基于可編程控制器的工業機械手無線遙控系統

　　3.手持操作器的設計

　　手持操作器的功能為通過處理器的數字IO及AD功能檢測按鈕及搖桿上的操作輸入，并將轉換后的數字信號進行編碼后形成控制指令，通過無線數傳模塊發出。

　　XC166系列單片機是英飛凌科技（Infineon）的16位微控制器產品，其優異的內核結構，高效的指令集，以及不斷擴充更新的產品線，使其廣泛應用于汽車電子、工業控制和信息技術領域。該系列單片機具有豐富的接口模式，如14通道10位AD變換器，同步/異步串行通道USART，高速同步串行通道SPI，CAN模塊，79個IO引腳等，并可與各種設備組成通訊網絡。同時，該系列單片機適應于惡劣的工業環境，工作溫度可在-40～125°C。[6>針對我們所設計的手持操作器的功能，我們選擇了XC166系列中的XC164CS型單片機。這樣只需附加極少的外圍硬件，就可以實現所需的功能，同時，使該遙控器具有工作性能穩定和易于進行功能擴展的優點。

　　手持操作器的功能模塊主要包括AD采樣功能，即采集搖桿操作產生的比例控制電壓;數字IO功能，即采集按鈕操作狀態和進行一些功能狀態顯示;通訊功能，即定時地將采集到的控制指令按規定的格式編碼后通過串口以無線的方式發送。

　　手持操作器由電池供電，XC166系列單片機及無線數傳模塊可以滿足低功耗的要求。

　　4.數據可靠性

　　無線遙控操作系統必須保證數據傳輸的高可靠性和控制的安全性，避免發生失控和錯誤控制指令現象，本系統主要通過以下幾方面來保證：

　　無線數傳模塊的高抗干擾能力和低誤碼率，高效前向糾錯信道編碼技術;

　　串行通訊協議校驗，一般采用奇偶校驗;

　　軟件協議校驗;通過軟件編程，對發送的數據進行校驗，可采用CRC校驗、交互確認或多次發送對比的方式。在我們的程序中采用同一動作指令重復發送的方式，只有命令指令與確認指令完全相同，PLC才接受指令，否則忽略此指令。這樣就完全避免了通信所產生的錯誤指令;

　　PLC的“軟件看門狗”;在PLC程序中設置定時程序，當超時未收到無線指令時，停止機械手動作，防止由于通訊中斷而使機械手失控;

　　通過以上四個措施，可以有效地保證無線遙控的可靠性，防止產生錯誤操作指令或機械手失控。

　　5.結論

　　通過試驗證明，這種采用PLC和無線數傳模塊的遙控方式簡單可行，由于PLC及數傳模塊都有成熟的工業化產品，可靠性高，成本低，擴展性好，因此本方案具有較高的實用價值，簡化了設計過程。但手持操作器中的單片機模塊尚需進一步的工業化設計，以達到更高的工業可靠性要求，并實現總線通信、自檢驗等更多功能。

　　本文作者創新點：通過設計一種新的架構體系，利用工業化的無線數傳模塊 ，將PLC控制與無線遙控結合起來，使機械手控制系統能夠兼具二者的優點，降低了成本、滿足了控制系統穩定性、兼容性及無線控制的要求。