CN114620437A - 传送线的控制系统、传送线以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种传送线的控制系统、传送线以及控制方法，传送线包括至少一个传送单元，控制系统包括：至少一个单元控制器、总控制器以及上位机，单元控制器与传送单元一一对应，单元控制器安装于对应的传送单元上，总控制器与单元控制器之间通信连接，总控制器与上位机之间通信连接，上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据，总控制器用于接收传送路径数据，还用于接收单元控制器发送的物料位置数据，并根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器的控制指令，单元控制器根据控制指令控制传送单元按照预设传送路径传送物料，无需重新编写和下载程序或者变更传送单元布局即可适应物料多种传送需求。

Description

传送线的控制系统、传送线以及控制方法

技术领域

本申请涉及工业制造技术领域，尤其涉及一种传送线的控制系统、传送线以及控制方法。

背景技术

在大批量的产品生产中，传统定制化的传送线可以实现以有限成本为代价有效提高生产效率。但是随着工业制造由大批量标准化向少量多样个性化生产方式转变，针对特定使用情景的高度定制化的传送线制造成本、设计、改造及调试维护的时间成本增加，传统传送线不能适应传送线灵活布局和传送功能动态可调的使用需求和发展趋势。

传统定制化的传送线生产商仅提供不同功能的传送模组，例如：直线传送，弧形传送模组，45度分流模组。这类传送模组包括电机和皮带轮组，其中，皮带轮组需要根据需求设计驱动机构。通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)可以控制电机的启停、转动方向以及加减速等。当要实现特定功能的传送任务时，例如：分流和合流、换向或缓存等功能时，需要根据需求制作分流模组或换向模组，还需在相应的PLC上编写固定的逻辑控制程序。因此，传送线的功能如果需要改变和调整，则需要重新规划传送模组的功能并重新编写PLC的控制逻辑程序，导致产线调整时间过长，影响正常生产，且调整成本高。

发明内容

本申请实施例提供一种传送线的控制系统、传送线以及控制方法，以解决现有技术因传送线功能需求变化需要重新规划传送模组的功能和重新编写逻辑程序，导致调整时间长以及调整成本高的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种传送线的控制系统，传送线包括至少一个传送单元，控制系统包括：至少一个单元控制器、总控制器以及上位机；

单元控制器与传送单元一一对应，单元控制器安装于对应的传送单元上，总控制器与单元控制器之间通信连接，总控制器与上位机之间通信连接；

上位机用于根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据；

总控制器用于接收传送路径数据，还用于接收单元控制器发送的物料位置数据，并根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器的控制指令；

单元控制器根据控制指令控制传送单元按照预设传送路径传送物料。

可选地，总控制器和上位机为彼此独立的设备，或者总控制器和上位机集成为一个设备。

可选地，传送单元包括传感器和执行器；

单元控制器的输入端用于与传感器的输出端电连接，单元控制器的输出端用于与执行器的控制端电连接；

上位机根据传感器与单元控制器之间电连接方式，以及执行器与单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息；

总控制器根据接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令；

其中，接口配置指令用于配置单元控制器的输入端的接口参数和输出端的接口参数，接口查询指令用于查询单元控制器的输入端的接口状态信息，接口控制指令用于控制单元控制器的输出端的接口动作执行。

可选地，单元控制器包括模拟信号输入接口电路以及数字信号输入接口电路；

若模拟信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，上位机生成用于配置模拟信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若数字信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若模拟信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，且数字信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输入接口电路和模拟信号输入接口电路的接口配置信息。

可选地，单元控制器还包括模拟信号输出接口电路以及数字信号输出接口电路；

若模拟信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，上位机生成用于配置模拟信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若数字信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若模拟信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，且数字信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输出接口电路和模拟信号输出接口电路的接口配置信息。

可选地，单元控制器还包括单元处理器以及单元通信电路；

单元通信电路用于将模拟信号输入接口电路和/或数字信号输入接口电路接收到的物料位置数据上传至总控制器，还用于接收总控制器发送的控制指令；

单元处理器用于将控制指令转换为用于控制执行器的控制信号，并通过模拟信号输出接口电路和/或数字信号输出接口电路传送至执行器的控制端。

可选地，总控制器包括总处理器以及总通信电路；

总通信电路用于接收单元通信电路发送的物料位置数据，还用于接收上位机发送的传送路径数据；

总处理器用于根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器的控制指令。

可选地，单元控制器用于接收传送单元的故障数据，并向总控制器发送故障数据；

总控制器用于向上位机发送故障数据；

上位机用于根据故障数据更新传送路径数据。

第二方面，本申请实施例提供一种传送线，包括第一方面及可选方案所涉及的控制系统和至少一个传送单元，控制系统用于控制至少一个传送单元按照预设传送路径传送物料。

第三方面，本申请实施例提供一种传送线的控制方法，控制方法应用于总控制器，传送线包括至少一个传送单元，控制方法包括：

接收上位机发送的传送路径数据，其中，传送路径数据是根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成的；

接收单元控制器发送的物料位置数据，其中，单元控制器与传送单元一一对应，单元控制器安装于对应的传送单元上；

根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器的控制指令；

向单元控制器发送控制指令，以使单元控制器根据控制指令控制传送单元按照预设传送路径传送物料。

可选地，传送单元包括传感器和执行器，控制方法还包括：

接收上位机发送的接口配置信息；其中，接口配置信息是根据传感器与单元控制器之间电连接方式，以及执行器与单元控制器之间电连接方式生成的；

根据接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令；其中，接口配置指令用于配置单元控制器的输入端的接口参数和输出端的接口参数，接口查询指令用于查询单元控制器的输入端的接口状态信息，接口控制指令用于控制单元控制器的输出端的接口动作执行。

第四方面，本申请实施例提供一种传送线的控制方法，控制方法应用于上位机，传送线包括至少一个传送单元，控制方法包括：

获取物料传送需求和传送单元的布局数据；

根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据；

向总控制器发送传送路径数据；

其中，传送路径数据用于生成单元控制器的控制指令，控制指令用于控制传送单元按照预设传送路径传送物料，其中，单元控制器与传送单元一一对应，单元控制器安装于对应的传送单元上。

可选地，传送单元包括传感器和执行器，控制方法还包括：

根据传感器与单元控制器之间电连接方式，以及执行器与单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息；

向总控制器发送接口配置信息，以使总控制器根据接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令。

可选地，单元控制器包括模拟信号输入接口电路以及数字信号输入接口电路；

根据传感器与单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息，具体包括：

若模拟信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，生成用于配置模拟信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若数字信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，生成用于配置数字信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若模拟信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，且数字信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，生成用于配置数字信号输入接口电路和模拟信号输入接口电路的接口配置信息。

可选地，单元控制器包括模拟信号输出接口电路以及数字信号输出接口电路；根据执行器与单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息，具体包括：

若模拟信号输出接口电路与执行器之间存在电连接时，生成用于配置模拟信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若数字信号输出接口电路与执行器之间存在电连接时，生成用于配置数字信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若模拟信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，且数字信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，生成用于配置数字信号输出接口电路和模拟信号输出接口电路的接口配置信息。

可选地，控制方法还包括：

接收总控制器发送的传送单元的故障数据，其中，故障数据是传感器采集的；

根据故障数据更新传送路径数据。

第五方面，本申请实施例提供一种传送线的控制方法，控制方法应用于单元控制器，传送线包括至少一个传送单元，单元控制器与传送单元一一对应，单元控制器安装于对应的传送单元上，控制方法包括：

发送物料位置数据，以使总控制器根据物料位置数据以及上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成的传送路径数据生成控制指令；

根据控制指令控制传送单元按照预设传送路径传送物料。

可选地，总控制器和上位机为彼此独立的设备，或者总控制器和上位机集成为一个设备。

本申请实施例提供一种传送线的控制系统、传送线以及控制方法，该控制系统包括至少一个单元控制器、总控制器以及上位机，单元控制器与传送线中的传送单元一一对应，且单元控制器安装于对应的传送单元上，总控制器与单元控制器之间通信连接，总控制器与上位机之间通信连接，上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据，以使总控制器根据传送路径数据和物料位置数据生成控制指令，以使单元控制器控制传送单元按照预设路径传送物料，可以适应物料多种传送需求，无需因传送需求变化对总控制器和单元控制器重新编写和下载程序，也无需更改传送单元的布局可实现柔性化物料传送。

另外，当需要变更或者新增传送单元中执行器或者传感器时，无需修改单元控制器中程序，仅需上位机根据单元控制器和传感器之间的电连接关系和/或单元控制器和执行器之间的电连接关系生成接口配置信息，并将接口配置信息更新到总控制器中，即可配置单元控制器与传感器之间的接口和/或单元控制与执行器之间的接口。此外，上位机可根据故障数据更新物料传送路径，可以应对传送单元出现故障情况，提高该传送线的可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的传送线的控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的传送线的控制系统的具体结构示意图；

图3为本申请实施例提供的传送线的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的传送单元的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的传送线中传送单元的布局示意图；

图6为本申请实施例提供的传送线中传送单元的一种传送路径示意图；

图7为本申请实施例提供的传送线中传送单元的另一种传送路径示意图；

图8为本申请实施例提供的传送线中传送单元的再一种传送路径示意图；

图9为本申请实施例提供的传送线的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术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，都属于本申请保护的范围。

为解决现有技术中的上述问题，本申请实施例提供一种传送线的控制系统、带有该控制系统的传送线以及传送线的控制方法，传送线的控制系统包含上位机、总控制器和至少一个单元控制器，单元控制器与传送线中的传送单元一一对应，且单元控制器安装于对应的传送单元上，总控制器与单元控制器之间通信连接，总控制器与上位机之间通信连接。上位机、总控制器以及单元控制器构成的通讯网络实现对多个传送单元的传送功能的控制，例如平移，顶升，缓存等功能。当传送路径规划发生变化时，无需针对已有传送单元程序修改，仅需要修改上位机中物料传送需求，即可通过总控制器和单元控制器实现对传送单元功能的远端配置。另外，本方案可实现单元控制器中与传感器连接的接口和与执行器连接的接口灵活配置，可以适应传送线功能的改变和调整，适应灵活多变的生产场景，满足工业智能制造领域对传送线的功能需求。

本申请实施例提供一种传送线的控制系统，其中，传送线包括控制系统和至少一个传送单元20。其中，传送单元20布置于各个工位之间，控制系统用于控制至少一个传送单元20按照预设传送路径传送物料，实现物料从其中一个工位运输至另一个工位。

如图1所示，本申请实施例提供的传送线的控制系统包括至少一个单元控制器13、总控制器12以及上位机11。

其中，单元控制器13与传送单元20一一对应，也就是一个传送单元20配置有一个单元控制器13，二者一起形成集控制、电气与机构一体化的功能模块。单元控制器13安装于对应的传送单元20上，可以安装于传送单元20的底部或者两侧，此处不做限制。

总控制器12与单元控制器13之间通信连接，总控制器12与上位机11之间通信连接。

上位机11先获取物料传送需求和传送单元的布局数据。其中，物料传送需求是物料运输的起点工位、途径工位以及终点工位。传送单元的布局数据是指各个传送单元与工位之间的相对位置关系。

上位机11再根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据，并将传送路径数据发送至总控制器12。其中，传送路径数据具体包括完成物料传送需求所需的传送单元以及各个传送单元之间的工作时序。

总控制器12从上位机11处接收传送路径数据，总控制器12还从单元控制器13处接收物料位置数据。其中，物料位置数据是指物料当前所处的位置。

总控制器12在获得传送路径数据和物料位置数据后，根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器的控制指令，并将控制指令发送至相应的单元控制器13。

单元控制器13接收到控制指令后，根据控制指令控制传送单元20按照预设传送路径传送物料。

在本申请实施例提供的传送线的控制系统中，当因工艺变更导致物料的处理过程变更，需要改变传送线的路线以适应变更的处理过程时，向上位机中输入物料传送需求和传送单元的布局数据。上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据进行路径规划获得传送路径数据，并将传送路径数据发送至总控制器。总控制器根据本地存储的物料位置数据和传送路径数据生成用于控制传送单元的控制指令，并将控制指令发送至相应的单元控制器，单元控制器解析控制指令，并根据解析结果生成控制信号。该控制信号用于控制传送单元按照预设传送路径传送物料以使该传送线可以满足物料多种传送需求，实现柔性化运输物料。

在该实施例中，传送线的控制系统可以包括一个上位机11、多个总控制器12和多个单元控制器13，每个总控制器12与多个单元控制器13之间通信连接，每个总控制器12与上位机11之间通信连接。其中，总控制器12和上位机11可以为彼此独立的设备，也就是总控制器12及上位机11可以是硬件和功能分开的。在其它实施例中，传送线的控制系统可以包括一个上位机11、一个总控制器12和多个单元控制器13，其中总控制器12和上位机11可以为彼此独立的设备；总控制器12和上位机11也可以集成为一个设备，也就是上位机的软件和硬件与总控制器的软件和硬件集成在一个设备上。

如图2所示，在一些实施例中，传送单元20包括传感器21和执行器22。传感器21用于采集物料的位置信息，进而根据物料的位置信息判断物料是否经过该传送单元20。还可以在物料或者盛放物料的物料盘上安装标识，以使传感器21可以采集物料的属性信息。

执行器22用于使物料沿着传送路径移动。执行器22可以直接放行或阻挡盛放物料的物料盘，而使物料沿着传送路径移动。也可以将盛放物料的物料盘置于传送件上，通过驱动传送件使物料沿着传送路径移动。执行器22通过完成直线输送、换向平移、升降、曲线输送、顶升定位、缓存、旋转、翻转及爬坡中的任意一种或者多种功能，实现物料沿着传送路径移动。

单元控制器13的输入端用于与传感器21的输出端电连接，单元控制器13的输出端用于与执行器22的控制端电连接。

作为其中一种实施方式，在确定传感器21与单元控制器13之间的电连接方式以及执行器22与单元控制器13之间的电连接方式之后，向上位机11输入上述电连接方式。

上位机11根据传感器21与单元控制器13之间的电连接方式，以及执行器22与单元控制器13之间的电连接方式生成接口配置信息，总控制器12用于根据接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令，以完成对单元控制器13的配置。

其中，接口配置指令用于配置单元控制器13的输入端的接口参数和输出端的接口参数，接口查询指令用于查询单元控制器13的输入端的接口状态信息，接口控制指令用于控制单元控制器13的输出端的接口动作执行。

继续参考图2，在一些实施例中，单元控制器13包括模拟信号输入接口电路131、模拟信号输出接口电路132、数字信号输入接口电路133以及数字信息输出接口电路134。

若模拟信号输入接口电路131与传感器21之间存在电连接，上位机11生成用于配置模拟信号输入接口电路131的接口配置信息，总控制器12根据接口配置信息生成接口配置指令和接口查询指令，以完成模拟信号输入接口电路131的接口配置。

若数字信号输入接口电路133与传感器21之间存在电连接，上位机11生成用于配置数字信号输入接口电路133的接口配置信息，总控制器12根据接口配置信息生成接口配置指令和接口查询指令，以完成数字信号输入接口电路133的接口配置。

若模拟信号输入接口电路131与传感器21之间存在电连接，且数字信号输入接口电路133与传感器21之间存在电连接，上位机11生成用于配置数字信号输入接口电路133和模拟信号输入接口电路131的接口配置信息，以完成数字信号输入接口电路133和模拟信号输入接口电路131的接口配置。

若模拟信号输出接口电路132与执行器22之间存在电连接，上位机11生成用于配置模拟信号输出接口电路132的接口配置信息，总控制器12根据接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令，以完成模拟信号输出接口电路132的接口配置。

若数字信号输出接口电路134与执行器22之间存在电连接，上位机11生成用于配置数字信号输出接口电路134的接口配置信息，总控制器12根据接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令，以完成数字信号输出接口电路134的接口配置。

若模拟信号输出接口电路132与执行器22之间存在电连接，且数字信号输出接口电路134与执行器22之间存在电连接，上位机11生成用于配置数字信号输出接口电路134和模拟信号输出接口电路132的接口配置信息，以完成数字信号输出接口电路134和模拟信号输出接口电路132的接口配置。

在完成单元控制器13中模拟信号输入接口电路131、模拟信号输出接口电路132、数字信号输入接口电路133以及数字信息输出接口电路134中接口配置后，单元控制器13通过模拟信号输入接口电路131和/或数字信号输入接口电路133获得传感器采集的位置信息，并通过模拟信号输出接口电路132和/或数字信息输出接口电路134向执行器22发送控制信号，以控制执行器22动作，进而带动物料按照预设传送路径移动。

在一些实施例中，在传送线中的每个传送单元20上添加用于监测设备工作状态的传感器，例如：监测传送单元20的电机工作温度和噪音。单元控制器13还用于获取传送单元20的故障数据，并向总控制器12发送故障数据。总控制器12接收到故障数据后，将故障数据转发至上位机11。上位机11根据故障数据更新传送路径数据，绕开发生故障的传送单元20，协调其他工位进行作业，待故障的传送单元20的故障排除后，再恢复原有路径。

上位机记录接收到的故障数据、传感器的状态数据、执行器的状态数据、总控制器与上位机的数据交互次数，并根据上述数据预测故障，再根据预测故障，生成维护保养提示，例如：更换皮带、电机润滑等提示，以减少故障的发生率。

本申请实施例提供的传送线的控制系统中，当需要在传送单元中新增传感器、新增执行器、修改传感器的接口或者修改执行器的接口时，由于单元控制器和对应的传送单元集成为一体化的功能模块，无需修改单元控制器中的程序，仅需上位机根据单元控制器和传感器之间的电连接关系和/或单元控制器和执行器之间电连接关系生成接口配置信息，并更新到总控制器中，即可配置单元控制器与传感器之间的接口，以及单元控制与执行器之间的接口。在完成单元控制器的配置后，可以由上位机根据物料传送需求和传送单元布局生成传送路径数据，以使总控制器可以根据传送路径和物料位置信息生成控制指令，以使单元控制器可以控制传送单元按照预设路径传送物料。另外，根据故障数据更新物料传送路径，可以应对传送单元出现故障情况，提高该传送线的可靠性。

如图3所示，本申请实施例提供一种传送线，该传送线包括上述实施例中的控制系统和至少一个传送单元20。所述控制系统用于控制传送单元20按照预设传送路径传送物料。

实际应用中，传送线还包括机架40、传输件30及物料盘50，传送单元20设置在机架40上，传输件30设置在机架40上，该传输件30沿物料输送方向延伸，物料盘50放置在传输件30的正面。需要说明的是，传输件30的正面为该传输件30背离机架40内部的一侧。

参照图3所示，本实施例中，传送线至少包括两组传输件30，两组传输件30分别沿垂直于物料输送方向并排设置，每组传输件30形成一条输送线，两组传输件30的活动方向可以相反，例如，其中一组传输件30顺时针转动，即该传输件30的正面各个位置往机架40的右端活动，另一组传输件30逆时针转动，即该传输件30的正面各个位置往机架40的左端活动，两组传输件30实现“一去一回”的物料输送环路。

其中，每组传输件30可以包括两个沿垂直于物料输送方向并排设置的传送皮带，例如每组传输件30均为双向双皮带，物料盘50的两端放置在两个平行的传送皮带上，随着传输件30的活动，物料盘50也在物料输送方向上进行移动。

需要说明的是，本实施例中，物料输送方向是指物料盘50在传输件30的延伸方向上的运动方向。在其它实施例中，传输件30也可以是输送链条，本申请实施例不对传输件30的结构进行限制，只要能够对物料盘50进行输送即可。

在一些实施例中，如图4所示，传送单元20包括传感器21、执行器22以及机构组件23，传感器21和执行器22安装于机构组件23上，单元控制器13安装于机构组件23上。本实例中单元控制器13可以放置在传送单元20的底部，可连同传送单元20实现整体拆卸和移动。也可以根据机台的实际空间情况，将单元控制器13放置在传送单元20的两侧。

单元控制器13的输入端用于与传感器21的输出端电连接，单元控制器13的输出端用于与执行器22的控制端电连接。其中，单元控制器13可以使用I₂C、SPI、CAN等总线接口与传感器21连接。传感器21采集物料的位置信息，通过单元控制器13实现对执行器22的自动控制，进而完成对物料盘的准确驱动。

继续参考图2，在一些实施例中，单元控制器13包括模拟信号输入接口电路131、模拟信号输出接口电路132、数字信号输入接口电路133、数字信息输出接口电路134、单元处理器135以及单元通信电路136。单元通信电路136用于将模拟信号输入接口电路131和/或数字信号输入接口电路133接收到的物料位置数据上传至总控制器12，还用于接收总控制器12发送的控制指令。单元处理器135用于将控制指令转换为用于控制执行器22的控制信号，并通过模拟信号输出接口电路132和/或数字信号输出接口电路134传送至执行器22的控制端。

总控制器12包括总处理器121以及总通信电路122。总通信电路122用于接收单元通信电路136发送的物料位置数据，还用于接收上位机11发送的传送路径数据。总处理器121用于根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器13的控制指令。

模拟信号输入接口电路131和数字信号输入接口电路133作为单元控制器13的输入端，与传送单元20中的传感器21连接。模拟信号输出接口电路132和数字信号输出接口电路134作为单元控制器13的输出端，与传送单元20中的执行器22连接。单元处理器135与单元控制器13中的其他部分通过总线连接。

每个传送单元20中的传感器21和执行器22在对应的单元控制器13上获取电源，两个位置相邻的传送单元20对应的两个单元控制器13之间通过电缆连接，该电缆既用于两个单元控制器13之间的通信，形成控制该两个传送单元20之间的通信网络，也用于为单元控制器13、传送单元20中的传感器21以及传送单元20中执行器22供电。总通信电路122连接控制传送单元20的通信网络中的某一个单元控制器13，即可透过通讯总线实现所有传送单元20的信息获取以及控制。

总通信电路122提供与上位机11通信的连接接口，还可以提供和每个单元控制器13中单元通信电路136通信的连接接口。总通信电路122包含RS485接口、以太网接口和/或WIFI接口等有线或无线的总线接口。总控制器12中的总通信电路122通过以太网接口或WIFI接口与上位机进行通信。

单元通信电路136包括RS485接口、CAN总线和/或以太网接口等有线或无线的总线接口，RS485接口上可运行串行Modbus RTU协定，以太网接口上可运行Modbus TCP协定。单元通信电路136也可以包含其他常见的工业网路通讯接口及协定，例如Profinet，Powerlink及Ethernet/IP等。单元通信电路136通过RS485接口、CAN总线和/或以太网等通讯接口与总通信电路122通信连接。

上位机11根据传送单元20的传感器21和单元控制器13之间的电连接关系、以及执行器22和单元控制器13之间的电连接关系生成包含有接口配置信息的配置文档。总通信电路122接收上位机11发送的包含有接口配置信息的配置文件，该接口配置信息用于对模拟信号输入接口电路131、模拟信号输出接口电路132、数字信号输入接口电路133以及数字信息输出接口电路134进行配置，该接口配置信息还用于配置传送单元20的逻辑功能。配置文件可以采用通用标准或自定义格式。

总处理器121上运行嵌入式程序，总处理器121对配置文件进行解析，并按照配置文件生成接口指令。该接口指令用于配置单元控制器接口的接口配置指令和接口查询指令，以及配置传送单元的逻辑功能的接口控制指令。总处理器121将接口配置指令、接口查询指令以及接口控制指令映像到单元控制器13的对应功能定义的寄存器地址中，以实现对单元控制器13的接口配置和传送单元20的逻辑功能配置。

在完成单元控制器13的配置后，上位机11获取物料传送需求和传送单元的布局数据，并根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据。总通信电路122用于接收上位机11发送的传送路径数据。单元通信电路136将模拟信号输入接口电路131和/或数字信号输入接口电路133接收到的物料位置数据上传至总控制器12，总通信电路122接收单元通信电路136发送的物料位置数据。总处理器121用于根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器的控制指令。总通信电路122接收总处理器121发送的控制指令，并将控制指令发送至各个单元处理器13。单元处理器13用于将控制指令转换为用于控制执行器22的控制信号，并通过模拟信号输出接口电路132和/或数字信号输出接口电路134传送至执行器22的控制端，以控制对应传送单元20中的执行器22动作，进而带动物料按照预设传送路径移动。

下面举例说明传送线的控制系统根据物料传送需求控制物料沿预设传送路径移动的过程。

如图5所示，传送线包括9个传送单元和3个传送皮带，9个传送单元依次标记为631、632、633、634、635、636、637、638、639。9个传送单元按照3×3的矩阵方式排列。3个传送皮带均为双向双皮带，且依次标记为621、622、623。在传送线周围布置有六个机台，依次标记为611、612、613、614、615、616。该传送线可根据产品类型的不同而规划不同的传送线路径。

如图6所示，对产品A进行加工，传送皮带622的左侧作为产品A的入口，产品A的传送需求为从机台611开始，经由机台615移动到机台616。上位机根据9个传送单元的布局数据和产品A的传送需求确定产品A的传送路径为634-631-634-635-638-639。

总控制器根据接收到的传送路径数据和物料位置信息生成控制指令，控制传送单元按照预设路径移动物料。具体地，当总控制器接收到的物料位置信息指示产品A移动至传送单元634时，总控制器生成控制指令，以控制传送单元634和传送单元631的升降装置同时升起，并启动传送单元634和传送单元631的平移电机。当总控制器接收到的物料位置信息指示产品A传送至传送单元631后，总控制器生成控制指令，以控制传送单元634和传送单元631的升降装置降落，并停止传送单元634和传送单元631的平移电机。

机台611开始对产品A进行加工，等待加工完成后，传送单元631将产品A重新传送至传送单元634。当总控制器接收到的物料位置数据指示产品A重新传送至传送单元634时，总控制器生成控制指令，以控制产品A经传送皮带622传送至传送单元635。当总控制器接收到的物料位置数据指示产品A位于传送单元635上时，总控制器生成控制指令，以控制传送单元635和传送单元638的升降装置同时升起，并启动传送单元635和传送单元638的平移电机。当总控制器接收到的物料位置信息指示产品A传送至传送单元638后，总控制器生成控制指令，以控制传送单元635和传送单元638的升降装置降落，并停止传送单元635和传送单元638的平移电机。机台615开始对产品A进行加工，等待加工完成后，当总控制器接收到的物料位置数据指示产品A传送至传送单元638时，总控制器生成控制指令，以控制产品A经传送皮带623传送至传送单元639，由机台616完成加工。

上位机内存储有多个产品类别的传送路径数据，总控制器接收单元控制器发送的物料类型数据，当确定传送线上传送的物料切换时，上位机确定当前传送的物料类别，并根据物料类别确定传送路径数据，并将传送路径数据发送给总控制器，总控制器根据传送路径数据和物料位置信息生成控制指令，以使单元控制器控制传送单元按照预设路径传送物料。

如图7所示，产品B的物料传送需求为从机台611至机台613，上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成物料传送路径为634-631-632-633。将产品B的传送路径保存在上位机中，当传感器检测到传送物料从产品A切换至产品B时，上位机将产品B的传送路径数据发送至总控制器。

当总控制器接收到的物料位置数据指示产品B由传送单元634进入传送线时，总控制器生成控制指令，以控制传送单元634和传送单元631中的升降装置同时升起，并启动传送单元634和传送单元631的平移电机。当总控制器接收到的物料位置数据指示产品B传送至传送单元631后，总控制器生成控制指令，以控制传送单元631和传送单元634中的升降装置降落，并停止传送单元631和传送单元634的平移电机。机台611开始对产品B进行加工，待加工完成后，产品B经传送皮带621依次传送至传送单元632和传送单元633，再由机台613完成加工。

如图8所示，当确定机台612正在加工产品时，则可将产品B绕过传送单元632，例如设置路径为634-631-634-635-636-633。产品B先由传送单元634进入传送线，传送至传送单元631并由机台611完成产品B的加工后，重新传送至传送单元634，再经传送皮带622依次传送至传送单元635和传送单元636。产品B传送至传送单元636后，传送单元636和传送单元633的升降装置同时升起，并启动传送单元636和传送单元633的平移电机；产品B传送至传送单元633后，传送单元636和传送单元633的升降装置降落并停止平移电机，由机台613完成产品B的加工。

本申请实施例提供的传送线的控制系统，通过若干个传送单元配合传送带可实现机构灵活布局，通过上位机向总控制器发送传送路径数据，总控制器根据传送路径数据和物料位置信息生成控制指令，以使传送单元完成相应功能，如平移换向，直线放行，直线缓存等，实现传送线的功能动态调整。本传送线的控制系统可实现不需移动传送单元的位置，单元控制器和总控制器也无需重新编写和下载程序，即可动态调整传送路径。

如图9所述，本申请实施例提供一种传送线的控制方法，该方法应用于上述传送线的控制系统。该控制方法包括如下步骤：

S701、上位机获取物料传送需求和传送单元的布局数据。

其中，物料传送需求是物料运输的起点工位、途径工位以及终点工位。传送单元的布局数据是指各个传送单元与工位之间的相对位置关系。

S702、上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据。

其中，上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据进行路径规划，生成传送路径数据。传送路径数据具体包括完成物料传送需求所需的传送单元以及各个传送单元之间的工作时序。

S703、上位机向总控制器发送传送路径数据，总控制器接收上位机发送的传送路径数据。

S704、单元控制器向总控制器发送物料位置数据，总控制器接收单元控制器发送的物料位置数据。

其中，物料位置数据是指物料当前所处的位置，也就是物料当前所在的传送单元。

S705、总控制器根据物料位置数据和传送路径数据生成单元控制器的控制指令。

其中，总控制器根据物料位置数据确定物料当前所处的传送单元，再根据传送路径数据确定物料即将流经的传送单元，并生成用于控制当前所处的传送单元和即将流经的传送单元的控制指令。

S706、总控制器向单元控制器发送控制指令。

S707、单元控制器根据控制指令控制传送单元按照预设传送路径传送物料。

其中，单元控制器解析控制指令，并根据解析结果确定当前所处的传送单元和即将流经的传送单元需要完成的动作功能，例如：平移换向，直线放行，直线缓存等，并根据传送单元需要完成的动作功能生成控制信号，以控制当前所处的传送单元和即将流经的传送单元完成相应动作功能，最终使传送单元按照预设传送路径传送物料。

在本申请实施例提供的控制方法，上位机根据物料传送需求和传送单元的布局数据生成传送路径数据，以使总控制器根据传送路径数据和物料位置数据生成控制指令，以使单元控制器控制传送单元按照预设路径传送物料，可以适应物料多种传送需求，无需总控制器和单元控制器重新编写和下载程序以适应变化的物料传送需求，也无需更改传送单元的布局以适应变化的物料传送需求，实现柔性化物料传送。

在一些实施例中，该控制方法还包括如下步骤：

S801、上位机根据传感器与单元控制器之间的电连接方式，以及执行器与单元控制器之间的电连接方式生成接口配置信息。

其中，传送单元设置有多个传感器，例如：用于检测物料位置信息的传感器、用于检测执行器的故障状态的传感器、用于检测传送单元的是否被占用的传感器。传感器与单元控制器之间的电连接方式用于确定单元控制器中各个接口与各个传感器是否连接。

相应地，传送单元中也设置有多个执行器，执行器与单元控制器之间的电连接方式用于确定单元控制器中各个接口与各个执行器是否连接。上位机根据上述电连接关系生成接口配置信息，以实现对单元控制器中各个接口配置。

单元控制器包括模拟信号输入接口电路、数字信号输入接口电路、模拟信号输出接口电路以及数字信号输出接口电路。

若模拟信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，上位机生成用于配置模拟信号输入接口电路的接口配置信息，以完成模拟信号输入接口电路的接口配置。

若数字信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输入接口电路的接口配置信息，以完成数字信号输入接口电路的接口配置。

若模拟信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，且数字信号输入接口电路与传感器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输入接口电路和模拟信号输入接口电路的接口配置信息，以完成数字信号输入接口电路和模拟信号输入接口电路的接口配置。

若模拟信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，上位机生成用于配置模拟信号输出接口电路的接口配置信息，以完成模拟信号输出接口电路的接口配置。

若数字信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输出接口电路的接口配置信息，以完成数字信号输出接口电路的接口配置。

若模拟信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，且数字信号输出接口电路与执行器之间存在电连接，上位机生成用于配置数字信号输出接口电和模拟信号输出接口电路的接口配置信息，以完成数字信号输出接口电路和模拟信号输出接口电路的接口配置。

S802、上位机向总控制器发送接口配置信息。

S803、总控制器接收上位机发送的接口配置信息，并根据接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令。

其中，接口配置指令用于配置单元控制器的输入端的接口参数和输出端的接口参数，接口查询指令用于查询单元控制器的输入端的接口状态信息，接口控制指令用于控制单元控制器的输出端的接口动作执行。

在本申请实施例提供的控制方法中，当需要在传送单元中新增传感器、新增执行器、修改传感器的接口或者修改执行器的接口时，无需修改单元控制器中的程序，仅需上位机根据单元控制器和传感器之间的电连接关系和/或单元控制器和执行器之间的电连接关系生成接口配置信息，并更新到总控制器中，即可配置单元控制器与传感器之间的接口和/或单元控制与执行器之间的接口。

在一些实施例中，该控制方法还包括如下步骤：

S901、单元控制器向总控制器发送传送单元的故障数据。

其中，位于传送单元上的传感器实时监控传送单元的故障状态，当检测到传送单元出现故障时上报故障数据。

S902、总控制器向上位机发送传送单元的故障数据。

其中，总控制器在接收到单元控制器发送的传送单元的故障数据后，将故障数据转发至上位机，以使上位机根据故障数据更新传路径数据。

S903、上位机根据故障数据更新传送路径数据。

其中，上位机在接收到故障数据后，确定发生故障的传送单元，更新传送单元的布局数据，再重新根据物料传送需求和更新后的布局数据进行路径规划生成新的传送路径数据，以实现传送路径数据的更新。

在本申请实施例提供的控制方法中，根据故障数据更新物料传送路径，更新后物料传送路径绕开故障传送单元，可实现应对传送单元出现故障的情况，提高该传送线的可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种传送线的控制系统，其特征在于，所述传送线包括至少一个传送单元，所述控制系统包括：至少一个单元控制器、总控制器以及上位机；

所述单元控制器与所述传送单元一一对应，所述单元控制器安装于对应的所述传送单元上，所述总控制器与所述单元控制器之间通信连接，所述总控制器与所述上位机之间通信连接；

所述上位机用于根据物料传送需求和所述传送单元的布局数据生成传送路径数据；

所述总控制器用于接收所述传送路径数据，还用于接收所述单元控制器发送的物料位置数据，并根据所述物料位置数据和所述传送路径数据生成所述单元控制器的控制指令；

所述单元控制器根据所述控制指令控制所述传送单元按照预设传送路径传送物料。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述总控制器和所述上位机为彼此独立的设备，或者所述总控制器和所述上位机集成为一个设备。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述传送单元包括传感器和执行器；

所述单元控制器的输入端用于与所述传感器的输出端电连接，所述单元控制器的输出端用于与所述执行器的控制端电连接；

所述上位机根据所述传感器与所述单元控制器之间电连接方式，以及所述执行器与所述单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息；

所述总控制器根据所述接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令；

其中，所述接口配置指令用于配置所述单元控制器的输入端的接口参数和输出端的接口参数，所述接口查询指令用于查询所述单元控制器的输入端的接口状态信息，所述接口控制指令用于控制所述单元控制器的输出端的接口动作执行。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述单元控制器包括模拟信号输入接口电路以及数字信号输入接口电路；

若所述模拟信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，所述上位机生成用于配置所述模拟信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若所述数字信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，所述上位机生成用于配置所述数字信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若所述模拟信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，且所述数字信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，所述上位机生成用于配置所述数字信号输入接口电路和所述模拟信号输入接口电路的接口配置信息。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述单元控制器还包括模拟信号输出接口电路以及数字信号输出接口电路；

若所述模拟信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接，所述上位机生成用于配置所述模拟信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若所述数字信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接，所述上位机生成用于配置所述数字信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若所述模拟信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接，且所述数字信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接，所述上位机生成用于配置所述数字信号输出接口电路和所述模拟信号输出接口电路的接口配置信息。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述单元控制器还包括单元处理器以及单元通信电路；

所述单元通信电路用于将所述模拟信号输入接口电路和/或所述数字信号输入接口电路接收到的所述物料位置数据上传至所述总控制器，还用于接收所述总控制器发送的所述控制指令；

所述单元处理器用于将所述控制指令转换为用于控制所述执行器的控制信号，并通过所述模拟信号输出接口电路和/或所述数字信号输出接口电路传送至所述执行器的控制端。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述总控制器包括总处理器以及总通信电路；

所述总通信电路用于接收所述单元通信电路发送的所述物料位置数据，还用于接收所述上位机发送的所述传送路径数据；

所述总处理器用于根据所述物料位置数据和所述传送路径数据生成所述单元控制器的控制指令。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的控制系统，其特征在于：

所述单元控制器用于接收所述传送单元的故障数据，并向所述总控制器发送所述故障数据；

所述总控制器用于向所述上位机发送所述故障数据；

所述上位机用于根据所述故障数据更新所述传送路径数据。

9.一种传送线，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任意一项所述的控制系统和至少一个传送单元，所述控制系统用于控制所述至少一个传送单元按照预设传送路径传送物料。

10.一种传送线的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于总控制器，所述传送线包括至少一个传送单元，所述控制方法包括：

接收上位机发送的传送路径数据，其中，所述传送路径数据是根据物料传送需求和所述传送单元的布局数据生成的；

接收单元控制器发送的物料位置数据，其中，所述单元控制器与所述传送单元一一对应，所述单元控制器安装于对应的所述传送单元上；

根据所述物料位置数据和所述传送路径数据生成所述单元控制器的控制指令；

向所述单元控制器发送所述控制指令，以使所述单元控制器根据所述控制指令控制所述传送单元按照预设传送路径传送物料。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述传送单元包括传感器和执行器，所述控制方法还包括：

接收所述上位机发送的接口配置信息；其中，所述接口配置信息是根据所述传感器与所述单元控制器之间电连接方式，以及所述执行器与所述单元控制器之间电连接方式生成的；

根据所述接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令；其中，所述接口配置指令用于配置所述单元控制器的输入端的接口参数和输出端的接口参数，所述接口查询指令用于查询所述单元控制器的输入端的接口状态信息，所述接口控制指令用于控制所述单元控制器的输出端的接口动作执行。

12.一种传送线的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于上位机，所述传送线包括至少一个传送单元，所述控制方法包括：

获取物料传送需求和所述传送单元的布局数据；

根据所述物料传送需求和所述传送单元的布局数据生成传送路径数据；

向总控制器发送所述传送路径数据；

其中，所述传送路径数据用于生成单元控制器的控制指令，所述控制指令用于控制所述传送单元按照预设传送路径传送物料，其中，所述单元控制器与所述传送单元一一对应，所述单元控制器安装于对应的所述传送单元上。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述传送单元包括传感器和执行器，所述控制方法还包括：

根据所述传感器与所述单元控制器之间电连接方式，以及所述执行器与所述单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息；

向所述总控制器发送所述接口配置信息，以使所述总控制器根据所述接口配置信息生成接口配置指令、接口查询指令和接口控制指令。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述单元控制器包括模拟信号输入接口电路以及数字信号输入接口电路；

根据所述传感器与所述单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息，具体包括：

若所述模拟信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，生成用于配置所述模拟信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若所述数字信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，生成用于配置所述数字信号输入接口电路的接口配置信息；或者

若所述模拟信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，且所述数字信号输入接口电路与所述传感器之间存在电连接，生成用于配置所述数字信号输入接口电路和所述模拟信号输入接口电路的接口配置信息。

15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述单元控制器包括模拟信号输出接口电路以及数字信号输出接口电路；根据所述执行器与所述单元控制器之间电连接方式生成接口配置信息，具体包括：

若所述模拟信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接时，生成用于配置所述模拟信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若所述数字信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接时，生成用于配置所述数字信号输出接口电路的接口配置信息；或者

若所述模拟信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接，且所述数字信号输出接口电路与所述执行器之间存在电连接，生成用于配置所述数字信号输出接口电路和所述模拟信号输出接口电路的接口配置信息。

16.根据权利要求12至15中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

接收所述总控制器发送的传送单元的故障数据，其中，所述故障数据是传感器采集的；

根据所述故障数据更新所述传送路径数据。

17.一种传送线的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于单元控制器，所述传送线包括至少一个传送单元，所述单元控制器与所述传送单元一一对应，所述单元控制器安装于对应的所述传送单元上，所述控制方法包括：

发送物料位置数据，以使总控制器根据所述物料位置数据以及上位机根据物料传送需求和所述传送单元的布局数据生成的传送路径数据生成控制指令；

根据所述控制指令控制所述传送单元按照预设传送路径传送物料。

18.根据权利要求10、12或17所述的控制方法，其特征在于，所述总控制器和所述上位机为彼此独立的设备，或者所述总控制器和所述上位机集成为一个设备。

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