CN110842950A - 一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统 - Google Patents

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周盈
金健
张华锋
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汤前进
吴慧
蒙理明
黄东贤
黄飞
陈华志
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Abstract

一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，包括主控板、过流保护模块、驱动模块、电机、电流采集模块、温度采集模块、第一控制设备和第二控制设备，第一控制设备的输出端通过通信接口连接主控板的输入端，第二控制设备通过I/O接口连接主控板的输入端，第一控制设备和第二控制设备均用于输入控制指令，主控板用于接收控制指令并将控制指令传输到驱动模块，驱动模块用于将控制指令传输到电机以控制电机工作，电流采集模块用于采集通过电机的电流值，温度采集模块采集电机工作的温度值，从而能够通过第一控制设备和第二控制设备兼容多种现场总线协议，通过电流采集模块检测电机工作电流。

Description

一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统。
背景技术
机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。
在对机器人进行控制时，需要用到控制系统，现有的控制系统的驱动模块和控制模块为分离式设置，不便于电气检修，且不能兼容多现场总线协议，操作不方便。
发明内容
本发明提供一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，旨在解决不便于电气检修，且不能兼容多现场总线协议，操作不方便的问题。
本发明是这样实现的，一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，包括主控板、过流保护模块、驱动模块、电机、电流采集模块、温度采集模块、第一控制设备和第二控制设备；
所述第一控制设备的输出端通过通信接口连接所述主控板的输入端，所述第二控制设备通过所述I/O接口连接所述主控板的输入端，所述第一控制设备和所述第二控制设备均用于输入控制指令，所述主控板的输出端连接所述过流保护模块的输入端，所述过流保护模块的输出端连接所述驱动模块的输入端，所述主控板用于接收所述控制指令并将所述控制指令传输到所述驱动模块，所述驱动模块的输出端连接所述电机的输入端，所述驱动模块用于将所述控制指令传输到所述电机以控制所述电机工作，所述电机连接连接所述电流采集模块和温度采集模块的输入端，所述电流采集模块和所述温度采集模块的输出端连接所述主控板的输入端，所述电流采集模块用于采集通过所述电机的电流值，所述温度采集模块用于采集所述电机工作环境的温度值；
所述主控板根据所述电流采集模块采集的所述电流值，当所述电流值高于一个预设的电流值时，所述主控板通过所述驱动模块控制所述电机关闭。
优选的，还包括第一电源模块，所述第一电源模块的输出端连接所述主控板、驱动模块、电机的输入端，所述第一电源模块用于向主控板、驱动模块、电机提供电力来源。
优选的，还包括第二电源模块，所述第二电源模块的输出端连接所述第一控制设备和所述第二控制设备的输入端，所述第二电源模块用于向所述第一控制设备和所述第二控制设备提供电力来源。
优选的，还包括编码器，所述编码器的输出端连接所述电机的电机轴且用于检测所述电机的转速。
优选的，所述第一控制设备包括Hart手操器和第一计算机。
优选的，所述第二控制设备采用第二计算机。
优选的，所述电流采集模块采用霍尔传感器。
优选的，所述温度采集模块采用温度传感器，且所述温度传感器的型号为PT100。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，通过设置主控板、过流保护模块、驱动模块、电机、电流采集模块、第一控制设备和第二控制设备，第一控制设备的输出端通过通信接口连接主控板的输入端，第二控制设备通过I/O接口连接主控板的输入端，第一控制设备和第二控制设备均用于输入控制指令，主控板用于接收控制指令并将控制指令传输到驱动模块，驱动模块用于将控制指令传输到电机以控制电机工作，电流采集模块用于采集通过电机的电流值，温度采集模块用于采集电机工作环境的温度值，从而能够通过第一控制设备和第二控制设备兼容多种现场总线协议，通过电流采集模块对电机的工作电流进行实时检测，从而保护电机运行。
附图说明
图1为本发明的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统的整体结构示意图。
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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，包括主控板、过流保护模块、驱动模块、电机、电流采集模块、温度采集模块、第一控制设备、第二控制设备、编码器、第一电源模块、第二电源模块。
主控板采用ARM-DSP芯片，主控板用于接收控制指令并输出。
过流保护模块的输入端连接主控板的输出端，过电流保护是当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动。过流保护模块采用GL过电流继电器，GL型电流继电器主要由电流线圈短路环、电磁铁、装在可偏转框架上的转动铝盘以及衔铁、触点、反作用力弹簧、制动永久磁铁、高速装置等组成。使用者能够根据具体状况设置电流上限值，从而在当电路中的电流达到该上限值时，主控板断电。
驱动模块的输入端连接过流保护模块的输出端，驱动模块用于接收主控板输出的控制指令并输出，驱动模块采用型号为L298N的驱动芯片，芯片L298N为双全桥步进电机专用驱动芯片，从而能够稳定驱动电机运行，使用安全。
电机的输入端连接驱动模块的输出端，电机接收驱动模块的控制指令，从而驱动机器人的轴旋转。
电流采集模块的输出端连接主控板的输入端电流采集模块用于检测电机运行时流过电机的电流，电流采集模块采用霍尔传感器，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，并且在本发明中，采用开环式电流传感器，其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。主控板根据电流采集模块采集的电流值，当电流值高于一个预设的电流值时，主控板通过驱动模块控制电机关闭。
温度采集模块的输出端连接主控板的输入端，温度采集模块采用型号为PT100的温度传感器，温度传感器安装在电机上且用于检测电机的工作温度，并传输到主控板，主控板将温度传输到第一控制设备和第二控制设备，便于使用者观察。
第一控制设备的输出端通过通信接口连接主控板的输入端，第二控制设备通过I/O接口连接主控板的输入端，第一控制设备和第二控制设备均用于供使用者输入控制指令，第一控制设备包括Hart手操器和第一计算机，第二控制设备采用第二计算机，计算机和Hart手操器，能够兼容多种现场总线协议，适用范围更广。
第一电源模块和第二电源模块均可以为蓄电池或外部电源，为了是控制系统运行更稳定，采用外部电源供电。
编码器的输出端连接电机的电机轴且用于检测电机的转速，并将转速值传输到第一控制设备和第二控制设备，供使用者实时观察。
本发明的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，通过设置主控板、过流保护模块、驱动模块、电机、电流采集模块、第一控制设备和第二控制设备，第一控制设备的输出端通过通信接口连接主控板的输入端，第二控制设备通过I/O接口连接主控板的输入端，第一控制设备和第二控制设备均用于输入控制指令，主控板用于接收控制指令并将控制指令传输到驱动模块，驱动模块用于将控制指令传输到电机以控制电机工作，电流采集模块用于采集通过电机的电流值，温度采集模块用于采集电机工作环境的温度值，从而能够通过第一控制设备和第二控制设备兼容多种现场总线协议，通过电流采集模块对电机的工作电流进行实时检测，从而保护电机运行。
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 (8)

1.一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：包括主控板、过流保护模块、驱动模块、电机、电流采集模块、温度采集模块、第一控制设备和第二控制设备；
所述第一控制设备的输出端通过通信接口连接所述主控板的输入端，所述第二控制设备通过所述I/O接口连接所述主控板的输入端，所述第一控制设备和所述第二控制设备均用于输入控制指令，所述主控板的输出端连接所述过流保护模块的输入端，所述过流保护模块的输出端连接所述驱动模块的输入端，所述主控板用于接收所述控制指令并将所述控制指令传输到所述驱动模块，所述驱动模块的输出端连接所述电机的输入端，所述驱动模块用于将所述控制指令传输到所述电机以控制所述电机工作，所述电机连接连接所述电流采集模块和温度采集模块的输入端，所述电流采集模块和所述温度采集模块的输出端连接所述主控板的输入端，所述电流采集模块用于采集通过所述电机的电流值，所述温度采集模块用于采集所述电机工作环境的温度值；
所述主控板根据所述电流采集模块采集的所述电流值，当所述电流值高于一个预设的电流值时，所述主控板通过所述驱动模块控制所述电机关闭。
2.如权利要求1所述的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：还包括第一电源模块，所述第一电源模块的输出端连接所述主控板、驱动模块、电机的输入端，所述第一电源模块用于向主控板、驱动模块、电机提供电力来源。
3.如权利要求1所述的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：还包括第二电源模块，所述第二电源模块的输出端连接所述第一控制设备和所述第二控制设备的输入端，所述第二电源模块用于向所述第一控制设备和所述第二控制设备提供电力来源。
4.如权利要求1所述的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：还包括编码器，所述编码器的输出端连接所述电机的电机轴且用于检测所述电机的转速。
5.如权利要求1所述的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：所述第一控制设备包括Hart手操器和第一计算机。
6.如权利要求1所述的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：所述第二控制设备采用第二计算机。
7.如权利要求1所述的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：所述电流采集模块采用霍尔传感器。
8.如权利要求1所述的一种兼容多现场总线协议的驱控一体控制系统，其特征在于：所述温度采集模块采用温度传感器，且所述温度传感器的型号为PT100。
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