众文网1.毕业论文 基于modbus的plc与上位机的通信
1 引言随着微电子技术和计算机技术的进步，可编程控制器以其可靠性高、抗干扰强、开发周期短，已经成为一种较为普及的、适应多种应用环境的工业控制器。
现已从最初的简单顺序控制、逻辑控制发展到可进行模拟量控制、位置控制，特别是PLC与PLC、PLC与计算机通信功能的实现，可组成多级控制系统，形成工厂自动化网络。PLC可以多种方式如直接采用现有的组态监控软件与上位监控机通信，但针对小规模的控制系统，找到一种高性价比的通信方法，具有积极的实际意义。
本文就是讨论如何利用Modbus通信协议来实现施耐德电器公司的NanoPLC与上位监控PC机的通信。2 硬件描述及串口设置2.1 接口电路设计PLC与PC间实现通信，可使二者互补功能上的不足，PLC用于控制方面既方便又可靠，而PC机在图形显示、数据处理、打印报表以及中文显示等方面有很强的功能。
因此，各PLC制造厂家纷纷开发了适用于本公司的各种型号PLC机通信的接口模块，不同的通信方式，有着不同的成本价格和不同的适用范围。NanoPLC的CPU单元本身带有1个RS-485扩展口，可不配备专用通讯模块，而通过此接口与上位机进行串行通信。
在此介绍一种通过PLC的RS485扩展口与PC机的RS-232串行口进行通信的方法。由于NanoPLC的扩展口采用RS-485标准，RS485是RS422的变型。
RS422为全双工，可同时发送与接收；RS485则为半双工，在某一时刻，1个发送另1个接收。RS485是一种多发送器的电路标准，允许双导线上1个发送器驱动32个负载设备，负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器。
而计算机的串行口采用RS-232标准。因此，作为实现PLC与计算机通信的接口电路，必须将RS-485标准转换成RS-232标准。
我们利用SC-485转换器实现RS485与RS232之间的转换。转换电路如图1所示。
图1 RS485与RS232转换电路图2.2 PLC串行口设置施耐德的NanoPLC对通信参数的设置通过设置扩展口来实现，系统采用PC 机作为Modbus通信网络主站，NanoPLC作为从站。通信格式设置如下：波特率4800bps，图2 PLC串行口设置8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。
如图2所示。2.3 PC机的串口初始化在微机数据通信中，经常使用大规模集成串行接口电路芯片，它们的种类和型号很多，如UART、USRT、USART等。
能完成异步通信的硬件电路称为UART。作为可编程的异步串行通信芯片UART，应根据协议的要求对其初始化。
可编程串行异步通信控制器8250是IBM PC串行通信控制器I/O接口电路的核心，通过对8250的编程，可以控制串行数据传送格式和速度。PC机有2个串行通信接口COM1和COM2。
若选COM1，则8250各寄存器地址为3F8H~3FEH；选COM2，则8250各寄存器地址为2F8H~2FEH。这里介绍用Tubro C直接对PC机中的UART 8250中各寄存器进行初始化。
本例采用COM2口，初始化如下：outportb(0x2fb,0x80); /*btp=4800*/outportb(0x2f8,0x18);outportb(0x2f9,0x0);outportb(0x2fb,0x1b); /*initialize (8、1、n)*/outportb(0x2f9,0x0);outportb(0x2fc,0x3);3 软件描述3.1系统通信协议NanoPLC采用Modbus通信协议。任何根据此通信协议进行通信的主、从机之间进行数据信息交换时，信息格式都必须遵守通信协议所规定的格式。
Modbus的数据交换模式有2种，1种为ASCII编码制，1种为RTU编码制。本例采用RTU码传输模式，它包括一些特殊标志码、PLC站号、呼叫字和校验码等，其数据帧格式如附表。
（1） 帧开始：数据帧以至少3.5个字符间隔时间（T1-T2-T3-T4）标志开始和结束。整个信息帧必须以连续的信号进行传输，从而保证CRC的校验正确。
（2） 从站地址：1个字节。各从站识别码，站号取值范围01H-F7H，共有247种不同站。
但Nano系列PLC通讯网络最多允许32个从站。（3） 功能号：1个字节。
表示主站对从站的各种操作工作，主机发功能号给从机，如果从机响应正常，则回送相同的功能码；如有错误发生，则将原功能码符号位置“1”后回送，并将错误代码写入数据区回送。各功能号具体功能如下：01或02：读n个内部位%Mi03或04：读n个内部字%Mwi05：写1个内部位%Mi06：写1个内部字%Mwi15：写n个内部位% Mi16：写n个内部字%Mwi(4) 数据区：数据区由一串2位16进制数据组成，从00-FFH。
如果通信正确，数据区存放PLC回应上位机的信息；如发送数据有误，则返回异常代码。NanoPLC处理的2种异常代码：*01：功能未知（PLC不支持的请求）如发送： 01H 16H 00H 00H FFH 00H 09H F9H 返回： 01H 96H 01H 8EH 60H*03：无效数据（位或字的数据错误，如写位时数据既非16#FF00，又非16#0000）如发送：01H 05H 00H 00H 03H 06H 4DH 38H 返回：01H 85H 03H 02H 91H(5) 校验码：2个字节。
采用CRC循环冗余码。它的基本原理是将一段信息看成一个很长的二进制数，然后用一个特定的数（如11021H）去除它，最后将余数作为校验码附在信息代码之后一起传送（或存储），在进行接收（或读出）时进行同样的处理，如有差错就可发现。
需特别注意的是，如果发送信息中的CRC校验码计算错误，则通信不能成功。3 按通信协议编程根据Modbus。
2.寻求一篇有关机器人的论文（5000字左右）
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。
所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务，包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现，包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。
从现在的发展来看，外部的通信主要通过宽带接入。intenet，而家庭内部的通信，笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙（bluetootlh）无线接入技术。
传统的数字化家庭采用pc进行总体控制，缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人，将此智能机器人视作家庭成员，通过它实现对数字化家庭的控制。
本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计，在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低，功能较为全面，扩展应用非常广阔，具有极大的市场潜力。
2 智能机器人的总体设计 2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1]，统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用，可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能；给机器人加上相关的医疗模块（ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等）和专用医疗传感器部件，再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。
智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分：一是上位机，一般采用pc，它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务；二是下位机，一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件，完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。
如果采用多单片机系统作为下位机，每个处理器完成单一任务，通过信息交换和相互协调完成总体系统功能，但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理，而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别，所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。
控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件，由蓝牙无线通信、gsm无线通信（支持gprs）、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器（视觉和听觉等）、医疗传感器和多选一串口通信（rs-232）模块等组成，控制系统框图如图2所示。 （1）系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动，转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。
（2）采用爱立信（ericsson）公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块，实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 （3）支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务，采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。
（4）由于tms320c54x只有1个串行口，而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信，所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通；当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时，关断上次无线通信模块的选通，同时选通该次传感器模块。
这样，各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务： （1）医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测，通过机器人的处理系统提供本地结果。
（2）远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能，将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心，由医疗中心的专家进行远程监控，结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊，即提供望（视频）、闻、问（音频）、切（各项生理参数）的服务[3]。 3.1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用：提供机器人视觉；将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。
机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程： （1）图像获取。
通过视觉传感器（立体影像的ccd camera）将3维环境图像转换为电信号。 （2）图像处理。
图像到图像的变换，如特征提取。 （3）图像理解。
在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输，远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。
智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像，有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中，对于图像传送有2种不同条件的需求： （1）医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时，需要传送静态高清晰度彩色图像；采用的方法是间隔一段时间（例如5分钟）传送1幅高清晰度静态图像。
（2）医生借助。
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可编程序控制器在机床数控系统中应用探讨1 引言 近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。
随着PLC技术的发展， 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。
永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。
整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。 2 数控机床组成结构及工作过程 本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，如图1所示。
图1 数控机床组成机构图输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。
输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。
它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速；管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理；控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作；还对机床外部开关（行程开关、压力开关、温控开关等）进行控制；对输出信号（刀库、机械手、回转工作台等）进行控制。
检测反馈装置由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。数控机床的工作过程如图2所示。
图2 数控机床的工作过程框图数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。
程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。
试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。
该项指标直接影响对机床利用率的评价（即机床实动率）。 3 机床数控系统需要解决的几个问题 机床是由机械和电气两部分组成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床各种功能的实施方案，数控机床的机械要求和数控系统的功能都很复杂，所以更应机电沟通，扬长避短。
机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应该比较合理，精度和稳定性都必须满足使用要求。同时为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。
PLC按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作，另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的主要产品，在机床的电气控制中应用也比较普遍。 在实际控制中如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。
精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。
因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。
因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。
当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作相应的修改，为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用；所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。
另外为了防止电压过高损坏PLC，电源输入端加上压敏电阻。为了防止过热， PLC不许安装在变压器等发热元件的正上方，变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。
在元件间留有适当的空隙，以。
4.能帮我找几篇数控专业的毕业论文么
雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术 摘要：转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件，也是最难加工的零件，目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。
多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。
通过对这些技术的链接和研究，开发实现了大型叶片的多轴联动加工。 关键词：数控编程 引言 水轮机是水力发电的原动机，水轮机转轮叶片的制造，转轮的优劣，对水电站机组的安全、可靠性、经济性运行有着巨大的影响。
水轮机转轮叶片是非常复杂的雕塑面体。 在大中型机组制造工艺上，长期以来采用的“砂型铸造—— —砂轮铲磨——立体样板检测 —的制造工艺，不能有效地保证叶片型面的准确性和制造质量。
目前采用五轴联动数控加工技术是当今机械加工中的尖端高技术。大型复杂曲面零件的数控加工编程则是实现其数字化制造的最重要的技术基础，其数控编程技术是一个数字化仿真评价及优化过程。
其 关键技术包括：复杂形状零件的三维造型及定位，五 轴联动刀位轨迹规划和计算，加工雕塑曲面体的刀轴 控制技术，切削仿真及干涉检验，以及后处理技术等。 大型复杂曲面的多轴联动数控编程技术使雕塑曲面体 转轮叶片的多轴数控加工成为可能，这将大大推动我 国水轮机行业的发展和进步，为我国水电设备制造业 向着先进制造技术发展奠定基础。
" 大型混流式水轮机叶片的多轴数控加工编程过程大型复杂曲面零件的五轴联动数控编程比普通零件编程要复杂得多，针对混流式叶片体积大并且型面曲率变化大的特点，通过分析加工要求进行工艺设计，确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线及切削用量等；建立叶片的几何模型、计算加工过程中的刀具相对于叶片的运动轨迹，然后进行叶片的切削仿真以及机床的运动仿真，反复修改加工参数、刀具参数和刀轴控制方案，直到仿真结果确无干涉碰撞发生，则按照机床数控系统可接受的程序格式进行后处理，生成叶片加工程序。 其具体编程过程如图-所示。
图-大型混流式叶片的五轴联动数控加工编程流程！"！ 混流式水轮机叶片的三维几何建模 混流式叶片这一复杂雕塑曲面体由正面、背面、与上冠相接的带状回转面、与下环相接的带状回转面、大 ， 可 编 写 一 个。 */0程序读入这些三维坐标点，然后采用双三次多补片曲面片通过自由形式特征的通过曲线的方法进行曲面造型，如图1所示。
叶片的毛坯形状可从设计数据点进行偏置计算处理，或者从三维测量得到的点云集方式确定对叶片的各个曲面分别进行"234$曲面造型，并缝合成实体。 ！"# 叶片加工工艺规划 加工方案和加工参数的选择决定着数控加工的效率和质量。
我们根据要加工叶片的结构和特点可选择大型龙门移动式五坐标数控铣镗床，根据三点定位原理经大量的研究分析，决定在加工背面是采用通用的带球形的可调支撑，配以叶片焊接的定位销对叶片定位，在叶片上焊接必要的工艺块，采用一些通用的拉紧装置来装夹。 加工正面时，采用在加工背面时配合铣出的和背面型面完全一致的胎具，将叶片背面放入胎具，利用焊接的工艺块进行调整找正，仍然采用通用的拉压装置进行装夹。
由于叶片由多张曲面组合而 成，为了解决加工过程中的碰撞问题，我们采用沿流线 走刀，对于叶片的正背面进行分区域加工，根据曲面各 处曲率的不同采用不同直径的刀具、不同的刀轴控制方 式来加工。 对每个面一般分多次粗铣和一次精铣。
在机 床与工件和夹具不碰撞和不干涉情况下，尽量采用大直 径曲面面铣刀，以提高加工效率。叶片正背面我们选用 刀具直径！-56曲面面铣刀粗铣、！-16曲面面铣刀精铣， 叶片头部曲面采用！76的曲面面铣刀加工，出水边采用！76螺旋玉米立铣刀五轴联动侧铣。
根据后续仿真情况 反复做刀位编辑，以寻求合理的加工方案。在满足加工 要求、机床正常运行和一定的刀具寿命的前提下尽可能 的提高加工效率。
！"$叶片五轴联动加工刀位轨迹的生成 针对大型混流式叶片各曲面的特点，进行合理的刀 位轨迹规划和计算，是使所生成的刀位轨迹无干涉、无 碰撞、稳定性好、编程效率高的关键。 由于五轴加工的 刀具位置和刀具轴线方向是变化的，因此五轴加工的是 由工件坐标系中的刀位点位置矢量和刀具轴线方向矢量 组成，刀轴可通过前倾角和倾斜角来控制，于是我们可 根据曲面在切削点处的局部坐标计算出刀位矢量和刀轴 矢量。
从加工效率、表面质量和切削工 艺性能来看，选择 沿叶片造型的参数 线作为铣削加工的 方向分多次粗铣和 一次精铣，然后划 分加工区域，定义 与机床有关的参数， 根据以上所选叶片 的加工部位、装夹 图， 混流式叶片的刀轨生成 定 位 方 式 、机 床 、刀具及切削参数和余量分布情况将叶片分为多个组合面 分别进行加工。 通过对曲面曲率的分布情况的分析对于 不同的区域采用不同的面铣刀。
粗加工给出每次加工的 余量，精加工采用同一直径的铣。