CN111209169B - 一种io模块显示控制方法、计算机可读存储介质及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种IO模块显示控制方法、计算机可读存储介质及机器人，IO状态显示模块与机器人主机建立网络通讯,通过算法控制IO状态显示模块指示灯的亮度变化,关联每一种亮度变化对应的运行状态,当IO状态显示模块接收到显示指令,通过在指定位置控制指示灯的亮度变化表示当前主机运行状态。通过无线网络连接IO状态显示模块和机器人主机，实现IO状态显示模块安装位置不受限，采用算法控制IO状态显示模块的指示灯使其具有独立控制每一颗灰度的显示能力，可以准确清楚显示运行状态；同时可以通过主机转发关键或常用的IO数据状态到灯阵指定位置，用户不再需要在一大堆IO指示灯中找到想看的一个。

Description

一种IO模块显示控制方法、计算机可读存储介质及机器人

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，具体涉及一种IO模块显示控制方法、计算机可读存储介质及机器人。

背景技术

传统的工业机器人IO模块指示灯一般设置在IO口旁边，IO口接线后很容易遮挡指示灯，而IO模块一般设置在电控柜内，不方便运行时观察， IO指示灯在IO模块上，IO模块受到接线的限制，放置位置相对固定，不利于操作者观察。而且指示灯只有显示数字量的亮灭两种状态，无法显示模拟量的状态；另外，IO口繁多，关键IO与非关键IO都同等地连接在IO模块上，不利于观察。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种IO模块显示控制方法，通过算法使得LED阵列具有灰度显示能力，不仅能够通过亮灭指示IO的数字量变化，还能通过介于亮灭之间的一些中间亮度指示模拟IO所代表的速度，压力等模拟量的变化；将IO指示灯以从站的形式挂载在工业以太网总线上，由主机直接控制，不受IO口接线位置的限制可以自由放置；用户可以自主配置想要看的IO状态至LED阵列上，关键状态一目了然。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种IO模块显示控制方法，IO状态显示模块与机器人主机建立网络通讯,通过算法控制IO状态显示模块指示灯的亮度变化,关联每一种亮度变化对应的运行状态,当IO状态显示模块接收到显示指令,通过在指定位置控制指示灯的亮度变化表示当前主机运行状态。通过无线网络连接IO状态显示模块和机器人主机，实现IO状态显示模块安装位置不受限，采用算法控制IO状态显示模块的指示灯使其具有独立控制每一颗灰度的显示能力，可以准确清楚显示运行状态；同时可以通过主机转发关键或常用的IO数据状态到灯阵指定位置，用户不再需要在一大堆IO指示灯中找到想看的一个。

进一步的，所述IO状态显示模块与机器人主机建立网络通讯具体为：IO状态显示模块以从站的形式挂载在工业以太网总线上，由主机直接控制。采用工业以太网总线与主站连接，可以安装在任何位置，不受 IO接线位置限制，便于用户观察运行状态。

进一步的，所述IO状态显示模块以从站的形式挂载在工业以太网总线上可以通过Ethercat或PowerLink建立通讯。实现快速精准的数据传输，保证了运行状态及时地反映显示。

进一步的，所述通过算法控制IO状态显示模块指示灯的亮度变化具体为：设定每一次IO状态显示模块指示灯显示的状态为一帧，将 一帧的时间分为若干份，每一份为一个子帧，通过控制子帧的组合亮起表示不同的亮度变化。通过算法使得LED阵列具有灰度显示能力，不仅能够通过亮灭指示IO的数字量变化，还能通过介于亮灭之间的一些中间亮度指示模拟IO所代表的速度，压力等模拟量的变化。

进一步的，所述IO状态显示模块接收的显示指令包括指示灯目标位置、IO类型和IO参数，所述IO类型包括数字信号和模拟信号，所述IO参数具体为灯的亮灭状态。

进一步的，所述通过在指定位置控制指示灯的亮度变化表示当前主机运行状态具体为：设定若干个数组，数组内存放亮度变化数据，将第一数组的数据复制一份到第二数组，一个帧周期开始，第二数组用于储存一帧内指示灯需要亮起的子帧数量；子帧开始时程序都会遍历第二数组的每一项，如果第二数组某一项大于零，意味着对应的指示灯在此子帧内仍需亮起，此时将第三数组对应的位置的项的设置为1，并将第二数组中该项减1；如果第二数组内某一项的值为0，则代表指示灯在此帧周期内已经亮起了足够长的时间，此子帧无需亮起，将第三数组对应位置的项设置为0，其中0表示指示灯灭，1表示指示灯亮。

一种IO模块显示控制系统，包括示教器、控制器、IO模块和IO状态显示模块，所述示教器将编好的程序传送给所述控制器，所述控制器运行IO状态映射程序，控制所述IO模块输出信号或收集所述IO模块IO口状态的同时，向所述IO状态显示模块传送新的IO状态，所述IO状态显示模块更新指示灯状态。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现以上任一项所述的IO模块显示控制方法。

一种智能设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现以上任一项所述的IO模块显示控制方法。

一种机器人，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现以上任一项所述的IO模块显示控制方法。

本发明提供的一种IO模块显示控制方法、计算机可读存储介质及机器人的有益效果在于：采用工业以太网总线与主站连接，可以安装在任何位置，不受 IO接线位置限制；采用特殊算法控制LED阵列，使其具有独立控制每一颗LED灰度的显示能力，不仅能显示IO模块采集到的两种状态数字信号，还能通过LED灯亮度的变化指示模拟IO的信号大小，通过不同的亮度来指示当前IO输入的电压大小，电机旋转速度，机器人手臂的夹具的夹持力度，工作的完成进度等；通过主机转发关键或常用的IO数据状态到灯阵指定位置，用户不再需要在一大堆IO指示灯中找到想看的一个；用户能够快速直观地把握当前系统的 IO状态。

附图说明

图1为本发明流程示意图；

图2为本发明LED亮度示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例1：一种IO模块显示控制方法。

如图1所示，一种IO模块显示控制方法，具体步骤如下：

S1,从工业以太网上获取灯阵上LED的显示状态。获取到的参数有“灯阵目标位置”、“IO类型”和“IO参数”，灯阵目标位置的值可以为1-16（根据LED数量而定）；IO类型可以是“0”或者“1”，“0”代表数字信号，“1”代表模拟信号；IO参数传递灯的状态，数字信号是0或1，代表灭或者亮，模拟信号是0-100代表亮的程度。数据接收后还需要进行预处理，将数字信号的1改为100，即全亮。如果此步骤没有读取到新的LED状态，则数组1不变，沿用旧状态。

S2,数组1的长度为16，依次存放着1-16号灯的状态，即同一帧内各个LED的亮度状态，状态以亮度百分比的形式存放，比如1号灯为50%亮度，那么数组第一个元素的值就为50。

S3,将数组1的数据复制一份到数组2，一个帧周期开始，数组2用于储存一帧内LED需要亮起的子帧数量。

S4,子帧开始时程序都会遍历数组2的每一项，如果数组2某一项大于零，意味着对应的LED在此子帧内仍需亮起，此时将数组3对应的位置的项的设置为1，并将数组2中该项减1；如果数组2内某一项的值为0，则代表LED在此帧周期内已经亮起了足够长的时间，此子帧无需亮起，将数组3对应位置的项设置为0。

S5,数组2的16项都处理完时，数组3中已经储存好了本子帧各个LED的状态，“1”代表亮起，“0”代表熄灭，将这个状态串行输出到串并IO转换芯片上，控制LED亮灭。

S6,重复步骤S4、S5共100次后，一个帧周期完成。进入下一次循环。

LED灯亮度控制算法原理：每一次所有LED显示的状态称为一帧，如LED1为2%亮度，LED2为97%亮度……，每一帧的时间为20ms。将20ms的时间分成100份，每份为一个子帧，即一个子帧为200us。

每200us处理器刷新一次IO扩展芯片的IO状态。如图2所示，每一条横条是同一LED在一帧内不同子帧的状态，纵向来看，是各个子帧内不同LED的状态。白色代表LED亮起，黑色代表LED熄灭。时间位于子帧1时，通过控制IO引脚使得LED1至LED5的状态为亮、亮、灭、亮、亮，时间位于子帧97时，控制LED1至LED5的状态为灭、亮、灭、亮、灭。通过控制每一帧内LED亮起的子帧数就可以控制该帧LED的亮度。例如，控制LED2亮度为97%，那么1-97子帧亮起，98-100子帧熄灭，即可实现97%亮度的显示。

通过这种算法，只需要外接IO扩展芯片即可，无需外接成本较高的PWM芯片用于控制LED的亮度。

IO状态显示模块具备100级灰度的显示能力，但是为方便区分，用户可以在编写IO状态映射程序的时候自行减少灰度显示的的级别，比如0%-25%的IO输入统一发送25%亮度给IO状态显示模块，26%-50%统一发送50%亮度给IO状态显示模块，如此类推，增加辨识度。

用户也可以在编制程序的时候指定某些灯恒定显示某个亮度，例如25%，50%，75%，100%用于参考。

实施例2：一种IO模块显示控制系统。

一种IO模块显示控制系统，包括示教器、控制器、IO模块和IO状态显示模块，用户通过示教器编写IO状态映射程序，将IO控制器的某一IO状态指定到IO状态显示模块的某一LED；示教器将编好的程序传送给控制器，控制器运行IO状态映射程序，控制IO模块输出信号或收集IO模块IO口状态的同时，通过工业以太网向IO状态显示模块传送新的IO状态；IO状态显示模块收到新的IO状态后马上更新指定位置的LED灯状态，其他位置的LED灯将维持原有状态直到有新的状态送达。

工业以太网，如Ethercat和PowerLink，物理拓扑结构可以是串联的，控制器可以放置在以太网的任意位置，设备间通过网线连接，为IO状态显示模块安装在电控柜外提供了条件。

实施例3：一种计算机可读存储介质。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现实施例1所述的IO模块显示控制方法。

实施例4：一种智能设备。

一种智能设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现实施例1所述的IO模块显示控制方法。

实施例5：一种机器人。

一种机器人，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现实施例1所述的IO模块显示控制方法。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种IO模块显示控制方法，其特征在于,IO状态显示模块与机器人主机建立网络通讯,通过算法控制IO状态显示模块指示灯的亮度变化,关联每一种亮度变化对应的运行状态,当IO状态显示模块接收到显示指令,通过在指定位置控制指示灯的亮度变化表示当前主机运行状态；

所述通过算法控制IO状态显示模块指示灯的亮度变化具体为：设定每一次IO状态显示模块指示灯显示的状态为一帧，将 一帧的时间分为若干份，每一份为一个子帧，通过控制子帧的组合亮起表示不同的亮度变化；所述通过在指定位置控制指示灯的亮度变化表示当前主机运行状态具体为：设定若干个数组，数组内存放亮度变化数据，将第一数组的数据复制一份到第二数组，一个帧周期开始，第二数组用于储存一帧内指示灯需要亮起的子帧数量；子帧开始时程序都会遍历第二数组的每一项，如果第二数组某一项大于零，意味着对应的指示灯在此子帧内仍需亮起，此时将第三数组对应的位置的项的设置为1，并将第二数组中该项减1；如果第二数组内某一项的值为0，则代表指示灯在此帧周期内已经亮起了足够长的时间，此子帧无需亮起，将第三数组对应位置的项设置为0，其中0表示指示灯灭，1表示指示灯亮。

2.如权利要求1所述的IO模块显示控制方法，其特征在于，所述IO状态显示模块与机器人主机建立网络通讯具体为：IO状态显示模块以从站的形式挂载在工业以太网总线上，由主机直接控制。

3.如权利要求2所述的IO模块显示控制方法，其特征在于，所述IO状态显示模块以从站的形式挂载在工业以太网总线上可以通过Ethercat或PowerLink建立通讯。

4.如权利要求1所述的IO模块显示控制方法，其特征在于，所述IO状态显示模块接收的显示指令包括指示灯目标位置、IO类型和IO参数，所述IO类型包括数字信号和模拟信号，所述IO参数具体为灯的亮灭状态。

5.一种IO模块显示控制系统，其特征在于，包括示教器、控制器、IO模块和IO状态显示模块，所述示教器将编好的程序传送给所述控制器，所述控制器运行IO状态映射程序，控制所述IO模块输出信号或收集所述IO模块IO口状态的同时，向所述IO状态显示模块传送新的IO状态，所述IO状态显示模块更新指示灯状态。

6.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器调用时实现权利要求1-4任一项所述的IO模块显示控制方法。

7.一种智能设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器调用时实现权利要求1-4任一项所述的IO模块显示控制方法。

8.一种机器人，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器调用时实现权利要求1-4任一项所述的IO模块显示控制方法。

Images