一种基于CAN总线驱动的AVG控制系统及车辆技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于CAN总线驱动的AVG控制系统及车辆，属于无人搬运车技术领域。本实用新型专利技术的基于CAN总线驱动方式的AGV控制系统包括上位机控制单元以及与上位机控制单元连接的AVG控制器，AVG控制器包括PLC控制模块、视觉传感器、CAN控制模块和伺服电机驱动器，视觉传感器输出端与PLC控制模块输入端连接，PLC控制模块通过CAN控制模块与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器用于控制连接伺服电机。PLC控制模块通过视觉传感器采集到车辆与规划路径的偏差信号，经PLC控制单元分析处理后得到控制命令，然后通过CAN总线传输给伺服电机驱动器，由伺服电机驱动器控制伺服电机的运动，实现基于CAN总线驱动方式的AGV的自动控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于CAN总线驱动的AVG控制系统及车辆，属于无人搬运车

技术介绍
无人搬运车AGV(AutomatedGuidedVehicle)是指是一种以车载电池为动力，装备有自动导引系统，使用电磁或光学设备沿预设路径行驶，具有安全保护以及移载功能的无人驾驶运输车辆。AGV车辆控制系统的组成可以有两种组合方式，一种是比较简单的方式，如微型处理器+外设，由控制单元、运算单元、存储单元和内部时钟等直接控制外设，虽然它们在理论上是可行的，但是在高实时性，短循环控制、高稳定性及可靠性、低功耗、扩展灵活性、占用空间上都存在一定问题：首要问题是实现实时、高效、准确的收发控制数据、速度、输入输出状态等信息，从而完成对AGV车辆灵活、高精度的控制；再次，处理器接口单一，难于与AGV车辆安装的各种高精度传感器相连接，如伺服电机；第三，软、硬件修改困难，用户需求定制AGV产品的难度大。另一种是：高性能微处理器+控制器+外设，这种方式虽然能够提高系统的实时性，但是成本比较高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于CAN总线驱动方式的AGV控制系统，以解决目前AGV控制系统实时性低、抗干扰性弱的问题。本技术为解决上述技术问题提供了一种基于CAN总线驱动的AVG控制系统，该控制系统包括上位机控制单元以及与上位机控制单元连接的AVG控制器，所述的AVG控制器包括PLC控制模块、视觉传感器、CAN控制模块和电机驱动器，所述的视觉传感器输出端与PLC控制模块输入端连接，PLC控制模块通过CAN控制模块与电机驱动器连接，电机驱动器用于控制连接电机。所述的PLC控制模块包括CPU单元、Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元，Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元均与CPU单元连接。所述的Profibus单元为串行通讯接口，CPU单元通过Profibus单元与视觉传感器连接。所述的Prifinet单元为编写用户定制功能程序接口，设置有用于挂接外部设备的端口。所述的RS485单元为工业标准总线接口，CPU单元通过该RS485单元与上位机控制单元连接。所述的CAN通讯单元与CAN控制模块连接，由CAN控制模块连接至伺服电机驱动器，用于发送CPU单元生成控制指令和接收伺服电机驱动器得到伺服电机转速信号。本技术还提供了一种AVG车辆，包括伺服电机和AVG控制系统，所述的AVG控制系统包括上位机控制单元以及与上位机控制单元连接的AVG控制器，所述的AVG控制器包括PLC控制模块、视觉传感器、CAN控制模块和伺服电机驱动器，所述的视觉传感器输出端与PLC控制模块输入端连接，PLC控制模块通过CAN控制模块与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器控制连接伺服电机。所述的PLC控制模块包括PLCCPU单元、Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元，Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元均与PLCCPU单元连接。所述伺服电机的转轴上安装有编码器，用于采集伺服电机的转速信息，该编码器的输出端与伺服电机驱动器连接，通过伺服电机驱动器将采集到伺服电机转速信息传输给PLC控制模块。所述的CAN通讯单元与CAN总线控制模块连接，由CAN控制模块连接至伺服电机驱动器，用于发送CPU单元生成控制指令和接收伺服电机驱动器得到伺服电机转速信号。本技术的有益效果是:本技术的基于CAN总线驱动方式的AGV控制系统包括上位机控制单元以及与上位机控制单元连接的AVG控制器，AVG控制器包括PLC控制模块、视觉传感器、CAN控制模块和伺服电机驱动器，视觉传感器输出端与PLC控制模块输入端连接，PLC控制模块通过CAN控制模块与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器用于控制连接伺服电机。PLC控制模块通过视觉传感器采集到车辆与规划路径的偏差信号，经PLC控制单元分析处理后得到控制命令，然后通过CAN总线传输给伺服电机驱动器，由伺服电机驱动器控制伺服电机的运动，实现基于CAN总线驱动方式的AGV的自动控制。AGV控制器采用CAN总线方式进行信息传输，实现了实时、正确地接收和发送用于控制的数据、速度、输入输出状态等信息，完成灵活的，高精度的控制，特别适用于需要各车轮之间的协调同步应用。附图说明图1是本技术基于CAN总线驱动的AVG控制系统连接示意图；图2是以AGV控制器的结构示意图；图3是PLC控制模块逻辑框图。具体实施方式下面结合对本技术的具体实施方式做进一步的说明。本技术的基于CAN总线驱动的AVG控制系统的实施例如图1所示，本实施例中的基于CAN总线驱动的AVG控制系统包括上位机控制单元以及与上位机控制单元连接的AVG控制器，AGV控制器用于控制连接AGV车辆上的伺服电机，并与安装在伺服电机上的选转编码器连接，以采集车辆伺服电机的实时转速。上位机控制单元采用通用PC主机，具有高通用性、高可靠性、接口自由扩展、低功耗、开发周期短等特点。AVG控制器的结构如图2所示，包括PLC控制模块、视觉传感器、CAN控制模块和伺服电机驱动器，其中视觉传感器用于安装在AGV车辆上，以采集车辆的导航路径信号，该视觉传感器的输出端与PLC控制模块输入端连接，PLC控制模块通过CAN控制模块与伺服电机驱动器连接，PLC控制模块生成的控制指令通过CAN控制模块发送给伺服电机驱动器，以实现CAN总线驱动，伺服电机驱动器根据收到的CAN总线驱动信号来控制伺服电机。伺服电机驱动器所连接的伺服电机可以为多个，本实施例中的伺服电机驱动器上控制连接的伺服电机有4个，分别对应AGV车辆的四个车轮，PLC控制模块可通过CAN总线控制模块与伺服电机驱动器采集各个电机的状态。PLC控制模块的结构如图3所示，包括CPU单元、Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元，Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元均通过K总线与CPU单元连接。其中Profibus单元为串行通信接口，视觉传感器通过该Profibus单元与CPU单元连接，用于采集所规划完成的路径信号并传给CPU；Profinet单元是编写用户定制功能程序接口，同时可留用挂接外部设备；CAN通讯单元与CAN总线控制模块相连接，由CAN总线控制模块连接至电机驱动器，CAN通讯单元通过电机驱动器用于与安装在电机轴的旋转编码器相连接，以采集实时转子编码器的值并将该值传给CPU。RS485单元为工业标准结构总线接口，其与上位机控制单元进行实时数据交互，在10毫秒控制周期内，根据上位机控制命令控制AGV车辆运动，并对电机及各类传感器状态和数据进行上传，实现AGV车辆与上位机控制系统的实时数据的交互，实现车辆的自动控制功能。CAN总线传输速率最高可达到1Mbps，实现了实时、正确地接收和发送用于控制的数据、速度、输入输出状态等信息，完成灵活的，高精度的控制，特别适用于需要各车轮之间的协调同步应用；CAN总线还可挂接对组下位组件，其中包括伺服电机，伺服电机是AGV车辆应用的首选，可非常准确控制速度、位置的精度，伺服电机转速受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CAN总线驱动的AVG控制系统，其特征在于，该控制系统包括上位机控制单元以及与上位机控制单元连接的AVG控制器，所述的AVG控制器包括PLC控制模块、视觉传感器、CAN控制模块和电机驱动器，所述的视觉传感器输出端与PLC控制模块输入端连接，PLC控制模块通过CAN控制模块与电机驱动器连接，电机驱动器用于控制连接电机。

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线驱动的AVG控制系统，其特征在于，该控制系统包括上位机控制单元以及与上位机控制单元连接的AVG控制器，所述的AVG控制器包括PLC控制模块、视觉传感器、CAN控制模块和电机驱动器，所述的视觉传感器输出端与PLC控制模块输入端连接，PLC控制模块通过CAN控制模块与电机驱动器连接，电机驱动器用于控制连接电机。2.根据权利要求1所述的基于CAN总线驱动的AVG控制系统，其特征在于，所述的PLC控制模块包括CPU单元、Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元，Profibus单元、CAN通讯单元、Profinet单元和RS485单元均与CPU单元连接。3.根据权利要求2所述的基于CAN总线驱动的AVG控制系统，其特征在于，所述的Profibus单元为串行通讯接口，CPU单元通过Profibus单元与视觉传感器连接。4.根据权利要求2所述的基于CAN总线驱动的AVG控制系统，其特征在于，所述的Prifinet单元为编写用户定制功能程序接口，设置有用于挂接外部设备的端口。5.根据权利要求2所述的基于CAN总线驱动的AVG控制系统，其特征在于，所述的RS485单元为工业标准总线接口，CPU单元通过该RS485单元与上位机控制单元连接。6.根据权利要求2所述的基于CAN总线驱动的AVG控制系统，其特征在于，所述的CAN通...

【专利技术属性】
技术研发人员：何白冰，过金超，徐帅华，
申请(专利权)人：河南森源电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41