一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)接口終端、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器以及單元控制器；其中，數(shù)據(jù)接口終端，其監(jiān)控輸送機(jī)狀態(tài)、輸送業(yè)務(wù)邏輯控制；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器，其分別通過(guò)以太網(wǎng)及CAN網(wǎng)絡(luò)與上述的數(shù)據(jù)接口終端及單元控制器數(shù)據(jù)連接，將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行以太網(wǎng)?CAN的格式轉(zhuǎn)換；單元控制器：其布置于輸送機(jī)單元上，該單元控制器上設(shè)有光電接口、電機(jī)接口以及CAN總線接口；連接上、下游單元控制器，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)輸送狀態(tài)，執(zhí)行輸送邏輯，并控制其上承載物品的輸送。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)采用了分布式控制，單元控制器、傳感器、電機(jī)與輸送機(jī)單元布置在一起，完全分布布置，大大節(jié)約了線纜成本和布線成本，同時(shí)維護(hù)檢修也較為方便。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及物流自動(dòng)化
，尤其指代一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前物流自動(dòng)化行業(yè)中輸送機(jī)廣泛使用的控制系統(tǒng)主要是PLC集散控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成。所有控制部件集中布置在PLC控制柜里，然后將各個(gè)輸送機(jī)單元節(jié)點(diǎn)的光電信號(hào)通過(guò)線纜引至PLC機(jī)柜的開(kāi)關(guān)量輸入模塊，經(jīng)PLC控制器主站掃描后執(zhí)行相關(guān)邏輯后，再控制開(kāi)關(guān)量輸出模塊，再經(jīng)由線纜引至輸送機(jī)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)輸送物品。采用PLC集散控制系統(tǒng)主要存在如下的缺點(diǎn)：1.由于PLC模塊全部布置在PLC機(jī)柜里，所有的信號(hào)如光電信號(hào)，電機(jī)則布置在輸送機(jī)單元上，布置上極其分散。PLC集散控制系統(tǒng)需要的全部布線全部引至PLC機(jī)柜，會(huì)導(dǎo)致線纜較長(zhǎng)較多，布線復(fù)雜，線纜成本較高，后期維護(hù)檢修也不方便。2.由于采用的是通用的PLC控制器，所有的輸送功能需在PLC控制器里通過(guò)邏輯組態(tài)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)小的功能都需要大量組態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在節(jié)點(diǎn)較多時(shí)工作量較大，且容易出錯(cuò)，系統(tǒng)擴(kuò)展和調(diào)試時(shí)需要配套進(jìn)行組態(tài)修改調(diào)試，項(xiàng)目實(shí)施對(duì)人員要求較高，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。3.采用通用的PLC模塊，很多輸送機(jī)底層的數(shù)據(jù)較難獲取和及時(shí)處理，很難實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜和智能的功能。譬如智能故障診斷，設(shè)備壽命管理等。4.由于采用集中控制，單點(diǎn)故障往往需要整個(gè)區(qū)域的輸送機(jī)停線檢修，造成的影響較大，維護(hù)檢修成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)的目的在于提供一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用PLC集散控制系統(tǒng)，布線復(fù)雜，成本較高，后期維護(hù)檢修不方便等問(wèn)題，以及故障率大，底層數(shù)據(jù)難以獲取及處理等問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本技術(shù)的一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)，應(yīng)用于由復(fù)數(shù)個(gè)輸送機(jī)單元連接構(gòu)成的輸送機(jī)中，包括：數(shù)據(jù)接口終端、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器以及單元控制器；其中，數(shù)據(jù)接口終端，其監(jiān)控輸送機(jī)狀態(tài)、輸送業(yè)務(wù)邏輯控制，以及提供系統(tǒng)維護(hù)與診斷；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器，其通過(guò)以太網(wǎng)與上述的數(shù)據(jù)接口終端數(shù)據(jù)連接，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與單元控制器數(shù)據(jù)連接，將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行以太網(wǎng)-CAN的格式轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)數(shù)據(jù)的外部交互；單元控制器，其布置于輸送機(jī)單元上，且每個(gè)單元控制器從屬于一個(gè)輸送機(jī)單元，該單元控制器上設(shè)有光電接口、電機(jī)接口以及CAN總線接口；其中，光電接口數(shù)據(jù)連接輸送機(jī)單元上設(shè)置的光電傳感器，接收光電信號(hào)；電機(jī)接口輸出控制輸送機(jī)單元上設(shè)置的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；CAN總線接口分別連接上、下游單元控制器，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)輸送狀態(tài)，執(zhí)行輸送邏輯，并控制其上承載物品的輸送。優(yōu)選地，所述的單元控制器根據(jù)所屬輸送機(jī)單元的工作狀態(tài)，與上、下游單元控制器建立通訊會(huì)話，并執(zhí)行接收/發(fā)送物品的指令。優(yōu)選地，所述的單元控制器記錄電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、輸送執(zhí)行時(shí)間、電壓及電流溫度數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)接口終端。優(yōu)選地，所述的CAN網(wǎng)絡(luò)通訊地址通過(guò)ID撥碼指定，不同的輸送功能通過(guò)類(lèi)型撥碼指定。優(yōu)選地，所述的單元控制器對(duì)光電傳感器的電流進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)檢測(cè)傳感器是否斷線，并自動(dòng)旁路。優(yōu)選地，所述的單元控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行斷線、過(guò)溫、電流異常診斷，并在故障時(shí)及時(shí)切斷異常避免故障惡化。本技術(shù)的有益效果：（1）本技術(shù)采用了分布式的兩層控制，單元控制器、傳感器、電機(jī)與輸送機(jī)單元布置在一起，完全分布布置，兩層控制結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，電氣布線易于模塊化；大大節(jié)約了線纜成本和布線成本，同時(shí)系統(tǒng)擴(kuò)展，同時(shí)維護(hù)檢修也較為方便；（2）由于使用專(zhuān)用的控制器，無(wú)需針對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行組態(tài)工作，可大大節(jié)省人力，同時(shí)專(zhuān)用的控制器更容易結(jié)合硬件實(shí)現(xiàn)智能的診斷，數(shù)據(jù)加工功能，提升系統(tǒng)的可靠性和可用性；（3）由于單元控制器無(wú)需上層控制器干預(yù)即可完成基礎(chǔ)輸送功能，并且作為一個(gè)主節(jié)點(diǎn)獨(dú)立控制一個(gè)輸送機(jī)單元，這樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障檢修不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)，提高系統(tǒng)可用性；（4）降低系統(tǒng)實(shí)施難度，提供更為豐富靈活的輸送功能，同時(shí)降低系統(tǒng)故障影響。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用于上輸送機(jī)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本技術(shù)輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3為本技術(shù)輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)的工作原理圖。具體實(shí)施方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的說(shuō)明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本技術(shù)的限定。參照?qǐng)D1、圖2所示，本技術(shù)的一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)，應(yīng)用于由復(fù)數(shù)個(gè)輸送機(jī)單元連接構(gòu)成的輸送機(jī)中，包括：數(shù)據(jù)接口終端、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器以及單元控制器；其中，數(shù)據(jù)接口終端，其監(jiān)控輸送機(jī)狀態(tài)、輸送業(yè)務(wù)邏輯控制，以及提供系統(tǒng)維護(hù)與診斷；于實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)接口終端為一個(gè)計(jì)算機(jī)，通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)連接云端數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)數(shù)據(jù)接口終端可對(duì)應(yīng)一條完整輸送機(jī)；作業(yè)人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)查看輸送機(jī)中每個(gè)輸送機(jī)單元的工作狀態(tài)，故障情況等，便于對(duì)整個(gè)輸送業(yè)務(wù)的控制以及設(shè)備的維護(hù)，以及通過(guò)數(shù)據(jù)接口終端發(fā)送業(yè)務(wù)功能至各單元控制器，此處的業(yè)務(wù)功能指代輸送機(jī)單元上物品的輸送路徑。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器，其通過(guò)以太網(wǎng)與上述的數(shù)據(jù)接口終端數(shù)據(jù)連接，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與單元控制器數(shù)據(jù)連接，將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行以太網(wǎng)-CAN的格式轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)數(shù)據(jù)的外部交互；該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器提供了對(duì)于報(bào)文指定字節(jié)（COBID）的過(guò)濾及轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則設(shè)置，可以根據(jù)COBID中智能識(shí)別報(bào)文類(lèi)型，進(jìn)行是否轉(zhuǎn)發(fā)，以及轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)象的智能控制；COBID是CAN通訊中通訊對(duì)象標(biāo)識(shí)符，標(biāo)準(zhǔn)幀為11位，擴(kuò)展幀為29位，支持硬件收發(fā)過(guò)濾。該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器從中定義了3bit控制位，最多可以據(jù)此組合成八種轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，規(guī)則控制報(bào)文是否轉(zhuǎn)發(fā)以及轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)象，重發(fā)次數(shù)等。不同的產(chǎn)品在定義通訊協(xié)議時(shí)只需照此規(guī)則結(jié)合實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行定義即可，使用簡(jiǎn)便，擴(kuò)展性好。由于是硬件級(jí)過(guò)濾，所有可以做到高效轉(zhuǎn)發(fā)。單元控制器，其布置于輸送機(jī)單元上，且每個(gè)單元控制器從屬于一個(gè)輸送機(jī)單元，該單元控制器上設(shè)有光電接口、電機(jī)接口以及CAN總線接口；其中，光電接口數(shù)據(jù)連接輸送機(jī)單元上設(shè)置的光電傳感器，通過(guò)接收光電傳感器發(fā)送的光電信號(hào)來(lái)獲取輸送機(jī)單元上物品的輸送狀態(tài)；電機(jī)接口輸出控制輸送機(jī)單元上設(shè)置的電機(jī)（M）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分析上述獲取的光電信號(hào)以及上游單元控制器通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的相關(guān)輸送狀態(tài)信號(hào)，執(zhí)行輸送邏輯后，控制所屬輸送機(jī)單元上物品的輸送；其通過(guò)CAN總線接口分別與上、下游單元控制器數(shù)據(jù)連接，獲取相關(guān)的輸送狀態(tài)。由于采用CAN通訊，可以實(shí)現(xiàn)多主通訊，各節(jié)點(diǎn)通訊均由各單元控制器按需發(fā)起，實(shí)現(xiàn)了分布式控制。單元控制器根據(jù)所屬輸送機(jī)單元的工作狀態(tài)，與上、下游單元控制器建立通訊會(huì)話，并執(zhí)行接收/發(fā)送物品的指令；首先判斷所屬輸送機(jī)單元的工作狀態(tài)，并根據(jù)所述的工作狀態(tài)情況以及上游單元控制器是否有發(fā)送物品申請(qǐng)，來(lái)決定是否與上游單元控制器建立物品接收會(huì)話，執(zhí)行接收動(dòng)作。單元控制器記錄電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、輸送執(zhí)行時(shí)間、電壓及電流溫度數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)接口終端，該數(shù)據(jù)接口終端或與之連接云端數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以進(jìn)行設(shè)備的故障預(yù)測(cè)及輔助維護(hù)。單元控制器對(duì)光電傳感器的電流進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)檢測(cè)傳感器是否斷線，并自動(dòng)旁路。單元控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行斷線、過(guò)溫、電流異常診斷，并在故障時(shí)及時(shí)切斷異常避免故障惡化。所述的CAN網(wǎng)絡(luò)通訊地址通過(guò)ID撥碼指定，不同的輸送功能通過(guò)類(lèi)型撥碼指定。初始時(shí)，多個(gè)輸送機(jī)單元連接構(gòu)成輸送機(jī)需要指定節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)，應(yīng)用于由復(fù)數(shù)個(gè)輸送機(jī)單元連接構(gòu)成的輸送機(jī)中，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)接口終端、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器以及單元控制器；其中，數(shù)據(jù)接口終端，其監(jiān)控輸送機(jī)狀態(tài)、輸送業(yè)務(wù)邏輯控制，以及提供系統(tǒng)維護(hù)與診斷；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器，其通過(guò)以太網(wǎng)與上述的數(shù)據(jù)接口終端數(shù)據(jù)連接，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與單元控制器數(shù)據(jù)連接，將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行以太網(wǎng)?CAN的格式轉(zhuǎn)換；單元控制器，其布置于輸送機(jī)單元上，且每個(gè)單元控制器從屬于一個(gè)輸送機(jī)單元，該單元控制器上設(shè)有光電接口、電機(jī)接口以及CAN總線接口；其中，光電接口數(shù)據(jù)連接輸送機(jī)單元上設(shè)置的光電傳感器，接收光電信號(hào)；電機(jī)接口輸出控制輸送機(jī)單元上設(shè)置的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；CAN總線接口分別連接上、下游單元控制器，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)輸送狀態(tài)，執(zhí)行輸送邏輯，并控制其上承載物品的輸送。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種輸送機(jī)分布式控制系統(tǒng)，應(yīng)用于由復(fù)數(shù)個(gè)輸送機(jī)單元連接構(gòu)成的輸送機(jī)中，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)接口終端、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器以及單元控制器；其中，數(shù)據(jù)接口終端，其監(jiān)控輸送機(jī)狀態(tài)、輸送業(yè)務(wù)邏輯控制，以及提供系統(tǒng)維護(hù)與診斷；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器，其通過(guò)以太網(wǎng)與上述的數(shù)據(jù)接口終端數(shù)據(jù)連接，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與單元控制器數(shù)據(jù)連接，將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行以太網(wǎng)-CAN的格式轉(zhuǎn)換；單元控制器，其布置于輸送機(jī)單元上，且每個(gè)單元控制器從屬于一個(gè)輸送機(jī)單元，該單元控制器上設(shè)有光電接口、電機(jī)接口以及CAN總線接口；其中，光電接口數(shù)據(jù)連接輸送機(jī)單元上設(shè)置的光電傳感器，接收光電信號(hào)；電機(jī)接口輸出控制輸送機(jī)單元上設(shè)置的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；CAN總線接口分別連接上、下游單元控制器，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)輸送狀態(tài)，執(zhí)行輸送邏輯，并控制其上承載物品的輸送。2.根據(jù)權(quán)利要求...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：華聚良，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：江蘇華章物流科技股份有限公司，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：江蘇;32