一种基于Modbus通信的自动搬运小车的同步控制系统的制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种基于modbus通信的自动搬运小车的同步控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

随着微处理器和自动化技术的快速发展，plc和单片机的功能口益强大，尤其是在工业控制中的数据采集和负载驱动等方面，plc和单片机得到了广泛应用。plc编程简单，运行可靠，尤其是抗干扰能力强，适用于工况恶劣的工业现场，用于驱动负载实现机械设备控制;单片机体积小，成本低，使用灵活，常用于数据采集。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于modbus通信的自动搬运小车的同步控制系统，采用台达es系列plc作为主控器件，at89s52单片机实现数据采集，由plc和单片机为核心组成液压缸的同步控制系统。

本发明所采用的技术方案是。

所述控制系统的液压回路采用液压马达向4个液压缸同时供油，由于液压执行件受制造误差、空气混入等众多因素的影响，造成4个液压缸顶升不同步，导致活塞杆扭转倾斜，液压缸漏油等问题。

所述控制系统采用位移传感器分别测量4个液压缸的实时位移量，经a/d转换送至单片机，单片机通过驱动数码管显示实时位移量并通过通信端口经rs-485总线将数据传输给plc。plc收集4个液压缸的位移量并经过模糊pid运算控制比例流量阀的开度以实现4个液压缸的同步控制。

所述控制系统硬件主要包括信号采集与处理模块、数码管显示模块和rs-485通信模块。

所述信号采集与处理模块通过磁致伸缩位移传感器采集液压缸的位移，输出0~5v电压，经a/d转换送至单片机。

所述a/d转换器采用adc0804，该转换器为逐次比较型转换器，其分辨率为8位，转换时间为100μs，输入电压范围为0~5v，芯片内具有三态输出数据锁存器，可直接连在数据总线上。

所述控制系统采用rs-485二线制总线方式，由max485实现ttl/eiars-485电平转换。rs-485二线制总线采用差分传输方式，具有抑制共模干扰的能力，且允许在总线上实现多点、双向通信。

本发明的有益效果是：该控制系统以plc为控制核心的上位机，以多台单片机作为下位机，完成对4个液压缸的的数据采集，运用于管片模具自动运送小车技术改造项目中，实现了对该小车4个顶升液压缸的同步控制，满足现场工况要求，解决了由于4个液压缸不同步导致活塞杆倾斜以及漏油等问题。

附图说明

图1是本发明的液压缸同步控制系统组成框图。

图2是本发明的rs-485通信模块接线示意图。

图3是本发明的程序执行流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统的液压回路采用液压马达向4个液压缸同时供油，由于液压执行件受制造误差、空气混入等众多因素的影响，造成4个液压缸顶升不同步，导致活塞杆扭转倾斜，液压缸漏油等问题。

控制系统采用位移传感器分别测量4个液压缸的实时位移量，经a/d转换送至单片机，单片机通过驱动数码管显示实时位移量并通过通信端口经rs-485总线将数据传输给plc。plc收集4个液压缸的位移量并经过模糊pid运算控制比例流量阀的开度以实现4个液压缸的同步控制。

控制系统硬件主要包括信号采集与处理模块、数码管显示模块和rs-485通信模块。

信号采集与处理模块通过磁致伸缩位移传感器采集液压缸的位移，输出0~5v电压，经a/d转换送至单片机。

采用mtl系列磁致伸缩位移传感器，其输出为0~5v模拟电压，供电电压+11~+24vdc。该传感器为非接触式，具有高分辨率、高精度、高稳定性、高可靠性、响应时间快、工作寿命长等优点。

a/d转换器采用adc0804，该转换器为逐次比较型转换器，其分辨率为8位，转换时间为100μs，输入电压范围为0~5v，芯片内具有三态输出数据锁存器，可直接连在数据总线上。

如图2，为了实现plc与多个单片机进行通信，控制系统采用rs-485二线制总线方式，由max485实现ttl/eiars-485电平转换。rs-485二线制总线采用差分传输方式，具有抑制共模干扰的能力，且允许在总线上实现多点、双向通信。单片机的txd和rxd接口分别与总线上对应的max485的di和ro接口连接。通过设定外接在单片机上的4位bcd拨码盘，实现对4个单片机的地址设置，plc在与单片机进行通信时依据设定的地址识别所接受的数据是由哪一个单片机发送而来。

如图3，单片机完成对plc发送来的报文解析后，需要向plc发送报文响应。依据modbusrtu通信数据帧格式，依次将自己的地址码、plc发送来的功能码、欲发送的数据字节数、寄存器中的数据以及生成的16位crc校验码加入到要发送的数据帧中。

单片机把上述要发送的5个字节写入发送缓冲寄存器sbuf中，每发送完一个字节由单片机内部硬件使串行口控制寄存器scon中的ti置1，并产生中断，由软件使ti复位，准备发送下一个字节。

技术特征：

技术总结
一种基于Modbus通信的自动搬运小车的同步控制系统，采用台达ES系列PLC作为主控器件，AT89S52单片机实现数据采集，由PLC和单片机为核心组成液压缸的同步控制系统。该控制系统以PLC为控制核心的上位机，以多台单片机作为下位机，完成对4个液压缸的数据采集，运用于管片模具自动运送小车技术改造项目中，实现了对该小车4个顶升液压缸的同步控制，满足现场工况要求，解决了由于4个液压缸不同步导致活塞杆倾斜以及漏油等问题。

技术研发人员：王小义
受保护的技术使用者：王小义
技术研发日：2016.08.22
技术公布日：2018.03.06