一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和終端模塊，其中，遠(yuǎn)程模塊包括PC上位機(jī)或手機(jī)客戶端，網(wǎng)絡(luò)模塊包括路由器和WiFi網(wǎng)關(guān)，終端模塊包括終端協(xié)調(diào)器、終端節(jié)點、輪式機(jī)器人和加工機(jī)器；所述PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端與路由器連接，其連接方式包括PC上位機(jī)與路由器有線連接，手機(jī)客戶端與路由器無線連接，PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)與路由器連接；所述路由器與終端協(xié)調(diào)器連接；終端協(xié)調(diào)器通過終端節(jié)點與輪式機(jī)器人、加工機(jī)器連接。本實用新型通過建立一個由路由器和基于ZigBee技術(shù)的通信裝置組成的網(wǎng)絡(luò)，提供一個抗干擾的通信系統(tǒng)，并可以通過遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場的設(shè)備完成作業(yè)，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。
【專利說明】
一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及電氣化領(lǐng)域，尤其涉及一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，普遍的生產(chǎn)車間，包括三種運(yùn)行模式。一、通過人工的操作進(jìn)行上料、卸料和運(yùn)輸，人工操作跟機(jī)器相比，由于人工操作的時候可能會存在一些疏忽或者失誤，例如在上料或者是在卸料的時候很可能會因為不小心碰到正在運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器或者是其它東西，輕則可能損壞加工后的產(chǎn)品，重則很可能會對工作人員造成生命威脅。而且人工的操作是很難保證每次搬料都可以用力均勻，難免會存在不當(dāng)?shù)牟僮骰蛘呤鞘д`，這就大大地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。如果機(jī)器在運(yùn)行過程中，沒有及時地上料或者是卸料，則很可能對機(jī)器造成損壞。二、使用機(jī)器以配合工作人員完成這些工作，例如采用PLC開發(fā)的系統(tǒng)，但是這不能實現(xiàn)一對多控制，而且時延長，這種方式屬于半人工半智能。所以生產(chǎn)車間的每一臺加工機(jī)器還是需要一個人甚至多個人負(fù)責(zé)，以保證這臺機(jī)器的正常工作，這就大大地增加了操作人員的數(shù)量和生產(chǎn)的成本。三、使用其他無線技術(shù)開發(fā)的系統(tǒng)，但是生產(chǎn)車間是一個復(fù)雜的環(huán)境，周圍存在很大的電磁干擾信號和阻礙信號傳輸?shù)奈矬w，很容易丟失傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，無法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳輸。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型針對人工操作產(chǎn)生的效率和安全性問題，車間環(huán)境干擾問題，提供一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案為一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和終端模塊，其特征在于:遠(yuǎn)程模塊包括PC上位機(jī)或手機(jī)客戶端，網(wǎng)絡(luò)模塊包括路由器和WiFi網(wǎng)關(guān)，終端模塊包括終端協(xié)調(diào)器、終端節(jié)點、輪式機(jī)器人和加工機(jī)器;所述PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端與路由器連接，其連接方式包括PC上位機(jī)與路由器有線連接，手機(jī)客戶端與路由器無線連接，PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)與路由器連接;所述路由器與終端協(xié)調(diào)器連接;終端協(xié)調(diào)器通過終端節(jié)點與輪式機(jī)器人、加工機(jī)器連接，所述終端節(jié)點包括無線通訊系統(tǒng)、OLED顯示屏模塊和按鍵系統(tǒng)，通過串口的方式連接輪式機(jī)器人、加工機(jī)器，其中輪式機(jī)器人上的終端節(jié)點采用奇地址，加工機(jī)器上的終端節(jié)點采用偶地址。
[0005]優(yōu)選地所述終端協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點連接，搭建星形通信網(wǎng)絡(luò)以協(xié)調(diào)終端節(jié)點接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0006]優(yōu)選地所述路由器與廣域網(wǎng)連接以搭建路由器局域網(wǎng)，使控制系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)。
[0007]優(yōu)選地所述終端協(xié)調(diào)器搭載有WiFi網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)作為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)由終端節(jié)點組成的局域網(wǎng)與由路由器組成的局域網(wǎng)連接。
[0008]優(yōu)選地所述無線通訊系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，組成包括終端節(jié)點和終端協(xié)調(diào)器的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。
[0009]優(yōu)選地所述WiFi網(wǎng)關(guān)包括無線收發(fā)模塊，通過串口與終端協(xié)調(diào)器連接，WiFi網(wǎng)關(guān)同時與路由器無線連接，WiFi網(wǎng)關(guān)作為中繼器，實現(xiàn)終端協(xié)調(diào)器與路由器無線連接，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸。
[0010]本實用新型通過建立一個由路由器和基于ZigBee技術(shù)的通信裝置組成的網(wǎng)絡(luò)，提供一個抗干擾的通信系統(tǒng)，并可以通過遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場的設(shè)備完成作業(yè)，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。
【附圖說明】
[0011]圖1所示為根據(jù)本實用新型的一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)的示意圖；
[0012]圖2所示為根據(jù)本實用新型的一種自動化生產(chǎn)車間的控制過程的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]結(jié)合下面的實施例對本實用新型進(jìn)行解釋。
[0014]如圖1所示，一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和終端模塊，其特征在于:遠(yuǎn)程模塊包括PC上位機(jī)或手機(jī)客戶端，網(wǎng)絡(luò)模塊包括路由器和WiFi網(wǎng)關(guān)，終端模塊包括終端協(xié)調(diào)器、終端節(jié)點、輪式機(jī)器人和加工機(jī)器；
[0015]所述PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端與路由器連接，其連接方式包括PC上位機(jī)與路由器有線連接，手機(jī)客戶端與路由器無線連接，PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)與路由器連接；
[0016]實際工廠中，一部分的PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端會離終端的設(shè)備較近，此時PC使用有線連接和手機(jī)與路由器進(jìn)行無線連接，都是有利于現(xiàn)場人員進(jìn)行應(yīng)急作業(yè)，同時考慮到遠(yuǎn)程作業(yè)的問題，也支持PC和手機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)的方式與路由器相連，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。
[0017]所述路由器與終端協(xié)調(diào)器連接；
[0018]終端協(xié)調(diào)器通過終端節(jié)點與輪式機(jī)器人、加工機(jī)器連接，所述終端節(jié)點包括無線通訊系統(tǒng)、OLED顯示屏模塊和按鍵系統(tǒng)，通過串口的方式連接輪式機(jī)器人、加工機(jī)器，其中輪式機(jī)器人上的終端節(jié)點采用奇地址，加工機(jī)器上的終端節(jié)點采用偶地址。
[0019]輪式機(jī)器人與加工機(jī)器是命令的執(zhí)行者，終端節(jié)點是命令執(zhí)行者的附屬器材，用于提供更多的功能，如無線通訊系統(tǒng)用于通信、OLED顯示屏模塊采用0.96寸液晶顯示屏，用于顯示終端節(jié)點和終端協(xié)調(diào)器的通信地址、運(yùn)行模式和運(yùn)行情況，按鍵系統(tǒng)為四行四列矩陣按鍵，用于手動輸入通信地址、模式選擇、系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)、輸入校驗碼，方便對單個控制節(jié)點的操作，另外通過奇偶地址區(qū)分輪式機(jī)器人和加工機(jī)器上的控制節(jié)點。
[0020]終端協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點連接，搭建星形通信網(wǎng)絡(luò)以協(xié)調(diào)終端節(jié)點接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0021]路由器與廣域網(wǎng)連接以搭建路由器局域網(wǎng)，使控制系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)。
[0022]控制系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)，能提供更遠(yuǎn)距離的控制能力。
[0023]終端協(xié)調(diào)器搭載有WiFi網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)作為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)由終端節(jié)點組成的局域網(wǎng)與由路由器組成的局域網(wǎng)連接。
[0024]無線通訊系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，組成包括終端節(jié)點和終端協(xié)調(diào)器的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。
[0025]ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
[0026]WiFi網(wǎng)關(guān)包括ESP8266串口的WiFi無線收發(fā)模塊，通過串口與終端協(xié)調(diào)器連接，WiFi網(wǎng)關(guān)同時與路由器無線連接，WiFi網(wǎng)關(guān)作為中繼器，實現(xiàn)終端協(xié)調(diào)器與路由器無線連接，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸。
[0027]如圖2所示，一種自動化生產(chǎn)車間的控制過程，第一步、三個模塊的初始化；第二步、PC上位機(jī)判斷初始化是否正常;第三步、PC上位機(jī)控制系統(tǒng)開啟；第四步、協(xié)調(diào)器(終端協(xié)調(diào)器)檢測是否有請求信息，有則進(jìn)行下一步，沒有則結(jié)束流程;第五部、分析請求信息內(nèi)容，如果是上料申請則分配最優(yōu)的運(yùn)輸車(輪式機(jī)器人)運(yùn)料并反饋信息，如果是卸料申請則分配最優(yōu)運(yùn)輸車(輪式機(jī)器人)卸料并反饋信息;第六步、運(yùn)輸車完成任務(wù)之后返回待命。
[0028]以上所述，只是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型并不局限于上述實施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本實用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)其技術(shù)方案和/或?qū)嵤┓绞娇梢杂懈鞣N不同的修改和變化。
【主權(quán)項】
1.一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和終端模塊，其特征在于: 遠(yuǎn)程模塊包括PC上位機(jī)或手機(jī)客戶端，網(wǎng)絡(luò)模塊包括路由器和WiFi網(wǎng)關(guān)，終端模塊包括終端協(xié)調(diào)器、終端節(jié)點、輪式機(jī)器人和加工機(jī)器； 所述PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端與路由器連接，其連接方式包括PC上位機(jī)與路由器有線連接，手機(jī)客戶端與路由器無線連接，PC上位機(jī)、手機(jī)客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)與路由器連接； 所述路由器與終端協(xié)調(diào)器連接； 終端協(xié)調(diào)器通過終端節(jié)點與輪式機(jī)器人、加工機(jī)器連接，所述終端節(jié)點包括無線通訊系統(tǒng)、OLED顯示屏模塊和按鍵系統(tǒng)，通過串口的方式連接輪式機(jī)器人、加工機(jī)器，其中輪式機(jī)器人上的終端節(jié)點采用奇地址，加工機(jī)器上的終端節(jié)點采用偶地址。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，所述終端協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點連接，搭建星形通信網(wǎng)絡(luò)以協(xié)調(diào)終端節(jié)點接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，所述路由器與廣域網(wǎng)連接以搭建路由器局域網(wǎng)，使控制系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，所述終端協(xié)調(diào)器搭載有WiFi網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)作為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)由終端節(jié)點組成的局域網(wǎng)與由路由器組成的局域網(wǎng)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，所述無線通訊系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，組成包括終端節(jié)點和終端協(xié)調(diào)器的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化生產(chǎn)車間的控制系統(tǒng)，所述WiFi網(wǎng)關(guān)包括無線收發(fā)模塊，通過串口與終端協(xié)調(diào)器連接，WiFi網(wǎng)關(guān)同時與路由器無線連接，WiFi網(wǎng)關(guān)作為中繼器，實現(xiàn)終端協(xié)調(diào)器與路由器無線連接，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸。
【文檔編號】G05B19/418GK205644255SQ201620310833
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】戴楷龍, 張海業(yè), 朱佳鵬, 蔡泳成
【申請人】深圳市正陽精密裝備有限公司