CN206671867U - 一种plc与can总线实时通讯的智能机器人系统 - Google Patents

Abstract

一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统，属于通讯技术领域，包括带人机界面系统的PC、机器人主控装置、视觉传感器、GPS位置传感器、CAN总线、机器人驱动模块；机器人驱动模块通过RS232通信线、PLC、通信用特殊适配器、网关、CAN总线与机器人主控装置相连，机器人主控装置上分别连接有带人机界面系统的PC、视觉传感器、GPS位置传感器。采用PLC和通讯转换实现PLC 与CAN 总线的实时通讯；利用机器人主控装置中的CAN总线接口连接总线传输上来的数据；通过PLC控制机器人驱动模块中的电机驱动控制器，使机器人能够按照预先设定的路线运动。

Description

一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，具体涉及一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统。

背景技术

近年来，随着环境保护问题的日益复杂，人们对环境气体的检测技术日益重视，但由于人们日常生产和工作环境的复杂性，常常会由于泄漏、挥发或其他多种原因产生可燃气体、有毒气体(蒸气)等有害气体，因此，对作业环境中的有害气体浓度进行监测，是预防火灾、爆炸、中毒事故的重要措施。为保护作业人员安全，远程智能采样技术越来越为人们所重视。目前可用的技术主要包括无线传感器网络、智能机器人技术等。由于采用智能机器人技术，不需要在采样地点布置固定的无线传感器，而且采样地点更加灵活，采样方案设计也更加方便，使得移动机器人技术在环境采样领域得到了越来越广泛的应用。

CAN( Controller Area Network，控制器局域网络)，是国际上应用最广泛的现场总线之一，被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN总线在信号采集和监控环境等方面应用的越来越广泛，但是，由于CAN通讯接口无法和监控系统中的PLC串口之间实现通讯，制约了CAN总线技术的推广和应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是利用PLC与CAN总线控制智能机器人进行作业时，针对CAN总线无法和监控系统中的PLC串口之间实现通讯的问题，提出一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统。本实用新型实现信号采集和监控过程的自动控制，解决了CAN总线无法和监控系统中的PLC串口之间实现通讯的问题，提高CAN总线和PLC通信的稳定性和抗干扰性能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统，包括带人机界面系统的PC、机器人主控装置、视觉传感器、GPS位置传感器、CAN总线、机器人驱动模块。

所述的机器人主控装置采用以ARM处理器为核心的多功能控制器，控制器具有IPV4网络接口、CAN总线接口。所述IPV4网络接口与带人机界面系统的PC相连接，所述带人机界面系统的PC与机器人主控装置通过无线通信传输数据，所述的GPS位置传感器的输出端电路连接到机器人主控装置上，所述视觉传感器的输出端电路连接到机器人主控装置上；机器人主控装置的CAN总线接口连接CAN总线。

所述机器人驱动模块通过RS232通信线、PLC、通信用特殊适配器、网关、CAN总线等与机器人主控装置相连。

采用CAN-RS485网关进行协议转换，使得CAN总线和RS485之间能够实现通信，同时PLC通过RS485通信用特殊适配器与CAN-RS485网关连接，使得PLC获得RS485的通讯端口，实现 PLC与CAN总线的通讯。PLC与机器人驱动模块之间通过RS232通信线实现信号的传输。

所述的机器人驱动模块包括：机器人本体上左右对称分布的电机驱动控制器、电机、编码器和减速器，电机驱动控制器通过PLC与CAN总线等之间的实时通讯来驱动机器人，电机驱动控制器的输出端分别与电机和编码器连接，电机与编码器和减速器通过电路连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型可应用于现场环境复杂，尤其是具有有毒有害气体、易燃易爆气体场所，以及可能对检测或采样人员造成危险的场所，通过带人机界面系统的PC对机器人下发控制指令，将PLC通讯和CAN总线相结合，抗干扰能力强、开发效率高、组成简单、规格等级化等优点在系统中得到充分体现，保证实时可靠的数据采集和处理以及实时的数据传输，利用智能机器人代替工作人员进行相关的检测和采样工作，在复杂的工业环境下具有适应能力强，反应快，稳态误差小，抗干扰强等优点，一定程度上促进了工业生产的发展。

附图说明

图1为本实用新型的框架结构示意图。

图2为本实用新型的驱动模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如附图1、2所示，一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统，包括带人机界面系统的PC、机器人主控装置、视觉传感器、GPS位置传感器、机器人驱动模块。

机器人主控单元采用以ARM处理器为核心的多功能控制器，控制器具有IPV4网络接口、CAN总线接口。所述IPV4网络接口与带人机界面系统的PC相连接；所述GPS位置传感器的输出端电路连接到机器人主控装置上；所述视觉传感器的输出端电路连接到机器人主控装置上；机器人主控装置的CAN总线接口连接CAN总线。

所述带人机界面系统的PC与机器人主控装置通过无线通信传输数据，所述的GPS位置传感器的输出端电路连接到机器人主控装置上，所述机器人驱动模块通过CAN总线与机器人主控装置相连。

如附图1所示，一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统，采用CAN-RS485网关（CANCOM-100IE）进行协议转换，使得CAN总线和RS485之间能够实现通信，同时PLC（FX3U-48M）通过RS485通信用特殊适配器（FX3U-485ADP-MB）与CAN-RS485网关连接，使PLC获得RS485的通讯端口，实现 PLC与CAN总线的通讯。PLC与机器人驱动模块之间通过RS232通信线实现信号的传输。

如附图2所示，所述的机器人驱动模块包括在机器人本体上左右对称分布的电机驱动控制器、电机、编码器和减速器，电机驱动控制器通过PLC与CAN总线等之间的实时通讯来驱动机器人，电机驱动控制器的输出端分别与电机和编码器连接，电机与编码器和减速器通过电路连接。

工作原理为：工作时，机器人主控装置接收来自带人机界面系统的PC下发的指令，进行处理。机器人视觉传感器将获取最原始图像传给机器人主控装置，GPS位置传感器将机器人所处位置障碍信息传给机器人主控装置。机器人主控装置根据信息做出控制决策，机器人主控装置中的CAN总线接口连接总线传输上来的数据。机器人主控装置将数据通过CAN总线传递到CAN-RS485网关，CAN-RS485网关与RS485通信用特殊适配器相连，将指令传递到PLC，实现CAN 总线和监控系统中的PLC 串口之间的实时通讯。通过PLC控制机器人驱动模块中的电机驱动控制器，使机器人能够按照预先设定的路线运动。机器人运动的同时将采集到的信息通过PLC与CAN总线之间的实时通讯传送给带人机界面系统的PC，对于带人机界面系统的PC传送下来的数据，智能节点通过CAN协议转化为符合CAN标准的数据，再由CAN总线把数据传送到机器人驱动模块。

采用PLC和通讯转换实现PLC 与CAN 总线的实时通讯；采用带人机界面系统的PC实现实时监测与系统控制；采用视觉传感器将获取最原始图像传给机器人主控装置；采用机器人主控装置将数据通过CAN总线传递到CAN-RS485网关；利用机器人主控装置中的CAN总线接口连接总线传输上来的数据；通过PLC控制机器人驱动模块中的电机驱动控制器，使机器人能够按照预先设定的路线运动，代替工作人员进行相关的检测和采样工作。该系统解决了在利用智能机器人代替工作人员进行相关的检测和采样工作时，CAN 总线无法和监控系统中的PLC 串口之间实现通讯的问题。CAN 总线和PLC 通信的及时、稳定和抗干扰能力得到充分体现。可应用于现场环境复杂，以及可能对检测或采样人员造成危险的场所，反应快，稳态误差小，抗干扰强。

Claims (1)

1.一种PLC与CAN总线实时通讯的智能机器人系统，其特征在于:所述实时通讯的智

能机器人系统包括带人机界面系统的PC、机器人主控装置、视觉传感器、GPS位置传感器、CAN总线、机器人驱动模块；

所述机器人主控装置采用以ARM处理器为核心的多功能控制器，控制器具有IPV4网络接口、CAN总线接口；所述IPV4网络接口与带人机界面系统的PC相连接；所述GPS位置传感器的输出端电路连接到机器人主控装置上；所述视觉传感器的输出端电路连接到机器人主控装置上；机器人主控装置的CAN总线接口连接CAN总线；

所述PLC与机器人驱动模块之间通过RS232通信线连接；PLC通过RS485通信用适配器、CAN-RS485网关与CAN总线连接；

所述机器人驱动模块包括：机器人本体上左右对称分布的电机驱动器、电机、编码器和减速器，电机驱动器的输出端分别与电机和编码器连接，编码器、电机和减速器通过电路顺序连接，电机驱动器通过PLC与CAN总线之间的实时通讯来驱动机器人。