口，所述第一输出接口将控制指令传输给所述第一被控对象，以控制所述第一被控对象执行控制指令，如果否，所述第一CAN接口通过所述第二CAN接口将控制指令传输给所述第二控制单元，所述第二控制单元对控制指令进行处理或逻辑判断，根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二CAN接口，所述第二CAN接口通过所述第一CAN接口将控制指令传输给所述第一控制单元，所述第一控制单元将控制指令传输给所述第一输出接口，所述第一输出接口将控制指令传输给所述第一被控对象，以控制所述第一被控对象执行控制指令；当需要所述第二被控对象执行控制指令时，所述第一CAN接口通过所述第二CAN接口将控制指令传输给所述第二控制单元，所述第二控制单元对控制指令进行处理或逻辑判断，根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二输出接口，所述第二输出接口将控制指令传输给所述第二被控对象，以控制所述第二被控对象执行控制指令；和/或
所述工程机械控制方法包括如下步骤：
所述输入接口接收所述输入模块发送的控制指令，并传输给所述第二控制单元；
判断所述第一被控对象还是所述第二被控对象执行控制指令，当需要由所述第一被控对象执行控制指令时，所述第二控制单元对控制指令进行处理和逻辑判断，并根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二CAN接口，所述第二CAN接口通过所述第一CAN接口将控制指令传输给所述第一控制单元，所述第一控制单元将控制指令传输给所述第一输出接口，所述第一输出接口将控制指令传输给所述第一被控对象，以控制所述第一被控对象执行控制指令；当需要所述第二被控对象执行控制指令时，所述第二控制单元对控制指令进行处理和逻辑判断，并根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二输出接口，所述第二输出接口将控制指令传输给所述第二被控对象，以控制所述第二被控对象执行控制指令。
进一步地，所述无线模块接收所述无线遥控发射机发送的控制指令的步骤之前还包括步骤：所述无线遥控发射机发出控制指令。
进一步地，所述输入接口接收输入模块发送的控制指令之前还包括步骤：所述输入模块发送控制指令。
本发明的工程机械控制模块、工程机械控制系统和工程机械控制方法中，利用普通无线遥控接收机和工业控制器，可将无线遥控发射机发送指令、无线遥控器接收机的输出接口与工业控制器的输入、输出接口组建成一个联通共用网络，扩展了整个控制系统输入输出口数量，而且可通过不同的输出接口控制不同的被控对象，十分方便。
附图说明
图1为本发明一实施例的工程机械控制系统的结构框图；
图2为本发明一实施例的工程机械控制方法的部分流程图；
图3为本发明一实施例的工程机械控制方法的另一部分流程图；
图4为本发明一实施例的工程机械控制方法的又一部分流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，本发明一实施例提供一种工程机械控制系统包括无线遥控发射机10、工程机械控制模块12、第一被控对象14和第二被控对象16。
工程机械控制模块12包括无线遥控接收机122和工业控制器124，无线遥控接收机122包括无线模块126、第一控制单元127、第一CAN接口128和第一输出接口129。无线模块126用于接收无线遥控发射机10发射的无线电信号，第一控制单元127分别与无线模块126、第一CAN接口128和第一输出接口129连接，第一输出接口129连接第一被控对象14以向第一被控对象14发送控制信号。工业控制器124包括输入接口131、第二CAN接口132、第二控制单元133和第二输出接口134，第二输出接口134连接第二被控对象16以向第二被控对象16发送控制信号，第一CAN接口128与第二CAN接口132连接。具体地，第一控制单元127只负责通讯的转发，不具备整机设备操作的各种多个输入逻辑判断程序和控制算法，第二控制单元133则是整机控制处理、协调、分配的控制器，可对控制指令和传感器等感应的输入信息进行处理和逻辑判断。第一CAN接口128和第二CAN接口132一般传输数字信号，第一输出接口129和第二输出接口134为I/O口，一般传输模拟信号。
本实施例中，工程机械控制系统还包括供电电源18，无线遥控接收机122还包括与供电电源18连接的第一供电电源接口136，工业控制器124还包括与供电电源18连接的第二供电电源接口137，供电电源18给无线遥控接收机122和工业控制器124供电。
本实施例中，工程机械控制系统还包括分别连接于输入接口131的输入模块20和被测对象22，输入模块20用于给工业控制器124输入控制指令，被测对象22用于给工业控制器124传输输入信息。被测对象22可以为传感器，其感应到工程机械的倾角、转角等参数后通过输入接口131传输给工业控制器124。
本实施例中，第一控制单元127用于接收无线遥控发射机10传输给无线模块126的控制指令，并传输给第一输出接口129，以控制第一被控对象14；或者传输给第一CAN接口128，再通过第二CAN接口132传输给第二控制单元133，经由第二控制单元133进行处理和逻辑判断后，传输给第二输出接口134，以控制第二被控对象16；或者传输给第一CAN接口128，再通过第二CAN接口132传输给第二控制单元133，第二控制单元133对控制指令进行处理和逻辑判断，根据逻辑判断的结果判定将控制指令传输给第二CAN接口132或第二输出接口134，当传输给第二CAN接口132后通过第二CAN接口132和第一CAN接口128传输给第一控制单元127，再传输给第一输出接口129，以控制第一被控对象14，当传输给第二输出接口134后，控制第二被控对象16。第二控制单元133用于接收输入模块20传输给输入接口131的控制指令，并传输给第二输出接口134，以控制第二被控对象16；或者传输给第二CAN接口132，再通过第一CAN接口128传输给第一控制单元127，并传输给第一输出接口134，以控制第一被控对象14。第二控制单元133还用于接收被测对象22传输给输入接口131的输入信息，并根据该输入信息对控制指令进行处理和逻辑判断。
举例来说，当无线遥控发射机10发送的操作指令为电流I操作时，在第二控制单元133对控制指令进行处理和逻辑判断后，输出操作指令I操作’，将I 操作’与预设的电流阈值Imax比较，当I操作’>Imax时，则将控制指令I操作’传输给第二输出接口134，控制第二被控对象16，当I操作’<Imax时，则将控制指令I操作’传输给第二CAN接口132后通过第二CAN接口132和第一CAN接口128传输给第一控制单元127，再传输给第一输出接口129，以控制第一被控对象14。
如图2至图4所示，本发明的工程机械控制方法包括以下步骤：
S11，无线遥控发射机10发出控制指令。无线遥控发射机10可采用无线电短波的形式发出控制指令。
S13，无线模块126接收无线遥控发射机10发送的控制指令，并传输给第一控制单元127。
S15，判断第一被控对象14还是第二被控对象16执行控制指令，当需要由第一被控对象14执行控制指令时，执行步骤S17，当需要第二被控对象16执行控制指令时，执行步骤S19。
S17，判断工业控制器和CAN总线网络是否故障，如果是，进入步骤S21，如果否，进入步骤S23。
S19，第一CAN接口128通过第二CAN接口132将控制指令传输给第二控制单元133，第二控制单元133对控制指令进行处理或逻辑判断，根据判断结果将处理后的控制指令传输给第二输出接口134，第二输出接口134将控制指令传输给第二被控对象16，以控制第二被控对象16执行控制指令。
S21，第一控制单元127将控制指令传输给第一输出接口129，第一输出接口129将控制指令传输给第一被控对象14，以控制第一被控对象14执行控制指令。这样，即使工业控制器124和/或第一CAN接口128与第二CAN接口132传输信号的CAN总线网络发生故障，同一能实现对第一被控对象14的控制。
S23，第一CAN接口128通过第二CAN接口132将控制指令传输给第二控制单元133，第二控制单元133对控制指令进行处理或逻辑判断，根据判断结果将处理后的控制指令传输给第二CAN接口132，第二CAN接口132通过第一CAN接口128将控制指令传输给第一控制单元127，第一控制单元127将控制指令传输给第一输出接口129，第一输出接口129将控制指令传输给第一被控对象14，以控制第一被控对象14执行控制指令。
举例来说，当无线遥控发射机10发送的操作指令为电流I操作时，在第二控制单元133对控制指令进行处理和逻辑判断后，输出操作指令I操作’，将I 操作’与预设的电流阈值Imax比较，当I操作’>Imax时，则将控制指令I操作’传输给第二输出接口134，控制第二被控对象16，当I操作’<Imax时，则将控制指令I操作’传输给第二CAN接口132后通过第二CAN接口132和第一CAN接口128传输给第一控制单元127，再传输给第一输出接口129，以控制第一被控对象14。
本发明的工程机械控制方法还包括以下步骤：
S31，输入模块20发送控制指令，被测对象22发送输入信息。输入模块20可为设于工业控制器124上的按键或者外置的按键，通过按键将控制指令发送。
S33，输入接口131接收输入模块20发送的控制指令和/或被测对象22发送的输入信息，并传输给第二控制单元133。
S35，判断第一被控对象14还是第二被控对象16执行控制指令，当需要由第一被控对象14执行控制指令时，执行步骤S37，当需要第二被控对象16执行控制指令时，执行步骤S39；
S37，第二控制单元133对控制指令进行处理和逻辑判断，并根据判断结果将处理后的控制指令传输给第二CAN接口132，第二CAN接口132通过第一CAN接口128将控制指令传输给第一控制单元127，第一控制单元127将控制指令传输给第一输出接口129，第一输出接口129将控制指令传输给第一被控对象14，以控制第一被控对象14执行控制指令。这样，当无线遥控发射机10发生故障时，可通过输送模块20发送控制指令，并经工业控制器124后到第一控制单元127，然后直接控制第一被控对象14。
S39，第二控制单元133对控制指令进行处理和逻辑判断，并根据判断结果将处理后的控制指令传输给第二输出接口134，第二输出接口134将控制指令传输给第二被控对象16，以控制第二被控对象16执行控制指令。
举例来说，当输入模块20发送的操作指令为电流I操作时，在第二控制单元133对控制指令进行处理和逻辑判断后，输出操作指令I操作’，将I操作’与预设的电流阈值Imax比较，当I操作’>Imax时，则将控制指令I操作’传输给第二输出接口134，控制第二被控对象16，当I操作’<Imax时，则将控制指令I操作’传输给第二CAN接口132后通过第二CAN接口132和第一CAN接口128传输给第一控制单元127，再传输给第一输出接口129，以控制第一被控对象14。
本发明的工程机械控制模块12、工程机械控制系统和工程机械控制方法中，利用普通无线遥控接收机122和工业控制器124，可将无线遥控发射机10发送指令、无线遥控器接收机的输出接口与工业控制器124的输入、输出接口组建成一个联通共用网络，扩展了整个控制系统输入输出口数量，而且可通过不同的输出接口控制不同的被控对象，十分方便；同时可以通过主站、从站的方式，进行操作指令的信号处理和逻辑判断，提高了设备操作控制性能，加快了系统的响应，同时无线遥控操作指令的输出可以通过工业控制器124的输入进行反馈控制，提供控制精度；当工业控制器124与无线遥控发射机10有任一一个故障时，均可以应急使用另外一端作为操作输入，提供了设备的稳定性；另外，还通过借用无线遥控接收机122的第一输出接口，可以节省工业控制器124输出端口，系统经济性更好，成本更低。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种工程机械控制模块(12)，其特征在于，包括无线遥控接收机(122)和工业控制器(124)，所述无线遥控接收机(122)包括无线模块(126)、第一控制单元(127)、第一CAN接口(128)和第一输出接口(129)，所述无线模块(126)用于接收无线遥控发射机(10)发射的无线电信号，所述第一控制单元(127)分别与所述无线模块(126)、所述第一CAN接口(128)和所述第一输出接口(129)连接，所述第一输出接口(129)连接第一被控对象(14)以向第一被控对象(14)发送控制信号；所述工业控制器(124)包括输入接口(131)、第二CAN接口(132)、第二控制单元(133)和第二输出接口(134)，所述第二输出接口(134)连接第二被控对象(16)以向第二被控对象(16)发送控制信号，所述第一CAN接口(128)与所述第二CAN接口(132)连接；所述第一控制单元(127)用于接收无线遥控发射机(10)传输给所述无线模块(126)的控制指令，并传输给所述第一输出接口(129)，以控制第一被控对象(14)；或者传输给所述第一CAN接口(128)，再通过所述第二CAN接口(132)传输给所述第二控制单元(133)，经由所述第二控制单元(133)进行处理和逻辑判断后，传输给所述第二输出接口(134)，以控制第二被控对象(16)；或者传输给所述第一CAN接口(128)，再通过所述第二CAN接口(132)传输给所述第二控制单元(133)，所述第二控制单元(133)对控制指令进行处理和逻辑判断，根据逻辑判断的结果判定将控制指令传输给所述第二CAN接口(132)或所述第二输出接口(134)，当传输给所述第二CAN接口(132)后通过所述第二CAN接口(132)和所述第一CAN接口(128)传输给所述第一控制单元(127)，再传输给所述第一输出接口(129)，以控制第一被控对象(14)，当传输给所述第二输出接口(134)后，控制所述第二被控对象(16)；
所述第二控制单元(133)用于接收输入模块(20)传输给所述输入接口(131)的控制指令，并传输给所述第二输出接口(134)，以控制第二被控对象(16)；或者传输给所述第二CAN接口(132)，再通过所述第一CAN接口(128)传输给所述第一控制单元(127)，并传输给所述第一输出接口(134)，以控制第一被控对象(14)；所述第二控制单元(133)还用于接收被测对象(22)传输给所述输入接口(131)的输入信息，并根据该输入信息对控制指令进行处理和逻辑判断。
2.一种工程机械控制系统，其特征在于，包括无线遥控发射机(10)、如权利要求1所述的工程机械控制模块(12)、第一被控对象(14)和第二被控对象(16)，所述无线遥控发射机(10)与所述无线模块(126)连接，所述第一被控对象(14)与所述第一输出接口(129)连接，所述第二被控对象(16)与所述第二输出接口(134)连接。
3.如权利要求2所述的工程机械控制系统，其特征在于，所述工程机械控制系统还包括供电电源(18)，所述无线遥控接收机(122)还包括与所述供电电源(18)连接的第一供电电源接口(136)，所述工业控制器(124)还包括与所述供电电源(18)连接的第二供电电源接口(137)。
4.如权利要求2所述的工程机械控制系统，其特征在于，所述工程机械控制系统还包括连接于所述输入接口(131)的输入模块(20)，所述输入模块(20)用于给所述工业控制器(124)输入控制指令。
5.如权利要求2所述的工程机械控制系统，其特征在于，所述工程机械控制系统还包括连接于所述输入接口(131)的被测对象(22)，所述被测对象(22)用于给所述工业控制器(124)传输输入信息。
6.一种控制如权利要求3-5任意一项的所述的工程机械控制系统的工程机械控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述无线模块(126)接收所述无线遥控发射机(10)发送的控制指令，并传输给所述第一控制单元(127)；
判断所述第一被控对象(14)还是所述第二被控对象(16)执行控制指令，当需要由所述第一被控对象(14)执行控制指令时，判断所述工业控制器(124)和CAN总线网络是否故障，如果是，所述第一控制单元(127)将控制指令传输给所述第一输出接口(129)，所述第一输出接口(129)将控制指令传输给所述第一被控对象(14)，以控制所述第一被控对象(14)执行控制指令，如果否，所述第一CAN接口(128)通过所述第二CAN接口(132)将控制指令传输给所述第二控制单元(133)，所述第二控制单元(133)对控制指令进行处理或逻辑判断，根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二CAN接口(132)，所述第二CAN接口(132)通过所述第一CAN接口(128)将控制指令传输给所述第一控制单元(127)，所述第一控制单元(127)将控制指令传输给所述第一输出接口(129)，所述第一输出接口(129)将控制指令传输给所述第一被控对象(14)，以控制所述第一被控对象(14)执行控制指令；当需要所述第二被控对象(16)执行控制指令时，所述第一CAN接口(128)通过所述第二CAN接口(132)将控制指令传输给所述第二控制单元(133)，所述第二控制单元(133)对控制指令进行处理或逻辑判断，根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二输出接口(134)，所述第二输出接口(134)将控制指令传输给所述第二被控对象(16)，以控制所述第二被控对象(16)执行控制指令；和/或
所述工程机械控制方法包括如下步骤：
所述输入接口(131)接收所述输入模块(20)发送的控制指令，并传输给所述第二控制单元(133)；
判断所述第一被控对象(14)还是所述第二被控对象(16)执行控制指令，当需要由所述第一被控对象(14)执行控制指令时，所述第二控制单元(133)对控制指令进行处理和逻辑判断，并根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二CAN接口(132)，所述第二CAN接口(132)通过所述第一CAN接口(128)将控制指令传输给所述第一控制单元(127)，所述第一控制单元(127)将控制指令传输给所述第一输出接口(129)，所述第一输出接口(129)将控制指令传输给所述第一被控对象(14)，以控制所述第一被控对象(14)执行控制指令；当需要所述第二被控对象(16)执行控制指令时，所述第二控制单元(133)对控制指令进行处理和逻辑判断，并根据判断结果将处理后的控制指令传输给所述第二输出接口(134)，所述第二输出接口(134)将控制指令传输给所述第二被控对象(16)，以控制所述第二被控对象(16)执行控制指令。
7.如权利要求6所述的工程机械控制方法，其特征在于，所述无线模块(126)接收所述无线遥控发射机(10)发送的控制指令的步骤之前还包括步骤：所述无线遥控发射机(10)发出控制指令。
8.如权利要求6所述的工程机械控制方法，其特征在于，所述输入接口(131)接收输入模块(20)发送的控制指令之前还包括步骤：所述输入模块(20)发送控制指令。
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