[发明专利]一种总线控制和通讯的隧道检测车控制系统

说明书

本发明公开了一种总线控制和通讯的隧道检测车控制系统，包括上位机、RS485串行总线、RS485收发模块、控制面板模块、多路传感器数据采集模块、升降电机模块、伸缩电机模块，上位机通过USB转RS485串行总线经RS485收发模块分别与控制面板模块、多路传感器数据采集模块、升降电机模块、伸缩电机模块连接。本发明首次将面板控制界面和上位机控制形式交互应运在隧道检测车中；首次对隧道检测车的升降台和伸缩臂控制采用自动和手动控制两种功能形式；首次将总线控制理念应用在隧道检测车的系流控制及传感器数据采集中，该发明是一种逻辑关系清晰、走线简单、扩展性强、手动自动兼容、操作简便直观及抗电磁干扰强的隧道检测车电器控制系统。

技术领域

本发明涉及机电一体化控制技术领域，具体涉及一种总线控制和通讯及自动/手动调节的隧道检测车控制系统。

背景技术

隧道病害自动检测车是集机械、电子、强电、弱电为一体的大型机电一体化设备。在电子领域，集成了多个强大的功能模块；在机械领域，集成了升降台、收缩臂、液压系统及多电机控制系统；在运输领域，配载着一辆专用的特种车辆。在如此复杂的电器管理和恶劣的电磁环境下，设计一种模块化、可扩展、抗电磁干扰、性能稳定、可靠性高、人机界面操作简便直观可靠的电器控制操作系统是必不可少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种总线控制和通讯的隧道检测车控制系统,其逻辑关系清晰、走线简单、扩展性强、手动自动兼容、操作简便直观及抗电磁干扰强的电器控制系统，以解决上述需求。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种总线控制和通讯的隧道检测车控制系统，包括上位机、RS485串行总线、RS485收发模块、控制面板模块、多路传感器数据采集模块、升降电机模块、多个伸缩电机模块，所述上位机通过USB转RS485串行总线经RS485收发模块分别与控制面板模块、多路传感器数据采集模块、升降电机模块、伸缩电机模块连接。

控制面板模块具备手动和自动操作，手动自动转换由开关K1转换，所述开关K1拨到自动位，单片机识别到自动位状态，即读取自动调节开关K2状态，所述片机采用32位STM32F4系列，STM32F4系列功能强大，其集成了DSP和FPU指令，且其具备高速通用的特点。单片机的输入端口部分完成外部输入量和开关状态的采集，输出端口部分经过输出驱动电路完成相关信号控制，通讯端口部分完成串口通讯。所述自动调节开关状态为低电平，单片机将自动调节命令通过RS485串行总线传给上位机，所述上位机接到自动调节命令，即读取多路传感器数据采集模块(模块2)的数据，所述多路传感器数据采集模块(模块2)中的多路传感器中的距离传感器的数据被读入到上位机，上位机通过计算，给升降电机模块(模块3)发出操作命令，所述升降电机模块(模块3)接收到操作命令，驱动交流电机运转一定的时间，带动升降台上升或下降一段距离，升降台调节到位后，上位机再读取多路传感器数据采集模块(模块2)中的距离传感器的数据，与多路传感器数据采集模块(模块2)中的其他采集传感器要求的距隧道壁的最佳采集距离比较，计算出距离误差，上位机再通过RS485串行总线分别给升降电机模块(模块3)、伸缩电机模块(模块4)……模块n分别发出不同的调节命令，升降电机模块(模块3)、伸缩电机模块(模块4)……模块n接到操作命令后，控制相应的步进电机转动，带动伸缩臂调整伸缩长度。

所述开关K1拨到手动位，单片机读取电机选择开关K3的状态，所述电机选择开关K3在升降电机位，单片机再读取升/伸开关K4状态，所述升/伸开关K4开关被按动，所述单片机将升信息发给上位机，所述上位机把升的命令发给升降电机模块(模块3)，所述升降电机模块(模块3)中的升降电机正转几圈，带动升降台上升一小节；所述升/伸开关K4未被按动，单片机则读取降/缩开关K5状态，所述降/缩开关K5开关被按动，所述单片机将降信息发给上位机，所述上位机把降的命令发给升降电机模块(模块3)，所述升降电机模块(模块3)中的升降电机反转几圈，带动升降台下降一小节。